Energiapiacok. 3. A források és kínálat egyensúlyának biztosítása, együttműködő rendszerek, megfelelősség, ellátásbiztonság.

Energiapiacok 3. A források és kínálat egyensúlyának biztosítása, együttműködő rendszerek, megfelelősség, ellátásbiztonság.

Teljesítményigény (MW) Teljesítményigény (MW) Igényváltozás naponta (2005.) 5200 5000 4800 4600 4400 4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 2400 Munkanap Szombat 0 0,25 0,5 0,75 Pihenőnap 1 Idő November Június 5600 5400 5200 5000 4800 4600 4400 4200 4000 3800 3600 3400 3200 3000 2800 2600 Munkanap Szombat 0 0,25 0,5 0,75 Pihenőnap 1 Idő

Load (MW) Load (MW) Havi tartamdiagramok (2004.) 5500 5000 4500 January February March 4000 3500 3000 2500 2000 0 500 1000 1500 2000 2500 Balancing periods Április-szeptember Január-március 5500 5000 4500 4000 April May June July August September 3500 3000 2500 2000 0 500 1000 1500 2000 2500 Balancing periods

Fogyasztás (MW) Éves tartamdiagram (2004.) 5500 5000 4500 34176 GWh 4000 31902 GWh 3500 3000 2500 2000 0 8760 17520 26280 35040 Mérési időszak (db)

Teljesítmény (MW) Terhelés követése 3500 3300 3100 2900 2700 2500 2300 2100 1900 1700 1500 0:15 12:15 0:15 12:15 0:15 12:15 Idő (Átlagos napok 2005. decem ber) Paksi Atomerőmű Rt. Mátrai Erőmű 200 MW-os blokkok Dunamenti Erőmű Rt. G2 Pécsi Erőmű IV. blokk Budapesti Erőmű Rt. Kelenföldi erőmű Budapesti Erőmű Rt. Újpesti erőmű Budapesti Erőmű Rt. Kipesti erőmű Csepeli Áramtermelő Rt. Dunamenti Erőmű Rt. F blokkok AES Tiszai Erőmű

Árrugalmasság ln qt ln A0 A1 ln qt 1 A2 ln yt A3 ln p t Ahol: q t a kereslet mennyiségét jelöli t időperiódusban, y t és p t az adott időszakbeli jövedelem (GDP) és ár, q t-1 pedig az előző időszakhoz tartozó kereslet. 30 Kínálat kereslet egyensúlya a vizsgált tartamdiagram sávban Ft/kWh 25 20 Határköltség Energia kínálat Fogyasztói kereslet Erőműi kereslet Egyensúly 15 10 5 MW 0 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 Forrás: INFORMATION FOR INVESTMENT DECISIONS, INC.

Árrugalmasság (állandók meghatározása) ln qt ln A0 A1 ln qt 1 A2 ln yt A3 ln p t A hiányzó A 0 és A 2 paraméterek két, egymást követő év adataiból, két-ismeretlenes egyenletrendszer megoldásával számíthatók: LR A3 1 A 1 SR A A 1) 3 ( 1 A 1 A ) 3 ( 1 LR A 1 SR LR SR A A 1 3 1 ln c ln A 0 ln Qt A1 ln Qt 1 A2 ln Yt A3 ln 1 ln Qt A1 ln Qt 1 A3 ln A A0 c1 A2 ln Yt1 2 2 ln t 2 2 c 2 2 c 1 ln Y t ln Y t1 = c A Y P t 1 P t 1 LR SR SR A A 1 2 1 LR A 2 1 A 1 Forrás: INFORMATION FOR INVESTMENT DECISIONS, INC.

Ellátásbiztonság jellemzői (1) Az ellátás biztonságának jellemzésére különböző mutatószámok szokásosak: Tartalék nagysága: a fogyasztói csúcs időpontjában üzemelő beépített teljesítmény és a csúcsigény különbségének csúcsigényre vonatkoztatott aránya. Termelő kapacitás aránya: a csúcsigény időpontjában üzemelő beépített teljesítmény és a csúcsigény különbségének a csúcsigény időpontjában üzemelő beépített teljesítményre vonatkoztatott aránya. Hiányvalószínűség (Loss of load probability, LOLP): Annak valószínűsége, hogy egy adott időpontban jelentkező villamosenergia-igényt nem lehet kielégíteni. Meghatározható az éves csúcsterhelésre, a heti, havi, napi csúcsokra, de akár a terhelési tartamdiagramra is. A termelő berendezések egyidejű kiesését vizsgálva a napi csúcsok időpontjában a valószínűnek tartott teljesítmény hiányos napok számát adja. Az éves LOLP index a napi valószínűségek összege az egész évre vonatkoztatva

Ellátásbiztonság jellemzői (2) Várható hiány gyakoriság Loss of load expectation, LOLE(D)): Az év azon napjainak száma, amelyeken egy előre meghatározott valószínűségű (legalább egy időpontban, ami lehet a csúcsterhelés időpontja is) teljesítményhiánnyal kell számolni. Az év helyett vagy mellett rövidebb időszakokra is meghatározható. Várható hiányidőtartam (Loss of load expectation, LOLE(H)): Az év azon óráinak száma, amelyeken egy előre meghatározott valószínűséggel teljesítmény hiánnyal kell számolni. Az év helyett vagy mellett rövidebb időszakokra is meghatározható. Nem szolgáltatott energia várható értéke (Expected unserved energy, EUE): Azon energiamennyiség, amely egy előre meghatározott valószínűséggel a fogyasztóknak várhatóan nem áll rendelkezésre. Meghatározható az egész évre, vagy annak egyes időszakaira is. Zuverlässigkeit elektrischer Versorgungsysteme, Leistungreserve im Verbundbetrieb DVG, Február 1997; Calabresse 1947.

