Dr inż. Krzysztof Kołodziejczyk

Transkrypt

Optymalne modelowanie układu pracy
sieci dystrybucyjnej z generacją OZE
dr inż. Krzysztof Kołodziejczyk
Globema Sp. z o.o.
Warszawa 21 czerwca 2016
© Globema 2014. All rights reserved.
1
PO CO NAM
MODELOWANIE
SIECI?
ELGrid
4RES
• Stopień obciążenia elementów
sieci dystrybucyjnej
• Poziomy napięć
• Energia bierna
• Straty techniczne
• Przyłączanie nowych odbiorów
• Przyłączanie nowych źródeł
rozproszonych, w tym OZE
• Modernizacja i rozwój sieci
dystrybucyjnej
2
SYSTEM
ELGRID
Model sieci i jego
wiarygodność
ElGrid™ – analiza pracy sieci
• Optymalizacja pracy i wspomagania
eksploatacji sieci elektroenergetycznej
• Szacowanie obciążeń szczytowych rocznych
elementów sieci rozdzielczej
• Optymalizacja punktów podziału sieci SN i nn
• Optymalizacja poziomów napięć w sieci
• Optymalizacja rozwoju sieci 110kV, SN i nN,
także lokalizacja źródeł i magazynów energii
• Typowanie potencjalnych miejsc NPEE
• Prognozy zapotrzebowania na energię
• Prognozy produkcji energii
• Sterowanie optymalne (zgodnie z założoną
funkcją celu) odbiorami, źródłami i
zasobnikami energii
3
SYSTEM
4RES
4RES™ – Ekspercki system
wspomagający zarządzanie
jednostkami generacji
rozproszonej, w tym OZE
• Wspomaganie sprzedaży energii
•
•
Prognozowanie godzinowej produkcji
energii w OZE z wyprzedzeniem do kilku dni
Tworzenie grafików sprzedaży energii na
podstawie prognoz
• Zarządzanie wyłączeniami OZE
• Planowanie bieżącej produkcji energii
• Wsparcie dla tworzenia elektrowni
wirtualnych VPP
4
Estymacja szczytowych
obciążeń rocznych stacji
SN/nN
Wyznaczanie obciążeń
szczytowych na
podstawie pomiarów
Wyznaczanie rozpływu
mocy i strat mocy w sieci
nN zasilanej ze stacji
SN/nN
AMI
Obliczenie spadków i
poziomów napięć w sieci
nN zasilanej ze stacji
SN/nN
Weryfikacja strat
technicznych w sieci nN
zasilanej ze stacji SN/nN
ElGrid™ – z AMI i bez AMI
© Globema. All rights reserved.
5
Wyznaczanie strat
handlowych energii w
sieci nN zasilanej ze stacji
SN/nN
ELGRID™ – OPTYMALIZACJA PUNKTÓW PODZIAŁU
Model
sieci
Dla każdego łuku w sieci określa się
stopień zmiany stanu:

Dane
techniczne



Łatwy
Trudny
Inwestycyjny
Niemożliwy
W procesie optymalizacji uwzględnia się:
Modele
obliczeniowe



