Στρατηγική Ανάπτυξης ΑΠΕ και Τεχνικές Προκλήσεις

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Στρατηγική Ανάπτυξης ΑΠΕ και Τεχνικές Προκλήσεις"

Ἀγαυή Φλέσσας
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Στρατηγική Ανάπτυξης ΑΠΕ και Τεχνικές Προκλήσεις Γ. Καµπούρης /νση Σχεδιασµού Συστήµατος ΕΣΜΗΕ

2 Μεσο-µακροπρόθεσµοι Στόχοι - ιακηρυγµένος στόχος για ορίζοντα 10ετίας (ΥΑ 19598/2010): MW A/Π MW Φ/Β MW ΜΥΗΣ MW Βιοµάζα - Μεγάλη Αιολική ιείσδυση: Η αιολική ενέργεια τη µερίδα του λέοντος (τουλάχιστον 30% της αγοράς) - Στόχος 80% διείσδυση ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή έως το Υποχρέωση εναρµόνισης Κωδίκων (3 o πακέτο εναρµόνιση στον entso-e)

αιολική ενέργεια τη µερίδα του λέοντος (τουλάχιστον 30% της αγοράς) - Στόχος 80% διείσδυση

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η µεγάλη Αιολική ιείσδυση συνεπάγεται σηµαντικές αλλαγές: 1. Στη λειτουργία του Συστήµατος Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) 2. Στη λειτουργία της Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Οι ιαχειριστές βρίσκονται αντιµέτωποι µε καινούρια προβλήµατα και απαιτήσεις για τη Λειτουργία και το Σχεδιασµό των ΣΗΕ. Θα απαιτηθούν σηµαντικές ρυθµιστικές παρεµβάσεις Οι τεχνικές προκλήσεις προκύπτουν από την αδυναµία ελέγχου της Αιολικής Παραγωγής (στοχαστικότητα και υψηλή µεταβλητότητα του ανέµου)

Στη λειτουργία της Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Οι ιαχειριστές βρίσκονται αντιµέτωποι µε καινούρια προβλήµατα και

4 Ο Ρόλος του ΕΣΜΗΕ στην Ανάπτυξη των ΑΠΕ Λειτουργία της Αγοράς: Συµβάσεις Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Μετρήσεις Παραγωγής Πληρωµές ΑΠΕ Ενσωµάτωση στο Σύστηµα και Λειτουργία: Προσφορές Σύνδεσης στο Σύστηµα και στο ίκτυο(σε συνεργασία µε το ιαχειριστή ικτύου) Συµβάσεις Σύνδεσης (τριµερής µε ΕΗ Μεταφορά) Ανάπτυξη Συστήµατος (ΜΑΣΜ) Λειτουργία του Συστήµατος Παρακολούθηση από τα Κέντρα Ελέγχου Ενέργειας Προδιαγραφές Λειτουργίας Α/Π

στο ίκτυο(σε συνεργασία µε το ιαχειριστή ικτύου) Συµβάσεις Σύνδεσης (τριµερής µε ΕΗ Μεταφορά) Ανάπτυξη

5 ΚΥΡΙΑ ΤΕΧΝΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ικανότητα µεταφοράς του Συστήµατος Παρακολούθηση φορτίου και Συνεργασία µε συµβατικές θερµικές µονάδες Πρόβλεψη αιολικής παραγωγής Απαιτήσεις από τα Α/Π: Συµπεριφορά Α/Γ κατά την διάρκεια διαταραχών Παρακολούθηση Φορτίου και ικανότητα συµµετοχής στη Ρύθµιση φορτίου-συχνότητας Ρύθµιση τάσης παροχή αέργου ισχύος Επιτήρηση και έλεγχος από τα Κέντρα Ελέγχου Ενέργειας υναµική συµπεριφορά (σε µικρές και µεγάλες διαταραχές) Θέµατα ποιότητας ισχύος (αυξανόµενη χρήση µετατροπέων) κυρίως στη Χαµηλή και Μέση τάση

συµµετοχής στη Ρύθµιση φορτίου-συχνότητας Ρύθµιση τάσης παροχή αέργου ισχύος Επιτήρηση και έλεγχος από τα Κέντρα Ελέγχου Ενέργειας