Ellátásbiztonság Az ellátásbiztonság függ: teljesítménygazdálkodástól, tüzelőanyag ellátástól, hálózati infrastruktúra rendelkezésre állásától, határkeresztezésekhez való hozzáféréstől,... a kereskedő fizetőképességétől. Középtávon: primer energiahordozók rendelkezésre állása, atomenergia jövője, fenntartható fejlődés elemeinek elterjedése, beruházási kedv.

Piacszervezés hatása az ellátásbiztonságra Az ellátásbiztonság: piacnyitás előtt elsősorban az ellátásra kötelezett által biztosítható tartalékkapacitások nagyságától, liberalizált piacon elsősorban az áraktól függ.

Rendszerszintű tervek Erőmű létesítési terv (2 évente) Éves rendszerszintű operatív terv Teljesítőképesség tervösszesítő Karbantartási tervösszesítő Teljesítőképesség mérleg (havi bontásban) Termelési tervösszesítő (havi bontásban) Havi operatív terv Heti rendszerszintű teljesítőképesség terv Napi teljesítőképesség terv (LOLP<1 %) Tartaléktervezés, újrateherelosztás Terhelésbecslés

Teljesítőképesség fogalmak Beépített teljesítőképesség (generátorkapcson) BT Állandó hiány ÁH Változó hiány VH Rendelkezésre álló változó teljesítőképesség RTV=BT-ÁH-VH Tervszerű megelőző karbantartás TMK Igénybevehető teljesítőképesség IT=RTV-TMK Kényszerkiesés KK Egyéb teljesítőképesség változás E Ténylegesen igénybevehető teljesítőképesség TIT=IT-KK-E Ténylegesen Igénybevehető Import IMPORT TIT Villamosenergia-rendszer ténylegesen Igénybevehető teljesítőképessége VER TIT=TIT+IMPORT TIT TIT KI Forgótartalék teljesítmény FT Üzemviteli tartalék teljesítőképesség ÜT Üzembiztonsági tartalék teljesítmény ÜBT Üzembiztosan igénybevehető teljesítőképesség ÜIT=TIT-ÜT Átlagos fogyasztói csúcsterhelés ÁTL.CSÚCS Fogyasztói tartalék FT

Éves rendszerterv

Éves terv, tartalékigény

Éves terv, maradó teljesítmény

Tartalék tartás Hosszú távon (tartalék nagysága: 20-25 %) Éves szinten (karbantartás ütemezés csak integrált termelő portfóliónál) TK BT TMK FCS BT Operatív üzem előkészítés során nagyság (LOLP, hiányvalószínűség) tartalék típus (primer, szekunder, tercier) hozzáférési idő (másodperces, perces, órás. napos, hetes)

Beépített teljesítőképesség +import Rendelkezésre állás Igény ΔP RIT Hiányzó források MT n >5% BT IT 1 0,9 KK Eloszlás Igény sűrűségfüggvénye Becsült igény 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Forgó Perces Órás KK TMK VH AH Tartalékok

Az éves csúcsterhelések jelene MW MW 10000 10000 9500 9000 8500 8000 7500 515 597 762 157 55 541 810 9500 9000 8500 8000 7500 910 568 852 125 53 867 810 7000 6500 6000 5500 9000 7403 746 6388 7000 6500 6000 5500 8950 7395 1072 6380 5000 BT BT hiány ÜIT tartalék csúcs hazai erőművek állandó hiány importszaldó változó hiány Forrás: Dr. Stróbl Alajos ÜIT csúcs 5000 BT ÜIT csúcs BT hiány ÜIT tartalék csúcs karbantartás rendszerirányítási tartalék kiesés maradó teljesítmény

Tartalék nagyságának meghatározása (2002)

Ellátásbiztonság ~ ~ ~ KK1 KK2 KK3 150 MW 2*75 MW 3*50 MW 0,05 0,0475 0,045125 0,0025 0,002375 0,000125 1 - KK1 1 - (1-KK1)*KK2 1 - KK1*KK2 1 - (1-KK1)*(1-KK2)*KK3 1 - (1-KK1)*KK2*KK3 1 - KK1*KK2*KK3

Hiányvalószínűség számítása (1) A gyakorlati számításoknál az elvárt hiány valószínűség kielégítéséhez szükséges tartalék teljesítmény meghatározására van szükség. Ez az egyes erőművi gépegységek RA értékeinek figyelembevételével konvoluciós számításokkal a következő lépésekben lehetséges: Az erőművi egységeket a gazdasági teherelosztásban elfoglalt sorrendbe kell állítani. Az első egységtől kezdve valamennyi szóba jöhető egység kombinációra meghatározandó annak valószínűsége, hogy bármely egység kombináció (és az annak megfelelő teljesítőképesség) milyen értékkel áll (vagy nem áll) rendelkezésre.[1] [1]Egy adott gépegység tartományában a kiesés valószínűsége megegyezik az adott teljesítmény tartományban jellemzően működő gépegység kiesési valószínűségével.

Kiesések kumulált valószínűsége 1. blokk 192 MW RA=0,970 KK=0,030 2. blokk 210 MW RA=0,948 KK=0,052 3.blokk 436 MW RA=0,983 KK=0,017 Öss zes en Változatok Kumulált valószín űség Összesen CKK 192 210 436 838 KK1*KK2*KK3= 0,000027 0,000027 0 210 436 646 RA1*KK2*KK3= 0,000857 0,000884 192 0 436 628 KK1*RA2*KK3= 0,000483 0,001367 192 210 0 402 KK1*KK2*RA3= 0,001533 0,002901 0 0 436 436 RA1*RA2*KK3= 0,015633 0,018533 0 210 0 210 RA1*KK2*RA3= 0,049583 0,068116 192 0 0 192 KK1*RA2*RA3= 0,027957 0,096073 0 0 0 0 RA1*RA2*RA3= 0,903927 1,000000

