Greek Islands: Electric Energy, Networks, Connections and Smart Grids

ηµόσια Επιχείρηση Ηλεκτρισµού Α.Ε. Greek Islands: Electric Energy, Networks, Connections and Smart Grids Prof. Nikos Hatziargyriou, Vice Chair and Deputy CEO, PPC RES & ENERGY SAVINGS IN ISLANDS, 23-25 October, Milos

Contents Demand, Energy, Production, Costs in Non- Interconnected Islands Cyclades Interconnection Smart Grids

Electric Production in the Non Interconnected Islands 36 Thermal Stations (total installed capacity) Thermal capacity increase in 2009-2012 105 RES Stations (total installed capacity) RES capacity increase in 2010 MW 1.739 788 218,8 84,23

Installed RES capacity evolution in the Non Interconnected Islands RES Stations Installed Capacity in Non Interconnected Islands 500 400 300 MW 200 100 0 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 YEAR

Evolution of the peak load of a typical middle size island 70 Chios 60 50 40 MW 30 20 10 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 YEAR 7,20% 4,10% Demand Demand Estimation

Yearly load variation in typical middle size island Chios 2008 50.000 40.000 30.000 MW 20.000 10.000 0 1/08 2/08 4/08 5/08 7/08 9/08 10/08 12/08 Month

Duration curve of a typical middle size island 50 60 45 15 h / 6,5 MW 50 MW 40 70 h / 10 MW 40 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 MW 30 ώρες 20 10 0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 ώρες

Energy demand evolution in the Non Interconnected Islands 8000 7000 6000 5000 GWh 4000 3000 2000 1000 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 YEAR 4,52% 3,51% E(Dt) (y) Dt (y)

Average Production Cost per island in 2008 ( /MWh( MWh) Generalized Average Production Cost: 188 /MWh Generalized SMP: 90,87 /MWh Small Islands ew Power Stations and large islands

Average Variable Production Cost per island in 2008 ( /MWh) Generalized Average Variable Production Cost: 146,50 /MWh

Evolution of Islands Average Production Cost, feed in tariff of RES, and SMP in the Interconnected System 200 160 120 /MWh 80 40 0 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 ΕΤΟΣ ΜΚΘΠ Συµβατικό κόστος ΑΠΕ ΟΤΣ (µεσοσταθ.) VPC Feed in tariff SMP

Energy Balance in 2009 Total Production 5621 GWh 15% CRETE 2009 RHODES 2009 3008 GWh 774 GWh 6% 16% 23% 62% 78% Από µαζούτ Από Ντήζελ Από ΑΠΕ Από µαζούτ Από Ντήζελ Από ΑΠΕ Non Interconnected Islands 2009 7% 1839 GWh 23% 70% Από µαζούτ Από Ντήζελ Από ΑΠΕ

Legal Framework Average Energy Cost (188,0 /ΜWh) Thermal Station Production RES Station Island Operator Public Services Reward SMP (90,9) /ΜWh Transmission & distribution etwork Use of etwork Charges Suppliers Consumers

Provision of Public Services Non Interconnected Islands 2007 2008 Demand (MWh) 5.485.199 5.603.856 Public Services Reward ( ) 442.450.522 521.491.309 Generalized SMP ( /ΜWh) 67,33 90,87 Average Production Cost ( /ΜWh) 151,84 188,82 2009 5.621.227 435.083.459 51,00 141,29 2008 2009 Average Supply Revenue ( /ΜWh) Low Voltage consumers Medium Voltage consumers 116,88 91,08 114,40 90,72

Annual Demand Forecast in Cyclades Year 2013 Paros* Mykonos Siros Total Installed Capacity(MW) 70 86 38 194 Installed RES(MW) 17 7 9 32 Peak Load (MW) 80,4 48 25,1 - Demand (MWh) 261.194 160.264 127.864 549.322 Variable Production Cost (VPC) ( /MWh) 144,49 SMP ( /MWh) 76,4 VPC-SMP( /MWh) 68,09 Additional Production Cost ( ) 37.739.921 10.912.376 8.706.260 57.358.557 *7 islands are interconnected with Paros: Naxos, Ios, Folegandros, Schinousa, Sikinos, Koufonisia, Antiparos, RES includes PV stations