6 Ικανότητα µεταφοράς Συστήµατος Μικρή γεωγραφική διασπορά Προγραµµατισµένα Έργα: Σηµαντικά Έργα Μεταφοράς που προγραµµατίσθηκαν από τον ΕΣΜΗΕκαιαφορούνστηνένταξητωνΑΠΕ (ΜΑΣΜ ): Έργα ανάπτυξης 400kV στην Πελοπόννησο (στάδιο της αδειοδότησης) Ανάπτυξη δικτύου 400kV στη Θράκη (τελικό στάδιο) Ενίσχυση σύνδεσης Εύβοιας µε την Ηπειρωτική χώρα ιασύνδεση Κυκλάδων Υπό µελέτη η ιασύνδεση Νησιών (Κρήτη, Β.Α. Αιγαίο, κλπ) για: - ηλεκτροδότηση νησιών και περιορισµό/κατάργηση χρήσης πετρελαίου - αξιοποίηση αιολικού δυναµικού του Αιγαίου

400kV στη Θράκη (τελικό στάδιο) Ενίσχυση σύνδεσης Εύβοιας µε την Ηπειρωτική χώρα ιασύνδεση Κυκλάδων Υπό µελέτη η ιασύνδεση Νησιών

7 Συνολική ικανότητα µεταφοράς ισχύος από Α/Π µετά την ολοκλήρωση των έργων της ΜΑΣΜ (συµπεριλαµβανοµένων όσων είναι σε λειτουργία) τουλάχιστον 8.5GW (αναλυτικά στο Κατανοµή αιολικώνανάπεριοχή και ικανότητα απορρόφησης Περιοχή Α/Π σε λειτουρ γία (MW) Α/Π με Προσφορά Σύνδεσης (MW) Μέγιστη ικανότητα απορρόφησης ισχύος από Α/Π μετάτην ολοκλήρωση των έργων (μαζί με τα σε λειτουργία) (MW) Επιπλέον ικανότητα απορρόφησης σε ΚΥΤ ΚΥΤ MW Εύβοια 215,5 63,9 780 Παλλήνης* 800 στα 400 kv Κορεσµένες περιοχές Ανατολική Μακεδονία- Θράκη Πελοπόννησος Ν. Ιόνια νησιά Κιλκίς Νότια Στερεά Ελλάδα 197,5 282,1 70, ,75 86,1 819, , Λαυρίου* Λάρυμνας Φιλίππων Σύνολο 100 στα 400 kv 200 στα 150 kv Διασυνδεδεμέν ες Κυκλάδες 2,0 4, Υπόλοιπο Σύστηµα Σύνολο *στον Πίνακα ΙΙ περιλαµβάνεται το τµήµα της ικανότητας απορρόφησης των ΚΥΤ Παλλήνης και Λαυρίου που δεν έχει δεσµευτεί για σύνδεση Α/ΠσεΠεριοχέςτουΠίνακαΙ

με τα σε λειτουργία) (MW) Επιπλέον ικανότητα απορρόφησης σε ΚΥΤ ΚΥΤ MW Εύβοια 215,5 63,9 780 Παλλήνης* 800 στα 400 kv Κορεσµένες περιοχές Ανατολική Μακεδονία- Θράκη Πελοπόννησος Ν.

8 ιασυνδέσεις Νησιών Αιγαίου Μελετάται η σταδιακή διασύνδεση των νησιών του Αιγαίου Αιτήσεις για άδειες παραγωγής στα νησιά 3.095MW, off-shore 3534 MW Προκαταρκτικές µελέτες σε εξέλιξη Συνολικό µήκος υποθαλάσσιων καλωδίων µεγαλύτερο των 1500 km DC ή AC

095MW, off-shore 3534 MW Προκαταρκτικές µελέτες σε εξέλιξη

9 Παρακολούθηση Φορτίου Σε κάθε χρονική στιγµή πρέπει να υπάρχει ισοζύγιο παραγωγής-ζήτησης: P G =P L Στα αυτόνοµα συστήµατα ο έλεγχος αφορά τη διατήρηση σταθερής συχνότητας ενώ στα διασυνδεδεµένα συστήµατα ο έλεγχος αφορά την τήρηση ενός προσυµφωνηµένου προγράµµατος διασυνοριακών ανταλλαγών Σε συνθήκες µεγάλης αιολικής διείσδυσης η µεγάλη µεταβλητότητα της αιολικής παραγωγής δυσχεραίνει την επίτευξη του ισοζυγίου και τη διατήρηση σταθερής συχνότητας Ανάγκη για την παρακολούθηση των µεταβολών του φορτίου από τις µονάδες παραγωγής ιατήρηση εφεδρειών. Το πρόβληµα των τεχνικών ελαχίστων Οι Α/Γ σήµερα δεν συµµετέχουν στη ρύθµιση φορτίου-συχνότητας Η σηµαντική διείσδυση αιολικής παραγωγής απαιτεί αυξηµένες εφεδρείες από ελεγχόµενες συµβατικές µονάδες (κυρίως στο επίπεδο της δευτερεύουσας και τριτεύουσας) Αύξηση κόστους καυσίµων