Hiányvalószínűség számítása (2) Mivel a tényleges gépszám és gépállapot figyelembe vételével elvégzett számítás számítási időigénye igen nagy (2 n eset, ahol n a figyelembe veendő gépegységek száma), ezért a konvuluciós számítást (mindig egy-egy újabb, a teherelosztási sorrendben következő gépegységet figyelembe véve) más módon is el lehet végezni[1]. Az erre az esetre vonatkozó általános számítási összefüggést annak figyelembevételével lehet levezetni, hogy feltételezik egy már ismert gépparkra vonatkozó, ismert kiesési valószínűségi táblázat (függvény) meglétét és azt, hogy a gépparkot egy C teljesítményű, KK kiesési valószínűségű egységgel kívánjuk bővíteni. [1] H.G. Stoll: Least-Cost Electric Utility Planning (John Wiley & Sons, 1989 p. 327-345 alapján)

Hiányvalószínűség számítása (3) Egy ilyen rendszerben az X MW teljesítményű egység kiesése úgy is felfogható, hogy az X teljesítményű egység mellet egy nulla MW teljesítményű egység is kiesik egyidejűleg. De az is feltételezhető, hogy az addicionális egység teljesítménye nem 0 MW, hanem C MW, így az eredeti összetételű rendszerből (X C) MW esik ki. Eset Eredeti rendszer Kiesett teljesítmény Valószínűség Kiesett teljesítmény Bővítés Valószínűség 1 X V eredeti (X) 0 1 - KK 2 X - C V erede. (X - C) C KK

Hiányvalószínűség számítása (4) Mivel a két eset egymástól kölcsönösen független egyidejű bekövetkezésük valószínűsége az egyedi valószínűségek összege. Így a C MW nagyságú teljesítmény kiesési valószínűségének KK nagyságú értékét figyelembe véve: KK új ( X ) KKeredeti ( X )*(1 KK) KKeredet i ( X C)* KK feltételezve, hogy X C. A képletben az eredeti/új index a C teljesítményre vonatkozó konvoluciót megelőző/követő állapotot jelöli. Az esetben, ha C X KK új ( X ) KK det ( X )*(1 KK) miután a negatív teljesítmény kiesésének valószínűsége zérus. ere i

Hiányvalószínűség számítása (5) A kumulatív valószínűség a KK (Z) kiesési valószínűség függvényből a CKK X X KK Z * dz képlettel számítható. Így az előbbi egyenleteket integrálva CKK új ( X ) CKK eredeti ( X )*(1 KK) CKK eredet i ( X C)* KK illetve C X esetre CKK új ( X ) CKK eredeti ( X )*(1 KK) CKK eredet i (0)* KK ahol konvenció alapján CKK (0) = 1,0.

Hiányvalószínűség számítása (6) Így az általános konvoluciós összefüggés X, vagy nagyobb teljesítmény (MW) kumulatív kiesési valószínűségére CKK új ( X ) (1 KK)* CKK eredeti ( X ) KK * CKK eredet i ( X C) Amennyiben a C teljesítményű egységnek több (C i ), különböző kiesési valószínűséggel (KK i ) jellemezhető állapota van: KK új X i N 1 KK eredeti Nyilvánvaló, hogy ez esetben a számítási idő lényegesen megnő. Gyakorlati tapasztalatok szerint a kumulatív kiesési valószínűség ahol a 0 a nulla MW kieséshez tartozó kumulált kiesési valószínűség, M a logaritmikus iránytangens i * CKK CKK (a kiesett teljesítmény P X MW) = a 0 * exp (-X/M) kifejezéssel közelíthető, X C i

Konvolució (1) CKK új ( X ) (1 KK)* CKK eredeti ( X ) KK * CKK eredet i ( X C) Kiesett teljesítmény Kiinduló adat sor A egység konvoluciója B egység konvoluciója C egység konvoluciója 50 MW RA=0,96, KK=0,04 100 MW RA=0,94, KK=0,06 200 MW RA=0,90, KK=0,10 MW CKK CKK CKK 0 1,0 1*0,96+1*0,04 1,00 1*0,94+1*0,06 1,0000 1*0,90+1*0,10 1,00000 50 0 0*0,96+1*0,04 0,04 0,04*0,94+1*0,06 0,0984 0,0984*0,90+1*0,10 0,18856 100 0 0*0,96+0*0,04 0,00 0*0,94+1*0,06 0,0600 0,06*0,90+1*0,10 0,15400 150 0 0*0,94+0,04*0,06 0,0030 0,0030*0,90+1*0,10 0,10270 200 0 0*0,94+0*0,06 0,0000 0*0,90+1*0,10 0,10000 250 0 0*0,90+0,0984*0,10 0,00984 300 0 0*0,90+0,0600*0,10 0,00600 350 0 0*0,90+0,0030*0,10 0,00030 400 0 0*0,90+0*0,10 0,00000

Hiányvalószínűség számítása (7) Az esetben, ha egy (B) egységet kiveszünk a rendszerből az általános egyenlet átrendezésével CKK új Z CKK 1 eredeti KK ( Z) B CKK eredeti Z B * 1 KK B KK B kiszámítható a KK B kiesési valószínűséggel jellemezhető B egység beépítése előtti állapotra vonatkozó kumulatív kiesési valószínűség.

Konvolució (2) Kiesett teljesítmény Kiinduló adatsor 200 MW -os C egység levonása MW RA=0,90, KK=0,10 CKK 0 1,00000 1/0,90-1*0,10/0,90 1,00000 50 0,18856 0,18856/0,90-1*0,10/0,90 0,09840 100 0,15400 0,15400/0,90-1*0,10/0,90 0,06000 150 0,10270 0,10270/0,90-1*0,10/0,90 0,00300 200 0,10000 0,10000/0,90-1*0,10/0,90 0 250 0,00984 0,00984/0,90-0,0984*0,10/0,90 0 300 0,00600 0,00600/0,90-0,0600*0,10/0,90 0 350 0,00030 0,00030/0,90-0,0030*0,10/0,90 0 400 0,00000 0

Hiányvalószínűség számítása (8) Az előbb bemutatott konvoluciós módszer felhasználásával minden a teherelosztási sorrendbe beállított egység figyelembevételével meghatározzuk a kumulatív kiesési valószínűség táblázatot (függvényt). A számítások alapján meghatározott kiesési valószínűség táblázatból (függvényből) megállapítható, hogy mekkora, egyidejű kieső teljesítmény esetén lesz a kiesési valószínűség az elfogadható hiány valószínűség alatt. Ez a teljesítmény érték adja meg az előírt hiány valószínűség garantálásához szükséges legkisebb tartalék teljesítményt.