Power and Energy in Cyclades in 2009 Thermal Power (MW) RES (MW) Peak (MW) Energy (MWh) ΘΗΡΑ 41,3-31,7 115.484 ΜΗΛΟΣ 22 2,7 10,26 40.705 ΣΙΦΝΟΣ 10,7 0,06 5,79 17.603 ΑΜΟΡΓΟΣ 5,7-2,94 9.647 ΚΥΘΝΟΣ 5,4 0,8 2,7 8.345 ΟΝΟΥΣΑ 0,5-0,29 629 ΑΝΑΦΗ 0,8-0,495 1.140 ΣΕΡΙΦΟΣ 5,8-2,94 7.766 ΜΥΚΟΝΟΣ 50,4 1,22 35,2 113.329 ΣΥΡΟΣ 44,6 2,88 22,7 108.106 ΠΑΡΟΣ 70 2,44 60,41 207.946 ΣΥΝΟΛΟ 257,2 10,1 630.700

Installation of Hybrid stations to increase RES penetration Upper Reservoir RES Consumer Hydro Pumps Transmission System Lower Reservoir Compensation of evaporation loses Thermal Stations

Ikaria Hybrid Station Στρόβιλοι: 4.1 MW Αντλίες: Αιολικά: 2.0 MW 2.4 MW

ΙΑΣΥΝ ΕΣΗ - 1. ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑ ΡΟΜΗ ΗΛΕΚΤΡΟ ΟΤΗΣΗΣ ΚΥΚΛΑ ΩΝ ΠΡΩΤΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ (1900-1950) Εγκαθίστανται οι πρώτες µηχανές ηλεκτροπαραγωγής που καλύπτουν τον φωτισµό των οδών και ορισµένα οικιακά φορτία. ΕΥΤΕΡΗ ΠΕΡΙΟ ΟΣ (1950-1980) Οι τοπικές εταιρείες εξαγοράζονται από την ΕΗ. Όπως σε όλη την Ελλάδα έτσι και εδώ ακολουθεί περίοδος µε αυξηµένες επενδύσεις σε µηχανές ηλεκτροπαραγωγής αλλά και δίκτυα διανοµής.

ΙΑΣΥΝ ΕΣΗ - 2. ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΟΝΑ ΕΣ ΚΑΙ ΑΠΟ Ι ΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ ΑΝ ΡΟΣ 2007 150kV ΜΟΝΑ ΕΣ ΑΠΟ Ι ΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ 6 11,5MW 150kV ΜΥΚΟΝΟΣ 2008 ΜΟΝΑ ΕΣ ΑΠΟ Ι ΟΜΕ ΝΗ ΙΣΧΥΣ 27 47,3MW 66kV 66kV ΜΟΝΑ ΕΣ ΣΥΡΟΣ 2008 ΑΠΟ Ι ΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ 15 35,3MW ΠΑΡΟΣ/ΝΑΞΟΣ 2008 ΜΟΝΑ ΕΣ ΑΠΟ Ι ΟΜΕΝΗ ΙΣΧΥΣ 9 59,8MW 20kV

ΙΑΣΥΝ ΕΣΗ - 3. ΥΦΙΣΤΑΜΕΝΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΑΙΧΜΗ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 150kV ΑΝ ΡΟΣ 2007 ΑΙΧΜΗ 24MW ΕΝΕΡΓΕΙΑ 67GWh 150kV ΜΥΚΟΝΟΣ 2008 ΑΙΧΜΗ 34,6MW ΕΝΕΡΓΕΙΑ 108,3GWh 66kV 66kV ΣΥΡΟΣ 2008 ΑΙΧΜΗ 22,5ΜW ΕΝΕΡΓΕΙΑ 102GWh ΠΑΡΟΣ/ΝΑΞΟΣ 2008 ΑΙΧΜΗ 63.1MW ΕΝΕΡΓΕΙΑ 197MWh 20kV

4. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΟΥ ΠΡΟΕΚΥΨΑΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΡΩΤΗ ΜΗ ΕΠΙΤΥΧΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ (1993) Προκειµένου να σχεδιασθεί µε επιτυχία το έργο της διασύνδεσης των Κυκλάδων θα έπρεπε να λάβουµε σοβαρά υπόψη µας τα εξής: Να συνταχθούν οι περιβαλλοντικές µελέτες µε σεβασµό στο περιβάλλον και στο ιδιαίτερο Κυκλαδίτικο τοπίο. Να υπάρξει στενή συνεργασία µε όλους τους τοπικούς φορείς και να εξασφαλίζεται σε κάθε βήµα η συµµετοχή και η συναίνεσή τους Να γίνει µία σχεδίαση τέτοια ώστε να µην υπάρχει εναέριο δίκτυο ΥΤ µε πυλώνες σε κανένα νησί. Να γίνει σχεδίαση Υ/Σ κλειστού τύπου GIS και µάλιστα µε ιδιαίτερη προσοχή στα αρχιτεκτονικά τους σχέδια. Να ληφθούν υπόψη οι νέες απαιτήσεις σχεδίασης του Συστήµατος Μεταφοράς όπως αυτές προσδιορίζονται στον Κώδικα (εξασφάλιση του κριτηρίου ν-1, δηµιουργία βρόχων και όχι ακτινικές συνδέσεις κτλ) Να ληφθούν υπόψη οι νέες τεχνολογίες και οι δυνατότητες που µας παρέχουν (πχ καλώδια µε µόνωση XLPE, DC links κτλ.).

5. Η ΙΑΣΥΝ ΕΣΗ ΤΩΝ ΚΥΚΛΑ ΩΝ ΕΠΑΝΑΦΕΡΕΤΑΙ Μετά τις αποφάσεις του ΣτΕ γίνεται φανερό ότι το έργο δεν είναι δυνατό να ολοκληρωθεί, παρότι έχουν δαπανηθεί σηµαντικά ποσά. Ολοκληρώνεται η κατασκευή του Υ/Σ Άνδρου, ενώ τα υπόλοιπα καλώδια 150 ή 66 kv λειτουργούν στα 20 kv. Γίνονται συζητήσεις µε την ΡΑΕ και τον ΕΣΜΗΕ. Η ΡΑΕ αναθέτει την σύνταξη µελέτης σχετικά µε το θέµα στο ΕΜΠ Τα αποτελέσµατα της µελέτης ανακοινώνονται σε συνέδριο στην Σύρο τον 5/2005 Γίνονται συνεχείς συνεργασίες µεταξύ Γ Μ και ΕΣΜΗΕ σχετικά µε όλα τα θέµατα που υπάρχουν, για την επανασχεδίαση του έργου. Το 2006 µε απόφαση του ΥΠΑΝ το έργο χαρακτηρίζεται γενικότερης σηµασίας για την οικονοµία της χώρας σύµφωνα µε το άρθρο 15 του Ν3175/2003. Τα πρώτα αποτελέσµατα των συζητήσεων αυτών φαίνονται στην ΜΑΣΜ 2006-20010. Η ΜΑΣΜ 2008-2012 που εγκρίνεται το φθινόπωρο του 2008,περιλαµβάνει την πλήρη σχεδίαση της διασύνδεσης.

6. Σύνδεση Λαυρίου Σύρου µε Συνεχές Ρεύµα ( Σ.Ρ.) Πρώτη Εναλλακτική Λύση 3+1 125MVA 3+1 125MVA DC 2+1 (250MW) 100km Σ.Ρ. (1+1)X3/(3+1)X1 36Km (1+1)X3/(3+1)X1 (200MVA)\40Km (1+1)X3/(3+1)X1/(200MVA) 50Km (1+1)X3/(3+1)X1 200MVA/32Km Υφιστάµενο καλώδιο 150kV Υπό εγκατάσταση υποβρύχιο καλώδιο Σ.Ρ. Υπό εγκατάσταση υποβρύχιο καλώδιο Ε.Ρ.

7. Σύνδεση Λαυρίου-Σύρου µε Εναλλασσόµενο Ρεύµα (Ε.Ρ.) εύτερη Εναλλακτική Λύση 3+1 125MVA 3+1 125MVA (1+1)X3/(3+1)X1 200MVA/32Km (1+1)X3/(3+1)X1 (280MW)/110km Ε.Ρ. (1+1)X3/(3+1)X1 36Km (1+1)X3/(3+1)X1 (200MVA)\40Km (1+1)X3/(3+1)X1/(200MVA) 50Km Υφιστάµενο καλώδιο 150kV Υπό εγκατάσταση υποβρύχιο καλώδιο Σ.Ρ. Υπό εγκατάσταση υποβρύχιο καλώδιο Ε.Ρ.

