Ευστάθεια ιασυνδεδεµένου Συστήµατος µε µεγάλη Αιολική ιείσδυση: Προβλήµατα και λύσεις

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Ευστάθεια ιασυνδεδεµένου Συστήµατος µε µεγάλη Αιολική ιείσδυση: Προβλήµατα και λύσεις"

Τίτος Κορομηλάς
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Ευστάθεια ιασυνδεδεµένου Συστήµατος µε µεγάλη Αιολική ιείσδυση: Προβλήµατα και λύσεις Κ. Βουρνάς Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ. & Μηχ. Υπολογιστών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

2 Σύνοψη Μελέτες Ορίων Αιολικής ιείσδυσης (2007) Εργαστήριο ΣΗΕ: Ε. ιαλυνάς, Ν. Χατζηαργυρίου, Σ.Παπαθανασίου, Κ. Βουρνάς Μεταβατική Συµπεριφορά σε β/κ Απώλεια Α/Π - Επιπτώσεις Ανάλυση Ευστάθειας Ταλαντώσεων Αδιάλειπτη Λειτουργία υπό Χαµηλή Τάση Συµπεράσµατα - Όρια διείσδυσης Επίδραση αγοράς & ηµερήσιου προγραµµατισµού

3 Είδη Ανεµογεννητριών Γεννήτριες Επαγωγής Κλωβού (τύπου Α) «Σταθερών» στροφών Χωρίς έλεγχο πτερυγίων Με µεταβλητή αντίσταση (τύπου Β) Ασύγχρονες Γεννήτριες ιπλής Τροφοδότησης (τύπου Γ) Μεταβλητών στροφών Έλεγχος τάσεως/αέργων, ενεργού ισχύος, γωνίας πτερυγίων Ανεµογεννήτριες πλήρους µετατροπέα (τύπου ) Μεταβλητών στροφών χωρίς κιβώτιο µετάδοσης Σύγχρονες γεννήτριες τυλιγµένου δροµέα ή µόνιµου µαγνήτη

4 Προβλήµατα που θέτουν όρια στην αιολική διείσδυση Ευστάθεια Τάσεως Γεννήτριες Επαγωγής χωρίς γρήγορη αντιστάθµιση Ευστάθεια Συχνότητας Απώλεια Αιολικής Παραγωγής από κοινή αιτία (β/κ) Ανάγκη Αδιάλειπτης Λειτουργίας υπό χαµηλή τάση (ΑΛΧΤ) Ευστάθεια ταλαντώσεων Χρήση σταθεροποιητών ταλαντώσεων ισχύος Ηµερήσια λειτουργία και λειτουργία αγοράς Τεχνικά Ελάχιστα θερµικών µονάδων υνατότητα εντολής περιορισµού αιολικής παραγωγής Αλλαγή συνθηκών για επενδύσεις σε συµβατικές µονάδες

5 Σηµεία λειτουργίας που εξετάστηκαν στο Ελληνικό Σύστηµα Εγκατεστηµένα περίπου 3000 MW από ΑΠΕ Παραγωγή από ΑΠΕ: 2708 MW Αιολικά: 2545 MW Άλλες ΑΠΕ: 163 MW Μέγιστο φορτίο 2012 ( ΜW) ιείσδυση ΑΠΕ ~21% Σενάριο χαµηλού φορτίου (~5.500 MW) Παραγωγή ΑΠΕ Συµβατικών ιείσδυση 49%

6 Συµπεριφορά σε β/κ Εξετάστηκαν 11 σοβαρές διαταραχές β/κ µε εκκαθάριση (άνοιγµα γραµµής) σε 120 ms Συνήθη σφάλµατα (δεν µπορούν να αποκλειστούν) Χωρίς υποχρέωση αδιάλειπτης παροχής: Απώλεια µέχρι 1500 MW (µέγιστο φορτίο) Απώλεια µέχρι 2300 MW (χαµηλό φορτίο) Συνέπειες: άνοιγµα διασυνδέσεων αποκοπές φορτίου λόγω υποσυχνότητας πιθανό µπλακάουτ Αδιάλειπτη παροχή υπό χαµηλή τάση απαραίτητη

7 Συµβολή στην ευστάθεια τάσεως Γεννήτριες Επαγωγής κλωβού εµφανίζουν ασταθή συµπεριφορά σε µεγάλα β/κ Απώλεια σηµείου ισορροπίας και υπερεπιτάχυνση Μπορούν να οδηγήσουν σε διαδοχική απώλεια γειτονικών µονάδων Αποκόπτονται λόγω υπερτάχυνσης ή χαµηλής τάσεως Η παραµονή σε λειτουργία υπό χαµηλή τάση δεν είναι απαραίτητη Λόγω µικρής συµµετοχής στη διείσδυση (κυρίως παλιότερες µονάδες) Μέγιστη αποκοπή 200 ΜW από κοινή αιτία