Jellemző kiesési valószínűségek a hazai rendszerben A B C D 1997 3,92 4,3 2,89 1,91 1998 4,54 1,58 3,57 1,83 1999 2,45 1,79 1,2 2,50 2000 4,18 3,28 3,93 2,22 2001 10,33 2,86 1,09 1,47 A CKK (a kiesett teljesítmény P X MW) = a 0 * exp (-X/M) kifejezés állandói: a 0 = 1, M= 169,8 MW (LOLP = 0,01), illetve M = 156,8 MW (LOLP = 0,001)

Rendelkezésre állás TÉL (51 hét) KK értéke Karbantartásra, vagy más okból leállított egységek 1. változat 2. változat DUNAMENTI 8*215 5,0 5,0 1 1 1 230 5,0 5,0 1 1 1 160 3,0 4,0 TISZA 4*215 4,0 4,0 1 1 1 MÁTRA 2*85 7,0 7,0 1 1 2 2 2 2 2 3*210 3,0 4,0 1 1 1 1 BÁNHIDA 100 7,0 7,0 1 1 1 1 OROSZLÁNY 4*60 6,0 6,0 1 2 2 1 PÉCS 2*60 5,0 5,0 1 1 1 KELEN_GT 130 3,0 3,0 PAKS 460 2,0 3,0 1 1 CSEPEL 380 3,0 3,0 LŐRINCI 160 2,0 2,0 SAJÓSZÖGED 120 2,0 2,0 LITÉR 120 2,0 2,0 DEBRECEN 95 4,0 5,0 1 EGYÉB 400 0,0 0,0

LOLP, LOLE számítási eredmények Rendszerszinten igénybe vehető teljesítőképesség (MW) 7045 6830 6745 6645 6505 6385 6270 Heti maximális terhelés (MW) 5802 5802 5802 5802 5802 5802 5802 Tartalék (MW) 1243 1028 943 843 703 583 468 LOLP_1 (%) 0,0101 0,0410 0,0682 0,1328 0,3153 0,6416 1,1767 LOLP_2 (%) 0,0219 0,0802 0,1276 0,2352 0,5063 0,9646 1,6889 Rendszerszinten igénybe vehető teljesítőképesség (MW) Heti maximális terhelés (MW) 7045 6830 6745 6645 6505 6385 6270 5802 5802 5802 5802 5802 5802 5802 Tartalék (MW) 1243 1028 943 843 703 583 468 LOLE_1 (óra) 0,017 0,069 0,115 0,223 0,530 1,078 1,977 LOLE_2 (óra) 0,037 0,135 0,214 0,395 0,851 1,621 2,837

LOLP (%) LOLP Korlátozás valószínűsége 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 MW

LOLE (óra) LOLE Korlátozás várható időtartama 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 MW

Üzemzavarok gyakorisága

Üzemzavarok eloszlása

Hőmérséklet eloszlás (Forrás: Varga László) 3 0. 0 A k ije lö lt 4 1 é v n a p i h ő m é r s é k le t i m in im u m a, á t la g a é s m a x im u m 2 0 0 2. m á ju s 1 0. 1 3 : 5 7 : 3 0 2 5. 0 2 0. 0 1 5. 0 1 0. 0 2001 5. 0 0. 0-5. 0-1 0. 0-1 5. 0 I. I I. I I I. I V. V. V I. V I I. V I I I. I X. X. X I. X I I.

Hőmérséklet eloszlás (Forrás: Varga László) 0. 2 7 0. 2 6 0. 2 5 0. 2 4 0. 2 3 0. 2 2 0. 2 1 0. 2 0 0. 1 9 0. 1 8 0. 1 7 0. 1 6 0. 1 5 0. 1 4 0. 1 3 0. 1 2 0. 1 1 0. 1 0 0. 0 9 0. 0 8 0. 0 7 0. 0 6 0. 0 5 0. 0 4 0. 0 3 0. 0 2 0. 0 1 0. 0 0 A h ó h ő m é r s é k le t - e lo s z lá s i h is z t o g r a m ja a k ije lö lt 4 1 e z e n h ó n a p ja n É r t é k e k 1s 2z 7á 1m a : Á t l a g : - 0. 9 M i n i m -u1m 7. : 1 M a x i m u1m 1. : 4 S z ó r á s : 4. 4 R e l a t í v - 4 s. z9ó 4r á s : M e d i á n : - 0. 5 M ó d u s z : 1. 0-2 0-1 8-1 6-1 4-1 2-1 0-8 - 6-4 - 2 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 A v iz s g á lt id ő s z a k n a p ja i: 2 0 ja 0 n 2 u. á r m 1 á. ju s - 2 ja 1 n. u á r 1 3 3 : 1 0. 0 : 5 3

Hőmérséklet érzékenység (Forrás: Varga László) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7 0-8 0-9 0 A t e r h e lé s h ő m é r s é k le t - 2é 0r 0z 2 é. k e mn y ás ju é s g e 1 4. 1 5 : 1 4 : 0 2 2001 h é t f ő k e d d s z e r d a I. I I. I I I. I V. V. V I. V I I. V I I I. I X. X. X I. X I I. c s ü t ö r t ö k p é n t e k s z o m b a t v a s á r n a p ü n n e p n a p

