PTE Műszaki és Informatikai Kar DR. GYURCSEK ISTVÁN Okos hálózatok, okos mérés (Outlook; Smart Grid; Smart Metering) Milyen tulajdonságokkal rendelkezik az okos hálózat? Milyen új lehetőségeket, szolgáltatásokat nyújt a hagyományos (centralizált) energiaelosztó rendszerekhez képest? Milyen megoldásokat kínál a szolgáltatónak, fogyasztónak az okos hálózat részét képező okos mérés (smart metering)? Hol tartunk jelenleg és merre tart a világ az okos hálózatok területén? 1 2015.09.10..
Bevezetés Smart Grid Use Cases PÉLDA 1 - túl nagy termelt teljesítmény Éjjel erős szél villamosenergia-többletet helyi felhasználás (vezérelt fogyasztók bekapcsolása) légkondicionálók felszabályozása pl. Comfort üzemmódba; hőszivattyk felszabályozása; egyéb vezérelhető fogyasztók (pl. vízmelegítők) bekapcsolása; villamos járművek töltése. PÉLDA 2 - helyi feszültségemelkedés Nyár, nappal, üres lakás (fogyasztás minimális) PV rendszer (napelemes kiserőmű) max. teljesítményen. Energia áramlása megfordul feszültségemelkedés! Védelem: PV rendszer invertere kikapcsol (nem termel) Helyi energiamenedzsment helyi fogyasztás növelés (helyi vezérelhető fogyasztók bekapcsolása). 2 2015.09.10..
Bevezetés Smart Grid Use Cases PÉLDA 3 Esti városi csúcsterhelés vezérlés kölcsönvesz pl. járművek akkumulátoraiból. PÉLDA 4 - túl kis termelt teljesítmény légkondicionálók leszabályozása pl. Eco üzemmódba; hőszivattyúk leszabályozása; vezérelhető fogyasztók (pl. vízmelegítők) kikapcsolása; villamos járművek töltésének kikapcsolása. PÉLDA 5 - transzformátor-túlterhelés Esti órákban közcélú hálózati transzformátorok túlterhelődhetnek.beavatkozás a transzformátorkörzet szintjén (kikapcsolások) A villamos autó átl.10 órát a garázsban, 5-7 órá töltési idő (töltésvezérlés éjszakai / hajnali órákra időzítve (+kedvezőbb tarifa) (Megjegyzések a töltésvezérléshez: csak földelt járművön kapcsol be, töltéskor a jármű nem indítható, töltésvezérlés városi, transzformátorkörzeti és helyi irányítással (akár visszatáplálás is) Forrás: The interaction between KNX and the intelligent power grid (smart grid), KNX Journal, 1/2013. 3 2015.09.10..
Bevezetés Smart Grid Egy kis történelem A hagyományos (váltóáramú) villamos hálózat alapgondolata 120 éves (Nikola Tesla) A 20. századra összekapcsolódott nagy hálózatok, központi erőművek, csúcserőművek, nehézkes fogyasztásmérés. A 21. századra megújuló energiaforrások igénye, a IT fejlődése a hálózat újragondolása. (központosított rendszer decentralizált áramhálózat) Az ezredfordulóra az első projekt (Olaszország) 27 millió háztartás okos hálózatban. SMART GRID Az okos hálózat vagy smart grid, szemben a központosított struktúrájú hagyományos hálózattal egy olyan elosztott struktúrájú elektromos hálózat, mely az információs és kommunikációs technológiák segítségével gyűjt adatokat a szolgáltatók és a fogyasztók szokásairól, majd ezeket felhasználva automatikusan képes növelni a hálózat hatékonyságát, megbízhatóságát, gazdaságosságát és fenntarthatóságát. Az intelligens épületek az épületfelügyeleti rendszerük energiamenedzsment funkcióján keresztül kapcsolódnak a helyiség intelligens hálózatára (Intelligent Power Network). Az egyes épületek rendelkezhetnek főleg megújuló energiaforrásokon alapuló kiserőművel/háztartási kiserőművel, amelyek terhelésének elosztását végzi az okos hálózat irányítása. 4 2015.09.10..
Emlékeztető Váltakozóáramú teljesítménytípusok értelmezése Hatásos teljesítmény Átalakul más teljesítménytípussá (fogyasztás) Egyenáramú teljesítményhez hasonló Meddő teljesítmény Nincs egyenáramú megfelelője. Teljesítménylengés generátor és reaktancia között. Elfogyasztásra nem kerül (szolgáltató nem számlázza ) Jelentős áram a távvezetéken Látszólagos teljesítmény Közvetlenül mérhető eredő Teljesítménytényező Fázisjavítás Terhelés = induktív meddő (általában). Kapacitív meddővel kompenzálható. Kedvezmény, ha Teljesítményveszteség távvezetéken A meddő teljesítmény kerülendő! 5 2015.09.10..
Villamosenergia-ellátás (hagyományos rendszer) Változások az energia-ellátó rendszerben (röviden) Nem vill. energia Vill. energia I > Iw Nem vill. energia Villamosfogyasztó Energiaszolgáltató Áramszolgáltató 6 2015.09.10..
Villamosenergia-ellátás (Smart Grid) Hagyományos energia elosztó rendszer Intelligens energiaszabályozás Centralizált Egyirányú áramlás Kumulatív mérés Foszilis energia drágul Megújuló források igénye (napenenergia 0,17%, de technológia, nem csak labor kísérlet árcsökkenés várható) HÁLÓZAT ÚJRAGONDOLÁSA!!! Smart Grid Smart Metering 7 2015.09.10..
Villamosenergia-ellátás (Smart Grid) Smart Grid jellemzői Elosztott/decentralizált rendszer Megújuló források támogatása Elpusztíthatatlan (terrorizmus elleni védelem) Online adatkapcsolat 8 2015.09.10..
Villamosenergia-ellátás (Smart Grid) Flexibilis topológia Irányfüggetlen kapcsolat Elosztott termelést támogat Fotovoltaikus (Napenergia) támogatás Szélerőmű támogatás Rugalmas bővíthetőség Megbízhatóság Távmenedzselhető öngyógyító Hibajelző/előrejelző (statisztikák) Hatékonyság Info gyűjtés szokásokról Optimalizálási javaslat Időfüggő tarifa (fogyasztás ösztönzés) 9 2015.09.10..
Villamosenergia-ellátás (Smart Metering) Jellemzői Kommunikál+Mér kapcsol, riaszt (PDU) Mér timestapm,u,i,p,q Időfüggő tarifa Online lekérdezés Kommunikál PowerLine ZigBee standard WiFi Külön vonal 10 2015.09.10..
Villamosenergia-ellátás (merre tartunk?) 11 2015.09.10..
Villamosenergia-ellátás (merre tartunk?) 12 2015.09.10..
Kérdések? 13 2015.09.10..