8. ΑΡΧΕΣ ΣΧΕ ΙΑΣΗΣ ΤΗΣ ΙΑΣΥΝ ΕΣΗΣ Η Σύρος είναι ένας σηµαντικός κόµβος, ο οποίος συνδέεται µε το Ηπειρωτικό Σύστηµα Μεταφοράς στο Λαύριο. Συνδέεται επίσης µε την Τήνο (ή την Άνδρο) και στην συνέχεια µε την Εύβοια έτσι ώστε να σχηµατίζεται ένας ευρύτερος βρόχος. ηµιουργείται ένας τοπικός βρόχος στις Κυκλάδες που περιλαµβάνει τα νησιά Σύρο-Πάρο- Νάξο-Μύκονο-Σύρο. Με την σχεδίαση αυτή καλύπτεται η απαίτηση του ν-1 του διαχειριστή αφού σε κάθε νησί φθάνουν τουλάχιστον δύο καλώδια και µάλιστα από διαφορετικούς δρόµους. Λαµβάνεται µέριµνα ώστε να καλύπτεται η απαίτηση του ν-1 και στον σύνδεσµο Λαύριο- Σύρος µε την ύπαρξη εφεδρικού καλωδίου. Όλοι οι Υ/Σ είναι κλειστού τύπου µε µόνωση SF6 (GIS) µε καλή αρχιτεκτονικά σχεδίαση. εν υπάρχουν εναέρια δίκτυα υψηλής τάσης (πυλώνες) σε κανένα νησί και οι θέσεις των Υ/Σ είναι τέτοιες ώστε να µην απαιτούνται πρόσθετα έργα διανοµής (να χρησιµοποιούνται δηλ. οι υπάρχουσες γραµµές 20 kv).

9. ΕΠΙΛΟΓΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΛΥΣΕΩΝ ΣΥΝ ΕΣΜΟΣ ΛΑΥΡΙΟ-ΣΥΡΟΣ Η διασύνδεση έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να γίνονται αποδεκτές δύο λύσεις: Με καλώδιο εναλλασσοµένου ρεύµατος και τις απαραίτητες αντισταθµίσεις (ac link) µε ενδιάµεσο τερµατικό σταθµό στην Κύθνο Με καλώδιο συνεχούς ρεύµατος και σταθµούς µετατροπής στα άκρα (dc link) Και στις δύο περιπτώσεις προδιαγράφονται καλώδια µε θερµοπλαστική µόνωση (XLPE ή άλλο πολυµερές) όχι καλώδια λαδιού (oil filled ή mass impregnated) ΥΠΟΛΟΙΠΑ ΥΠΟΒΡΥΧΙΑ ΚΑΛΩ ΙΑ Τα υπόλοιπα υποβρύχια καλώδια θα είναι καλώδια AC 150 kv, 200 MVA µε µόνωση XLPE, δηλαδή ισοδύναµα µε τις ΓΜ 150 kv βαρέως τύπου.

10. ΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΓΙΝΕΙ ΜΕΧΡΙ ΣΗΜΕΡΑ Υποβολή και έγκριση Προκαταρτικής Περιβαλλοντικής Εκτίµησης και Μελέτης Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων Επιλογή σηµείων προσγειάλωσης των καλωδίων σε όλα τα νησιά. Επιλογή και αγορά του µεγαλύτερου αριθµού των αγροτεµαχίων για την κατασκευή των Υ/Σ GIS στα νησιά Σύρο, Πάρο, Νάξο, Μύκονο και την κατασκευή τερµατικού στην Κύθνο. Πρόοδος σε λοιπές αδειοδοτήσεις και µελέτες (π.χ. διενέργεια θαλασσίων γεωλογικών ερευνών για την όδευση του καλωδίου) Σύνταξη προδιαγραφών των στοιχείων του έργου (καλώδιο DC, υπόγειο και υποβρύχιο, σταθµοί µετατροπείς, Static var compensator κτλ) Απόφαση.Σ. για την προώθηση των διαδικασιών για την επιλογή αναδόχου για την κατασκευή του έργου, µε τη διαδικασία των διαπραγµατεύσεων, µετά από προηγούµενη δηµοσίευση προκήρυξης. Πρόοδος στην σύνταξη των τευχών δηµοπράτησης, τα οποία θα τεθούν σε δηµόσια διαβούλευση, Αλλά παραµένουν σηµαντικές εκκρεµότητες