Tartalék nagyságának meghatározása Becsült terhelés

Tartalék nagyságának meghatározása (2.) Becsült terhelés LOLP = 0,012895

LOLP LOLP hiányvalószínűség (Forrás: Varga László) 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 KK+Tartalék (MW)

Tartalékigény (MW) Tartalékösszetétel 1400 1200 1000 800 600 400 Egyéb (időjárási) tartalék Tercier tartalék Szekunder tartalék (stand by) Szekunder tartalék (forgó) Primer tartalék 200 0 1 29 57 85 113 141 169 197 225 253 281 309 337 365 Napok Forrás: Paveszka László)

Teljesítőképesség (MW) Tartalék a hiányvalószínűség függvényében 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 1 29 57 85 113 141 169 197 225 253 281 309 337 365 Napok Összes tartalékigény 1 % LOLP mellett Összes tartalékigény 0,1 % LOLP mellett 2400 Forrás: Paveszka László) 2200

Költség optimum (Dr. Potecz Béla) Érdekes?: 200 [h] I [Ft/kW]/VOLL[Ft/kWh] Fogyasztói korlátozások költségfüggvényének differenciálhányadosa 48 Gazdaságos tartalék = Tartalék költségfüggvényének differenciálhányadosával

Szabályozási és tartalék teljesítőképesség igény Napi terhelési diagram MW 1050 MW UCTE előírás alapján forgótartalék Szekunder tartalék 460 MW Szabályozási igény 1630 MW Rendszerfogyasztási maximum: 5800 MW Rendszerfogyasztási minimum: 4170 MW óra

Esettanulmány LOLP Monte Carlo módszerrel Megfelelőségi jelentés

Esettanulmány: Üzemzavarok 1. SPAIN DECEMBER 17, 2001 DENMARK DECEMBER 28, 2002 US/CANADA AUGUST 14, 2003 AUSTRIA AUGUST 27, 2003 UNITED KINGDOM AUGUST 28, 2003 SWEDEN SEPTEMBER 23, 2003 ITALY SEPTEMBER 28, 2003 EUROPE NOVEMBER 4, 2007 Forrás: EURELECTRIC

Üzemzavarok 2. Forrás: EURELECTRIC

Üzemzavarok 2a. Időpont, kiesés időtartama 1965. november 9. 13 óra 1977. július 13. 26 óra 1996. július 2. Néhány perc-több óra 1996. augusztus 10. ~9 óra 1998. június 25. <19 óra 2003. augusztus 14. >1 nap Érintett fogyasztók Kiesett teljesítmény Érintett terület 30 millió 20000 MW New York, keleti partvidék, Kanada szomszédos területei 9 millió 6000 MW New York 2 millió 11850 MW Nyugati partvidék, Kanada, Mexikó szomszédos területei 7,5 millió 28000 MW Nyugati partvidék, Kanada, Mexikó szomszédos területei 153 ezer 950 MW Közép nyugat, Kanada, szomszédos területei 50 millió 48800 MW Észak kelet, Kanada, szomszédos területei

Üzemzavarok 3. (Közreható elemek) n-1 elv teljesítésének hiánya Előre nem látható esemény hatása az n-1 elvre Transzport utak elégtelen menedzselése Beruházások hiánya Elégtelen koordinációs, kooperációs, kommunikációs igény TSO-k közötti koordináció, kooperáció, kommunikáció elégtelensége Alkalmatlan védelmi terv, illetve kézi vagy automatikus terhelés csökkentés Wattos, vagy meddő termelés kedvezőtlen eloszlása Alkalmatlan erőművi üzemviteli elvárások Erőművek nem teljesítették az üzemviteli előírásokat Elosztott termelés növelte az esemény kiterjedését Időjárásfüggő termelés növelte az esemény kiterjedését Jobb igény befolyásolás csökkenthette volna az esemény kiterjedését A hálózat megerősítésének pozitív hatása lett volna Érintett TSO-k erélye, függetlensége, felelőssége pozitív hatású lett volna Nagy és hosszú távolságú kereskedelmi szállítások Hibás védelmi működések Oktatás és tréning Megfelelő IT eszközök rendelkezésre állása az információk értékeléséhez ES DK USA AU UK SE IT EURELECTRIC, Power Outages in 2003, February 2004

Üzemzavarok 3a. Egyesült Államokbeli 2003. augusztus 14-i üzemzavar okai: a gyenge átviteli hálózat, a hálózati társaságok pénztakarékossága és ennek következtében a karbantartások, felújítások, fejlesztések elhanyagolása, a hálózati tulajdon és az üzemirányítás elkülönülése, a piacnyitás, az üzemirányítók, piaci szereplők nem szakszerű magatartása, a megfelelő szabályok hiánya és nem utolsó sorban a rossz energiapolitika. Forrás: NERC (North American Reliability Council)

Üzemzavarok 4. 2003. szeptember 28. 3:00 h: olasz import 6 651 (tervezett: 6400) MW. Terhelés: 24064MW, ebből tározó töltésre 3 638 MW. 3:01 h: Lavorgo-Mettlen 380kV (ATEL) íváthúzás miatt kiesik, terhelés a többi vezetékre átterhelődik. 3:08 h: sikertelenül kísérlik meg a visszakapcsolást, 3:11 h: az olasz rendszerirányítót (GRTN) 300MW import csökkentésre (menetrendhez való visszatérésre) hívja fel a svájci TSO a Sils-Soazza vezeték túlterhelődésének megelőzésére. A kérés10 perccel később teljesült. 3:25 h: kiesett a második (Sils-Soazza) svájci határösszeköttetés (EGL). Ezt kaszkád kiesések sorozata követte, néhány másodperc múlva az olasz rendszer levált az UCTE hálózatról, így az olasz rendszer instabillá vált. A gyorsan csökkenő frekvencia több erőmű kiesésére vezetett, 2 perc 30 másodpercen belül bekövetkezett a teljes kiesés (blackout). Az UCTE rendszerben a frekvencia 50,25 Hz-re nőt, ezt az erőművek visszaterhelésével kezelték. Az azonnal megkezdett olasz visszaállítás 20 óra múlva vezetett eredményre. Forrás: EURELECTRIC