επίτευξη του ισοζυγίου και τη διατήρηση σταθερής συχνότητας Ανάγκη για την παρακολούθηση των µεταβολών του φορτίου από τις µονάδες παραγωγής ιατήρηση εφεδρειών.

10 ιαθέσιµες λύσεις Η αύξηση της ικανότητας κάλυψης των µεταβολών της ζήτησης µπορεί να επιτευχθεί µε: Αύξηση της ευελιξίας του συστήµατος παραγωγής Εγκατάσταση «ευέλικτων µονάδων» Αεριοστρόβιλοι ανοικτού κύκλου ή/και υδροηλεκτρικών µε ταµιευτήρα Εξασφάλιση των µικρότερων δυνατών τεχνικών ελάχιστων ορίων λειτουργίας των καινούργιων µονάδων Βελτίωση της πρόβλεψης ανέµου-αιολικής παραγωγής Ρύθµιση της αιολικής παραγωγής (περιορισµός ισχύος Α/Π) Πιθανή συµµετοχή της αιολικής παραγωγής στον αυτόµατο έλεγχο παραγωγής για παρακολούθηση φορτίου Αποθήκευση µε εγκατάσταση αντλητικών Υ/Η σταθµών ιαχείριση φορτίου µελλοντικά ( Ηλ. αυτοκίνητα, ευφυή δίκτυα smart grids, οικονοµία υδρογόνου, )

Βελτίωση της πρόβλεψης ανέµου-αιολικής παραγωγής Ρύθµιση της αιολικής παραγωγής (περιορισµός ισχύος Α/Π) Πιθανή συµµετοχή της αιολικής παραγωγής στον αυτόµατο έλεγχο

11 Πρόβλεψη Αιολικής Παραγωγής Κρίσιµο τεχνικό ζήτηµα Σύγχρονες τεχνικές πρόβλεψης αιολικής παραγωγής σε χρονικό ορίζοντα 24 έως36 ωρών παρουσιάζουν σφάλµατα που ανέρχονται έως και 30% της πραγµατικής παραγωγής Η βραχυπρόθεσµη πρόβλεψη παρουσιάζει εν γένει µικρότερο σφάλµα Η χρήση αξιόπιστων µετεωρολογικών δεδοµένων αυξάνει την ακρίβεια της πρόβλεψης Η γεωγραφική διασπορά της αιολικής παραγωγής µειώνει το σφάλµα πρόβλεψης Η πρόβλεψη της συνολικής παραγωγής πρέπει να υποστηρίζεται και από προβλέψεις σε επίπεδο Α/Π

µικρότερο σφάλµα Η χρήση αξιόπιστων µετεωρολογικών δεδοµένων αυξάνει την ακρίβεια της πρόβλεψης Η γεωγραφική διασπορά της

12 Πρόβλεψη Αιολικής Παραγωγής Πιλοτική εφαρµογή από Αυγ Βελτιώσεις και ρυθµίσεις του µοντέλου Βάσει Μετεωρολογικών δεδοµένων και µετρήσεων πεδίου Παρούσα κατάσταση: Έλεγχος και ρύθµιση στο ΚΕΕ Πρόβλεψη: Καλή / Προβλήµατα στις ώρες υψηλού φορτίου Θα ενσωµατωθεί στις διαδικασίες του EMS Day Ahead Forecast vs. Actual JANUARY 2010 NMAE= 8,84% NRMSE= 10,55% 18,00% 16,00% ,00% MW Forecast (MWh) Actual (MWh) 12,00% 10,00% 8,00% 6,00% 4,00% NMAE NRMSE 100 2,00% 0 0,00% Hours Αυγ-08 Σεπ-08 Οκτ-08 Νοε-08 εκ-08 Ιαν-09 Φεβ-09 Μαρ-09 Απρ-09 Μαϊ-09 Ιουν-09 Ιουλ-09 Αυγ-09 Σεπ-09 Οκτ-09 Νοε-09 εκ-09 Ιαν-10

στις ώρες υψηλού φορτίου Θα ενσωµατωθεί στις διαδικασίες του EMS Day Ahead Forecast vs.