8 Συµβολή στην ευστάθεια ταλαντώσεων ισχύος Γενικά θετική συµβολή στην απόσβεση Ασαφής η συµπεριφορά ΑΓ Τ όταν γίνεται ρύθµιση τάσεως Πρέπει να εξετάζεται η δυναµική συµπεριφορά σε συνεννόηση µε κατασκευαστές και παραγωγούς Σχετικά µεγάλη ευαισθησία της συχνότητας ταλαντώσεων Κυρίως στους διασυνοριακούς ρυθµούς (0.2 µε 0.6 Hz) Σκόπιµη η εγκατάσταση σταθεροποιητών σε συµβατικές µονάδες

9 Προϋποθέσεις για µεγάλη διείσδυση Για να µπορεί να απορροφηθεί ασφαλώς ταυτόχρονη παραγωγή MW από ΑΠΕ απαιτείται: Αδιάλειπτη λειτουργία υπό χαµηλή τάση (LVRT) υνατότητα περιορισµού της παραγωγής Α/Π για την αντιµετώπιση ηµερήσιας λειτουργίας (dispatchability) από το ΚΕΕ του ΕΣΜΗΕ Ν-1 ασφάλεια παροχής για Α/Π πάνω από MW Εγκατάσταση µονάδων (αεριοστροβίλων) 750 MW για την κάλυψη αιχµών φορτίου

10 Αδιάλειπτη λειτουργία υπό ΧΤ Τουλάχιστον 150 ms ανεξαρτήτως επιπέδου τάσεως Τεχνολογία ώριµη και γενικά διαθέσιµη Α/Γ τύπων Γ και

11 Ανάγκη Περιορισµού Αιολικής Παραγωγής Θέσπιση ανώτατου ορίου παραγωγής (setpoint) µε εντολή ΚΕΕ Λόγω ανελαστικών περιορισµών (τεχνικών ελαχίστων) των συµβατικών σταθµών που απαιτούνται για την αντιµετώπιση αιχµής Μικρή επίπτωση στη µη απορροφούµενη ενέργεια από Α/Π (για το Ελληνικό Σύστηµα) κάτω από 4,5% µέχρι 5500 MW εγκατεστηµένα ΑΠΕ Ανάγκη δηµιουργίας υποδοµής Βραχυπρόθεσµη πρόβλεψη αιολικής παραγωγής ιδιαίτερα χρήσιµη

12 Επιπτώσεις στη λειτουργία αγοράς (Ελληνικό Σύστηµα) Ανάλυση µε παραδοχή 5 µονάδων ΣΚ (2012) Μέσος αριθµός σβέσεων ανά µονάδα ΣΚ: 32 έως 36 ανά έτος Άνιση κατανοµή σβέσεων Ισοδύναµη διάρκεια λειτουργίας µονάδων ΣΚ µειώνεται µέχρι τις 4642 ώρες/έτος Βιωσιµότητα επενδύσεων (;) Εναλλακτική επιλογή χωρίς συµβατικές µονάδες Αποθήκευση, διακοπτόµενα φορτία, άλλες λύσεις ;

13 Όρια αιολικής διείσδυσης Ταυτόχρονη παραγωγή πάνω από 2460 ΜW από Α/Π πιθανότητα αρκετά µικρή κάτω από 0.4% µέχρι εγκατεστηµένη ισχύ 5000 MW δεσµευµένη πιθανότητα στο ελάχιστο φορτίο µικρότερη από 0,012% µέχρι διείσδυση 5500 MW Λόγω περιορισµών απορρόφησης Τα παραπάνω συµπεράσµατα ισχύουν καταρχήν για εγκατάσταση Α/Π µέχρι 5500 MW Μπορεί να εξαρτώνται από γεωγραφική κατανοµή Πάντα υπό τις αναφερθείσες προϋποθέσεις!

14 Συµπέρασµα Οι άδειες ΑΠΕ (µέχρι 2007) µπορούν να υλοποιηθούν στο Ελληνικό Σύστηµα Υπό τις παραπάνω προϋποθέσεις! εν υπάρχουν επαρκή δεδοµένα για να οριστεί ένα απόλυτο όριο διείσδυσης στην παρούσα φάση (π.χ ή 8000 MW) Επικαιροποίηση µε νέα στοιχεία Σταδιακή αύξηση των επιπέδων διείσδυσης και αναθεώρηση µελετών σε ετήσια βάση ή κάθε 1000 ΜW εγκατεστηµένων ΑΠΕ

15 Προοπτικές Στα τεχνικά προβλήµατα υπάρχουν λύσεις: Αδιάλειπτη λειτουργία υπό Χαµηλή Τάση υνατότητα περιορισµού αιολικής παραγωγής Τα όρια διείσδυσης εξαρτώνται κυρίως από: λειτουργία ηµερήσιου προγραµµατισµού βιωσιµότητα επενδύσεων Πρόβλεψη αιολικής παραγωγής µπορεί να συµβάλει στην αύξησή τους Ανάγκη για βελτίωση υποδοµής και απόκτηση εµπειρίας µε µεγάλη διείσδυση

Σχετικά έγγραφα

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΨΗΛΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΙΕΙΣ ΥΣΗΣ ΣΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΜΕ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΣΗΕ) ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΨΗΛΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΙΕΙΣ ΥΣΗΣ ΣΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