Üzemzavarok 5. (2006. november 4) Conneforde-Diele Forrás: UCTE Okok: n-1 elv teljesülésének hiánya Rendszerirányítók közötti koordináció hiánya

Üzemzavarok 5a.. 22:09 h: Az erőművek termelése 274 100 MW (ebből szélerőmű 15 000 MW) volt. Ennek területi megoszlása a későbbi: nyugati területen 182 700 MW (ebből 6 500 MW szélerőmű), észak keleti területen 62 300 MW (ebből 8 600 MW szélerőmű), dél keleti területen: 29 100 MW. Kimaradás: 15 millió fogyasztónál Reszinkronizáció: 38 percen belül Visszakapcsolás: 2 órán belül Forrás: UCTE

Üzemzavarok 5b. Forrás: UCTE

WEC üzenetei Ellátásbiztonság: Nagyobb kihívás! Minőség (quality) és megbízhatóság (reliability): a kereslet/kínálat egyensúlyának finomhangolása, a rendszerszintű szolgáltatások biztosítása, feszültség, csereteljesítmény-frekvencia szabályozás a rendszerüzemeltető feladata. Hosszú távú megfelelőség (adequacy): centralizált, decentralizált, ad hoc regulációs megoldási lehetőségek verseny semleges módon. Ki, hogyan épít erőművet? Villamos energia ár versenyképesség! Energiarendszerek rugalmassága (resilience): diverzifikáció (tüzelőanyagok, beszerzési piacok, szerződéstípusok, erőművi technológiák), redundancia (n-1, és más elvek) a piaci szereplők vagy regulátorok döntése alapján. Villamos energia ár versenyképesség!

Mi a fontos a fogyasztóknak? (10 pontból) Gyors reagálás üzemzavarra 6,27 Megszakításmentes ellátás 6,13 Feszültségcsúcsok elleni védelem 6,08 Már "bizonyított" szállító 5,97 Ipari tapasztalatú szállítás 5,26 Testreszabott szerződések 5,17 Legalacsonyabb ár 4,99 Rögzített áras szerződés 4,88 Rendszeres karbantartási megállapodás 4,42 "Benchmark" tájékoztató 4,41 Kockázatkezelés 4,12 Egy regionális szállító 4,12 Egy szolgáltató (energia és szolgáltatás) 3,88 Egy szállító (gáz és villamos energia) 3,78 Számlaösszesítés lehetősége 3,73 Elektronikus számlakiegyenlítő 3,73 Egy nemzeti szállító 3,54

Szolgáltatási színvonal Szolgáltatási színvonal ellátásbiztonság Szolgáltatás több mint ellátásbiztonság, a biztonságos ellátáson túlmenően tartalmazza az eredeti szolgáltatáshoz kapcsolódó kiegészítő szolgáltatásokat, tanácsadást, stb. A szolgáltatási színvonal minősítése egy kényelmi (komfort) érzés megítélését jelenti. Más gazdasági társaságokra, más magánemberekre. Nincs egységesen elfogadott mérőrendszer. Lényeges változás: Az univerzális, mindenkinek járó helyébe a sajátos igényeknek megfelelő, egyedi lép.

Eurobarométer szolgáltatási színvonalra (1) Körkérdés (elégedett, nem elégedett válasszal) : Mondaná azt általánosságban, hogy a szolgáltatásért fizetett ár méltányos (elégedett), vagy nem méltányos (nem elégedett)? Mit gondol általánosságban az ön által használt szolgáltatás minőségéről? (nagyon jó, eléggé jó, meglehetősen rossz, nagyon rossz) Mondaná azt általánosságban, hogy a szolgáltatójától kapott információ (számlák, szerződések, hirdetések, címkék, röplapok, stb.) világos, vagy nem világos? Mondaná azt általánosságban, hogy a szolgáltatójának szerződéses időtartama, feltételei méltányosak, vagy méltánytalanok? Mondaná azt általánosságban, hogy a szolgáltatójának fogyasztói szolgálata nagyon jó, eléggé jó, meglehetősen rossz, nagyon rossz? Eurobarometer 58, IP/03/131 EORG, December 2002

Eurobarométer (2) Elégedett Nem elégedett Minőség 91 6 Fogyasztói szolgálat 76 8 Információnyújtás 73 20 Szerződés időtartama 68 20 Ár 55 39 Átlagos pontszám 73 19 (UK: 87/8, NSZK: 73/16, I: 58/31) Eurobarometer 58, IP/03/131 EORG, December 2002

Ellátási színvonal (1) Az ellátás színvonalának megítélésére a gyakorlatban általában az alábbi mutatókat alkalmazzák: A villamosenergia-ellátás megszakadás átlagos gyakorisága (egy fogyasztó éves átlagos kikapcsolásainak száma), AMSZ, db/fogyasztó,év. (SAIFI: System Average Interruption Frequency Index) Villamosenergia-ellátás megszakadás átlagos időtartama (egy fogyasztó összes éves átlagos kikapcsolási időtartama), AMI, perc/fogyasztó,év. (SAIDI: System Average Interruption Duration Index) Egy kikapcsolás átlagos időtartama, AKI, perc/darab. (CAIDI: Customer Average Interruption Duration Index)

Ellátási színvonal (2) Legjobb 25 % átlaga 50-75 % átlaga AMSZ (db/fogyasztó,év) AMI (perc/fogyasztó,év) AKI (perc/darab) 0,9 54 55 1,1 90 76 Átlag 1,26 117 88 25-50 % átlaga Legrosszabb 25 % 1,45 138 108 3,9 423 197