13 Συµπεριφορά Α/Γ σεσφάλµατα υνατότητα αδιάλειπτης λειτουργίας Α/Γ σε σφάλµατα δικτύου (Fault Ride Through). 3-φ σφάλµα στοκυτλάρυµνας Αποφυγή κινδύνου απώλειας µεγάλης αιολικής παραγωγής σε συνήθη σφάλµατα Red : 0<V<0.4pu Yellow : 0.4<V<0.6pu Blue : 0.6<V<0.8pu Κρίσιµος παράγοντας για την ασφάλεια του Συστήµατος

3-φ σφάλµα στοκυτλάρυµνας Αποφυγή κινδύνου απώλειας µεγάλης αιολικής

14 ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ Α ΙΑΛΕΙΠΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Α/Γ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΣΦΑΛΜΑ Maximum L-L Voltage V/VN (% ) Fault Ride Through εύρος στο οποίο επιτρέπεται αποσύνδεση από το αυτόµατο σύστηµα επιλεκτική αποσύνδεση γεννητριών ανάλογα µε την κατάστασή τους time (s) όριο 2 όριο 1 χαµηλότερη τιµή του εύρους τάσης λειτουργίας Καθιερωµένη απαίτηση στις περισσότερες χώρες της ΕΕ To 2008 ενσωµατώθηκε στον Κ Σ&ΣΗΕ Ηαπαιτούµενη τεχνολογία είναι διαθέσιµη απότους µεγάλους κατασκευαστές Α/Γ

την κατάστασή τους 0 0.15 0.5 0.7 1 1.5 2 2.5 3 3.

15 Ρύθµιση Τάσης και Παροχή Αέργου Ισχύος Αβεβαιότητες στην γεωγραφική κατανοµή της µελλοντικής παραγωγής Αναγκαία η συµµετοχή των Α/Π στη ρύθµιση τάσης σε τοπικό επίπεδο Αρση περιορισµών υποχρεωτικής φόρτισης θερµικών µονάδων για ρύθµιση τάσης Ησηµερινή τεχνολογία προσφέρει σηµαντικές δυνατότητες: 1. Λειτουργία µε σταθερό συντελεστή ισχύος 2. Ελεγχος της τάσης σε τοπικό επίπεδο 3. Παροχή αέργου ισχύος στη διάρκεια διαταραχών

θερµικών µονάδων για ρύθµιση τάσης Ησηµερινή τεχνολογία προσφέρει σηµαντικές δυνατότητες: 1.

16 ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ & ΕΛΕΓΧΟΣ Ανάγκη για έλεγχο/επίβλεψη σε πραγµατικό χρόνο- µεγάλος αριθµός µετρήσεων (τάση, ρεύµα, ενεργός και άεργος ισχύς, Μετεωρολογικά δεδοµένα, κατάσταση διακοπτών κλπ) Προσαρµογή του λογισµικού τηλε-ελέγχου (SCADA) του Συστήµατος Προσαρµογή λογισµικού στα συστήµατα διαχείρισης ενέργειας (Αυτόµατος Έλεγχος Παραγωγής-AGC, Εκτιµητής κατάστασης, εφαρµογές ανάλυσης δικτύου κλπ) Ηµερήσιος Ενεργειακός Προγραµµατισµός και λειτουργία της αγοράς Επέκταση των τηλεπικοινωνιακών υποδοµών Αµφίδροµη επικοινωνίακεε Α/Π Αποκεντρωµένος έλεγχος µε τοπικά Κ.Ε.? Τα περιφερειακά ΚΕΕ θα επιφορτίζονται µε την εποπτεία και έλεγχο της λειτουργίας των Α/Π σε περιφερειακό επίπεδο.