średni koszt zakupu i instalacji łącznika w sieci
dla stanu „inwestycyjny”
średni koszt wykonania zmiany stanu łącznika
o stopniu „łatwy” bądź „trudny”
ograniczenie inwestycyjne – wartość
graniczną dla łącznego kosztu inwestycyjnego
rozwiązania
6
ElGrid™ – identyfikacja obciążeń w sieci
POPRAWA PARAMETRÓW JAKOŚCIOWYCH
7
ElGrid™ – odbiorcy z niedotrzymanym napięciem
POPRAWA PARAMETRÓW JAKOŚCIOWYCH
8
4RES - PROGNOZY, OBLICZENIA, MODELE PREDYKCYJNE
KLASTRY ENERGETYCZNE
Prognozy
pogody
Model
sieci
Prognoza produkcji
energii w danym OZE
Modele
obliczeniowe
Historia
produkcji
Obszarowa prognoza
produkcji energii OZE
Dane
techniczne
Wpływ na
sieć
Bilansowani
lokalne
9
Wybór optymalnej lokalizacji źródła rozproszonego decydujący o
wielkości obniżenia strat dystrybucji energii
Dwie lokalizacje
ElGrid™ – przyłączenie generacji rozproszonej 1 MW
10
ElGrid™ – przyłączenie generacji rozproszonej 1 MW
Wyniki analiz – sieć SN, okres pół roku
Straty energii
Zmniejszenie strat Zmniejszenie strat
[kWh]
[kWh]
[%]
Sieć bez źródła
1599725
nd
Nd
Sieć bez źródła po
optymalizacji
1560200
39525
2,47%
Źródło w lokalizacji 1
1548417
51308
3,21%
Źródło w lokalizacji 1 po
optymalizacji
1520205
79520
4,97%
Źródło w lokalizacji 2
1447698
152027
9,50%
Źródło w lokalizacji 2 po
optymalizacji
1413475
186250
11,64%
POPRAWA EFEKTYWANOŚCI ENERGETYCZNEJ
11
ElGrid™ – wyniki optymalizacji
• Wyznaczone stany łączników dla analizowanego
obszaru i chwili czasowej ustalonej przez użytkownika
• Udostępniona lista zmian stanów łączników
• Wyliczona wielkości strat w kWh/rok i PLN przed i po
optymalizacji
• Ilość i koszt przełączeń do wykonania, zysk (różnica
strat w PLN – koszt przełączeń)
• Ilość i lokalizacja nowych łączników
• Koszt zakupu i instalacji
• Wyliczony okres zwrotu z inwestycji
POPRAWA EFEKTYWANOŚCI ENERGETYCZNEJ
12
PROJEKT HEL - ZAKRES I CELE REALIZACJI
Obszar badań objął teren Półwyspu Helskiego na którym znajdowało się
około 150 km sieci SN, 80 stacji transformatorowych SN/nN, 50 km sieci nN
oraz łączną ilość odbiorców około 6 000.
Badania na modelu sieci SN i nn w obszarze Półwyspu Helskiego miały na
celu ocenę możliwości zwiększenia efektywności pracy sieci poprzez
zastosowanie obliczeń technicznych opartych o rzeczywiste dane pozyskane
z systemów GIS, SCADA i AMI.
13
REALIZACJA PRAC
2013
Etap I
model sieci
i jego
weryfikacja
06.2014
07.2014
08.2014
09.2014
Etap III
Analizy i
wnioski
Etap II
Obliczenia i
optymalizacja
Przełączenia
na sieci
14
ETAPY REALIZACJI PROJEKTU
Model sieci i jego analizy
Optymalizacja i przełączenia
Model badanej sieci w widoku
geograficznym z podkładem mapowym
Wybór podobszaru w pełni objętego
systemem AMI
Dane do modelu:
• dane o topologii sieci i przepływach
mocy - SCADA (Mikronika)
• dane techniczne i topograficzne o sieci
SN oraz nN z systemu GIS (Rektor)
• dane o rzeczywistym zużyciu energii
przez odbiorców z systemu AMI i
bilingowego
• Dane z liczników bilansujących
Uwzględnienie w rozpływach pomiarów
zużycia energii dla oświetlenia ulicznego
(nie są opomiarowane licznikami AMI)
Optymalizacja konfiguracji sieci i poziomów
napięć – wyznaczanie stanów łączników
Przełączenia – zmiana konfiguracji sieci
Wykonanie rozpływów i analiz strat
Analiza różnic bilansowych
15
ElGrid™ – model sieci w Jastarni
16
WYZNACZENIE STANU OPTYMALNEGO
• W procesie optymalizacji konfiguracji sieci rozdzielczej przyjęto
jako kryterium prosty okres zwrotu nakładów.
• Obliczenia optymalizacyjne przeprowadzono dla dwóch
wariantów:
• Bez uzupełnień – w obliczeniach uwzględniono jedynie odbiorców, dla
których dostępne były dane z AMI
– zalecenie zmiany stanu 14 łączników
• Z uzupełnieniami – wprowadzono symulowane dane dla 78 odbiorców,
dla których nie było danych z AMI
– zalecenie zmiany stanu 18 łączników
• Fizycznie, zrealizowana została zmiana stanu 13 łączników wg.
wariantu II (z uzupełnieniami)
17
WYZNACZENIE STANU OPTYMALNEGO
Opis
Jednostka
Wartość
Początkowe straty energii
[kWh]
20375,2
Końcowe straty energii
[kWh]
17074,9
Zmniejszenie strat energii
[kWh]
3300,3
Początkowy koszt strat energii
[PLN]
7673,6
Końcowy koszt strat energii
[PLN]
6092,6
Zmniejszenie kosztu strat energii
[PLN]
1581,0
Liczba przełączeń
[szt.]
18
Koszt przełączeń
[PLN]
900
Liczba nowych łączników
[szt.]
0
Koszt nowych łączników
[PLN]
0
Sumaryczny koszt przełączeń
[PLN]
900
[miesiąc]
0,59
[%]
16,2
Okres zwrotu
Zmniejszenie strat po optymalizacji
18
PO CO NAM
MODELOWANIE
SIECI?
• POPRAWA EFEKTYWNOŚCI
ENERGETYCZNEJ
• Zmniejszenie strat dystrybucji
• POPRAWA PARAMETRÓW
JAKOŚCIOWYCH
• SAIDI
• SAIFI
• POPRAWA BEZPIECZEŃSTWA
• Kontrolowanie poziomu napięć
• Ciągłość zasilania
• DZIAŁANIA PROAKTYWNE
19
Dziękuje za uwagę
20

Dr inż. Krzysztof Kołodziejczyk

Transkrypt

Podobne dokumenty

Save to PDF

Łatwa obsługa

Najlepsze rozwiązania, najczęstsze błędy

metody wejścia - Terroryzm i antyterroryzm