Ellátási színvonal (2000. előtti adatok) (3) AMSZ (db/fogyasztó,év) AMI (perc/fogyasztó,év) AKI (perc/darab) Belgium 0,95 46 48 Hollandia 0,31 21 70 Franciaország 1,22 56 Egyesült Királyság 0,88 88 99 Svédország 0,56 44 78 Lengyelország 3,0 70 80 Kanada 2,0 480 240 Németország 0,14 58 Finnország 2,19 107 49

Ellátási színvonal (4) További országok, adatok (AMI, perc/fogyasztó,év): Görögország: (95) Hollandia: 20-25 (104) Írország: (400) Olaszország: 190-270 (349) Norvégia: 130-205 Spanyolország: (192) Svédország: (12)

Hazai ellátási színvonal Átlagos kimaradási idő (perc/év) Üzemzavarok fajlagos időtartama (perc/db) 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 57,4 72,5 57 64,8 78,2 67,4 64,4 Nagyfeszültségen 39 16 194 26 72 25 32 Középfeszültségen 84 90 84 96 132 114 120 Kisfeszültségen, egyedi üzemzavarok Kisfeszültségen, csoportos üzemzavarok 322 340 388 308 213 208 187 217 220 247 200 160 152 166

Ellátási színvonal (4) 80 70 60 Hálózati ráfordítás Fogyasztói kár Összesen 50 40 30 20 10 0 Alacsony Ellátás megbizhatóságának színvonala Magas

Vegyi és olajipar Elektronika Fémipar Nemfémek és ásványok Autógyártás Élelmiszeripar Bányászat Textilipar Gumi és műanyagipar Egyéb gazdasági ágazatok (Euro/kWh) Fogyasztói költség (1) 16 14 12 Kiesési költségek 10 8 6 4 2 0

Vegyi és olajipar Elektronika Fémipar Nemfémek és ásványok Autógyártás Élelmiszeripar Bányászat Textilipar Gumi és műanyagipar Egyéb gazdasági ágazatok Fogyasztói költség (2) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Termeléskiesés Termelékenységcsökkenés Károk és bérköltségek

Egyéni megoldás költsége Megoldási lehetőségek Teljesítmény Rendelkezésre állási időtartam Költség (USD) Szünetmentes ellátás Kis diesel generátor 0,3 kw 15 perc 50 5 kw nincs időkorlátozás 700 Nagy diesel generátor 500 kw nincs időkorlátozás 100 ezer Nagy kondenzátor Akkumulátoros szünetmentes ellátás Szupravezető mágneses tároló 500 kw 5 másodperc 175 ezer 500 kw 30 másodperc 200 ezer 500 kw 3 másodperc 300 ezer

Regulációs megoldás (1) Az európai energiaszabályozók szervezetének (CEER) ide vonatkozó tanulmánya a betartandó minőségre vonatkozó előírások három csoportját különbözteti meg (az országonkénti szabályozás az elvárt ellátásbiztonság kikényszerítésére csaknem minden esetben fizetési kötelezettséget is előír): Általános standardokat a minőségi jellemzők határértékeire, amelyeket a hálózat üzemeltetőnek vagy szolgáltatónak átlagosan kell betartania (ösztönzőként: központi alapba történő befizetések a színvonaltól való elmaradás, illetve jóváírások a központi alapból a színvonal meghaladása esetén) Kötelező standardokat, az egyes fogyasztók ellátás minőségére vonatkozó kötelező határértékekkel (kártérítés fizetéssel az elvárt minőségtől való elmaradás esetén), és amely ily módon különbözik az indikatív minőségi szabályok előírásától, amelyeknél az előírások megsértése esetén nincs pénzügyi következmény (de az elért minőségre jellemző mutatókat nyilvánosságra kell hozni). További eszközként szóba jöhet a nem szolgáltatott energia után járó kártérítés (a fogyasztó közvetlen, vagy közvetett kártérítése).

Regulációs megoldás (2) Az egyes országok szabályozói az előbbi általános lehetőségek figyelembevételével eltérő szabályozási eljárást követnek. Nagy- Britanniában pl. az ellátás szüneteltetésének maximális időtartamát kívánják rögzíteni, Spanyolországban az éven belüli összes megszakítás időtartamát szabályoznák. Norvégiában, Hollandiában a nem szolgáltatott energiáért járó kártérítés fizetési kötelezettséget írták elő. Tájékoztatás céljából és az előzőekben bemutatott fogyasztói kárral történő összehasonlítás érdekében Norvégiában az alábbi kártérítési díjelemeket ( /kwh) alkalmazzák. Előre bejelentett szüneteltetés Nem bejelentett szüneteltetés Magánháztartás és mezőgazdaság 0,38 4,38 Ipar, kézműipar 0,50 6,25 Hollandiában ipari fogyasztók 0,35 /kwh kártérítési díjelemmel maximum 90 ezer kártérítésben részesülhetnek, magánfogyasztók megszakításonként pausálé 35 kártérítést kapnak.

Perc/fogyasztó,év Szolgáltatás kimaradás (1999-2004) 600 500 400 300 200 100 0 Finnország Franciaország Egyesült Királyság Magyarország Olaszország Írország Hollandia Portugália Spanyolország Svédország

Perc/fogyasztó, év Szolgáltatás kimaradás (2005) 350 300 250 200 150 100 50 0 Németország Hollandia Ausztria Belgium Franciaország Egyesült Királyság Svédország Spanyolország Finnország Olaszország Norvégia

Tervezett megszakítások (perc/év) Nem tervezett kiesések, rendkívüli események nélkül (perc/év) Szolgáltatás kimaradás (2006-2007) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Dánia Franciaország Németország Magyarország Izland Olaszország NaF KöF KiF 150 Egyesült Királyság Litvánia 120 90 60 30 0 Forrás:ERGEG Dánia Franciaország Németország Magyarország Izland Olaszország Egyesült Királyság Litvánia Portugália Lengyelország Spanyolország Svédország Hollandia