Παραγωγής-AGC, Εκτιµητής κατάστασης, εφαρµογές ανάλυσης δικτύου κλπ) Ηµερήσιος Ενεργειακός Προγραµµατισµός και λειτουργία της αγοράς Επέκταση των τηλεπικοινωνιακών

17 Ενσωµάτωση στα ΚΕΕ FIELD In the Real Time SCADA RES real time Estimation RES CONTROLLER AGC PAS.. State Estimator.. VSA SC Analysis Contingencies RES Advisory Module

18 Ενσωµάτωση στις λειτουργίες Αγοράς In the Day Ahead Weather Bureau RES day ahead Forecast System Load Forecast Day Ahead Scheduling (DAS) Unit Scheduling Program Dispatch scheduling

19 ΡΑΣΕΙΣ ΕΣΜΗΕ Σε εξέλιξη το έργο «Ολοκληρωµένο Επιχειρησιακό Πληροφοριακό Σύστηµα» που περιλαµβάνει νέο Σύστηµα Ελέγχου Ενέργειας (Energy Management System) µε τις Κατάλληλες Λειτουργίες Μελέτες ανάλυσης επιπτώσεων από µεγάλη αιολική παραγωγή και βέλτιστου µείγµατος παραγωγής Ανάπτυξη µοντέλων προσοµοίωσης της δυναµικής συµπεριφοράς του Συστήµατος

Κατάλληλες Λειτουργίες Μελέτες ανάλυσης επιπτώσεων από µεγάλη αιολική παραγωγή και

20 Προτάσεις ΕΣΜΗΕ για Λειτουργικές Απαιτήσεις σε Α/Γ Αφορούν τις τεχνικές δυνατότητες των Α/Γ για: 1. Ρύθµιση τάσης και παροχή αέργου ισχύος στη µόνιµη κατάσταση και στη διάρκεια διαταραχών 2. Παρακολούθηση φορτίου και δυνατότητα συµµετοχής στον αυτόµατο έλεγχο παραγωγής 3. Επικοινωνία Α/Π και Κέντρων Ελέγχου Ενέργειας 4. Υποβολή τεχνικών στοιχείων Τέθηκαν σε ηµόσια ιαβούλευση το προηγούµενο χρονικό διάστηµα ( έως ) για ενσωµάτωση στον Κ Σ & ΣΗΕ: Εναρµόνιση σε Ευρωπαϊκό επίπεδο ιαθέσιµες τεχνικές λύσεις ελάχιστου κόστους Ταχεία ανταπόκριση κατασκευαστών

Παρακολούθηση φορτίου και δυνατότητα συµµετοχής στον αυτόµατο έλεγχο παραγωγής 3. Επικοινωνία Α/Π και Κέντρων Ελέγχου Ενέργειας 4.

21 ΧΑΡΤΗΣ ΠΟΡΕΙΑΣ ΕΣΜΗΕ Αύξηση Ικανότητας Μεταφοράς Ανάπτυξη έργων διασύνδεσης ΑΠΕ- ιασυνδέσεις νησιών Ανάλυση επιπτώσεων και µελέτες βελτιστοποίησης µείγµατος παραγωγής Παρέµβαση στον Κ Σ&ΣΗΕ (Καθορισµός προδιαγραφών-απαιτήσεων για Α/Π) Επεµβάσεις/προσαρµογές στα ΚΕΕ και ανάπτυξή τους Πιλοτική εφαρµογή µοντέλων πρόβλεψης Αιολικής Παραγωγής (σε εξέλιξη) Μελέτες διασυνοριακών ανταλλαγών και ανάπτυξη διασυνδέσεων

22 Εν κατακλείδι Για την επίτευξη των στόχων απαιτούνται: Δράσεις για τη αύξηση της αποδοχής των έργων ΑΠΕ αλλά και των έργων μεταφοράς ΥΤ από τις τοπικές κοινωνίες Αποτελεσματικά μέτρα και ρυθμίσεις από την πλευρά της Διοίκησης και των Ρυθμιστικών αρχών Συνεργασία Διαχειριστών, Παραγωγών και Κατασκευαστών για την επιτυχή αντιμετώπιση των τεχνικών προκλήσεων Ευχαριστώ

Σχετικά έγγραφα

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΜΕΓΑΛΗΣ ΙΕΙΣ ΥΣΗΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΜΕΓΑΛΗΣ ΙΕΙΣ ΥΣΗΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΜΕΓΑΛΗΣ ΙΕΙΣ ΥΣΗΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΟΙ ΕΝΕΡΓΕΙΕΣ ΤΟΥ ΕΣΜΗΕ Ι. Καµπούρης /ντης Ανάπτυξης Συστήµατος ΕΣΜΗΕ Α.Ε. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η οδηγία 2009/28/EC της