11. ΟΦΕΛΗ ΠΟΥ ΠΡΟΚΥΠΤΟΥΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΙΑΣΥΝ ΕΣΗ ΤΩΝ ΚΥΚΛΑ ΩΝ Εξασφάλιση επαρκούς ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας. Βελτίωση της αξιοπιστίας στην παροχή ηλεκτρικής ενέργειας. Βελτίωση της ποιότητας της παρεχόµενης ενέργειας. Βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών στα νησιά λόγω της κατάργησης των αυτόνοµων σταθµών παραγωγής. υνατότητα απορρόφησης αιολικής παραγωγής. υνατότητα µελλοντικής αξιοποίησης του γεωθερµικού δυναµικού της νήσου Μήλου. Ο προϋπολογισµός του έργου εκτιµάται σε περίπου 350 Μ. Ο χρόνος υλοποίησης του έργου θα είναι 3 χρόνια.

The EU concept of Smart Power etworks Smart coexistence of central and decentralised generation with lower carbon generation and efficient demand/response Load trading and cost optimisation by means of dialog towards timevariable tariffs and variable incentives depending on present load Customer integration based on bidirectional communication and large flow of information

Two European examples: Ιncreasing distributed generation in LV and MV grids Source: MVV Energie Over 100 power plants in residential, commercial and industrial grids City of Mannheim (Germany) as of July 2005 Source: I. Furones Fartos Over 60 small and medium PV Plants in residential, commercial and industrial grids Region of Benavente (Zamora, Spain) as of September 2005

% ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΡΟΠΟΣ ΕΠΙΚ/ΝΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑ 8m 22% ΠΕΛΑΤΕΣ Μ.Τ. GSM/GPRS AMR 8.000 ΠΕΛΑΤΕΣ Χ.Τ. ΠΑΡΟΧΕΣ 5,6,7 60.000 27m 8,5% GSM/GPRS AMR ΠΕΛΑΤΕΣ Χ.Τ. 30m 11,5% ΠΑΡΟΧΕΣ 3,4 PLC AMM 185.000 690m 58% ΠΕΛΑΤΕΣ Χ.Τ. ΟΙΚΙΑΚΟΙ 6.900.000 PLC AMM Συστήµατα Τηλεµέτρησης Τηλεδιαχείρισης (AMR AMM) Υ/Σ ΜΤ/ΧΤ 137.000

B a rc e lo n a 12-1 5 M a y 2 0 0 3 T h e visio n.. C e n tra l p o w er s ta tio n Y e sterd a y T o m o rro w : d istrib u te d / o n -s ite g en eratio n w ith fu lly in teg rated n etw o rk m an ag e m en t T ra n sm is s io n N e tw o rk P h o to v o lta ic s p o w er p la n t S to ra g e S to ra g e F lo w C o n tro l H o u s e D is trib u tio n N e tw o rk L o c a l C H P p la n t S to ra g e P o w e r q u a lity d ev ice S to ra g e P o w e r q u a lity d ev ice W in d p o w e r p la n t H o u s e w ith d o m e s tic C H P F a c to ry C o m m erc ia l b u ild in g M a n u el S A N C H E Z E u ro p e a n C o m m is s io n B E T A S E S S IO N 4 b : In te g ratio n o f R E S + D G -3

The Vision

ΗΜΟΣΙΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΥ Α.Ε. Ευχαριστώγιατηνπροσοχήσας

MICROGRIDS: The Future etworks Interconnection of small, modular generation to low voltage distribution systems forms a new type of power system, the Microgrid. Microgrids can be connected to the main power network or be operated islanded, in a coordinated, controlled way.

Kythnos (Gaidouromandra) Microgrid Supply of 12 buildings (EC projects MORE and PV-Mode)

Systems added: Next generation Sunny Island inverters, to deal with islanded mode control Intelligent Load Controllers Small settlement of 12 houses Generation: 5 PV units connected via standard grid-tied inverters. A 9 kva diesel genset (for back-up). Storage: Battery (60 Volt, 52 kwh) through 3 bi-directional inverters operating in parallel. Monitoring: Data logging equipment

Step 1: The agents identify the status of the environment Step 2: The agents negotiate on how the share the available energy PV Diesel Wi-Fi Batteries System House

Intelligent Load Controllers In each house an ILC is installed: Windows CE 5.0 Intel XscaleTM PXA255 64MB of RAM 32MB FLASH Memory Java VM Jade LEAP

The Kythnos Microgrid