Szolgált. Minőségét javító fejl. [MFt] Kiesés átlagos időtartama SAIDI [óra/fogy] Kiesés átlagos gyakorisága (SAIFI) [db/fogy] A beruházás és a minőség közötti korreláció Dervarits Attila, ETE konferencia, Siófok, 2006. 7 500 7 000 6 500 6 000 5 500 5 000 7,4 Korreláció: - 0,7 1999-2003 között -0,9 4,9 5,5 5 137 6 240 4,9 6 996 8,0 7,0 6,0 5 146 5,0 7 500 7 000 6 500 6 000 5 500 5 000 3,7 2,6 Korreláció: - 0,65 1999-2003 között -0,87 5 137 2,6 6 240 2,7 6 996 4,0 3,5 3,0 5 146 4 500 4 000 4 355 SAIDI 4,0 4 500 4 000 4 355 SAIFI 2,16 2,5 3 500 3 000 2 500 2 924 Minőségcélú Beruházások 2,9 1999 2000 2001 2002 2003 2004 A kiesési idő 1perc/fogy csökkentése 100mFt minőségcélú többlet beruházást igényelt! 3,0 2,27 2,0 3 500 3 000 2 500 2 924 Minőségcélú Beruházások 1999 2000 2001 2002 2003 2004 1,64 A kiesési mennyiségének 0,1db/fogy értékkel való csökkentése 1 500mFt minőségcélú többlet beruházást igényelt! 2,0 1,5

atural Földgázhálózat gas transmission and storage

Gázpiaci alapfogalmak (1) Nominálás: betáplálási, kitáplálási pontokra igénybe venni tervezett kapacitás, valamint a szállítási, tárolási, elosztási feladat gáznapra (6:00-6:00) történő megadása. Kiegyensúlyozó földgáz: beadott és vételezett közötti különbség kiegyenlítésére. Egyablakos kiszolgálású nemzetközi földgázszállító vezeték: Mao+más országok területét érintő, a hazai földgázrendszernek részét nem képező földgázvezeték, amelyre egyetlen ügylettel lehet kapacitást lekötni. Lekötött kapacitás: amit szerződéssel a rendszerhasználók lekötnek. Vásárolt kapacitás: átadás-átvételi ponton a felhasználó rendelkezésére álló kapacitás, amit a felhasználó megvásárolt/megszerzett (fejlesztési megállapodással/csatlakozási díj megfizetésével). Ellátás biztonsági színt: meteorológiai viszonyok jogszabályban meghatározott előfordulási valószínűsége, amely feltételek mellett a felhasználók földgázellátása még biztosítható.

Gázpiaci alapfogalmak Földgázellátási zavar: GET 96. (1) Földgázellátási zavarnak minősül minden olyan, a 97. -ban meghatározott földgázellátási válsághelyzetet el nem érő mértékű, jellemzően területi (regionális) zavar, amely az elosztóés szállító hálózat, valamint a földgáztároló üzembiztonságát, szabályozhatóságát vagy együttműködő képességét súlyosan veszélyezteti, és amely következtében az együttműködő földgázrendszer egyensúlya csak egyes felhasználók földgázvételezésének korlátozásával biztosítható. Földgázellátási válsághelyzet: GET 97. (1) Földgázellátási válsághelyzetnek minősül a külön törvényben meghatározott szükséghelyzetet vagy veszélyhelyzetet el nem érő mértékű, a személyeket, vagyontárgyaikat, a természetet, a környezetet vagy a felhasználók jelentős részének ellátását közvetlenül veszélyeztető földgázellátási zavar. Válsághelyzetet különösen a következő események válthatnak ki: a) a földgázellátás és földgázfelhasználás egyensúlya oly mértékben felbomlik, hogy azt a szokásos egyensúlytartási eszközökkel már nem lehet helyreállítani, b) a földgáz-felhasználási igények meghaladják a beszerzés lehetőségeit, illetve c) ezek közvetlen veszélye fenyeget.

Földgáz források Forrás: e-on, gáz.áram, 2009/03, 6. old.

Földgáz források

Földgáztárolás 3 Összes Összeskiadható kiadhatócsúcs csúcskapacitás: kapacitás:44,2 44,2Mm Mm3/d /d 3 Összes Összesnévleges névlegesmobil mobilkapacitás: kapacitás:3340 3340Mm Mm3 3 Összes Összespárnagáz: párnagáz:4693 4693Mm Mm3 Hajdúszoboszló 3 Csúcs Csúcskap.: kap.: 19,2 19,2Mm Mm3/d/d 3 Mobil Mobilkészlet: készlet:1400 1400Mm Mm3 3 Párnagáz: Párnagáz: 2133 2133Mm Mm3 Városföld Pusztaederics 3 Csúcs Csúcskap.: kap.: 2,6 2,6Mm Mm3/d/d 3 Mobil Mobilkészlet: készlet:330 330Mm Mm3 3 Párnagáz: Párnagáz: 347 347Mm Mm3 Kardoskút - Pusztaszőlős Zsana 3 Csúcs Csúcskap.:18,0 kap.:18,0mm Mm3/d/d 3 Mobil Mobilkészlet: készlet:1300 1300Mm Mm3 3 Párnagáz: Párnagáz: 1653 1653Mm Mm3 3 Csúcs Csúcskap.: kap.: 2,1 2,1Mm Mm3/d/d 3 Mobil Mobilkészlet: készlet:160 160Mm Mm3 3 Párnagáz: Párnagáz: 310 310Mm Mm3 Algyő - Maros-1 3 Csúcs Csúcskap.: kap.:2,3 2,3Mm Mm3/d/d 3 Mobil Mobilkészlet: készlet:150 150Mm Mm3 3 Párnagáz: Párnagáz: 250 250Mm Mm3

Betáplálási pontok (átadás, mérés)

Földgáz kiadási pontok (részlet, átadás, mérés, nyomáscsökkentés)

Földgáz igények

Földgáz ellátás, tranzit