Okos Hálózat irányításának nehézségei és kihívásai Tihanyi Zoltán vezérigazgató-helyettes MAVIR ZRt. TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0020 Tudományos képzési műhelyek támogatása és a tehetséggondozás rendszerének kialakítása az Óbudai Egyetemen
Tartalom Energiapolitikai elvárások MAVIR szerepe a smart világban MAVIR projektek Legyen a hálózat és a rendszerirányítás még intelligensebb! 2012. október 6. 2
A megfizethető energia 2012. október 5. 3
Az okos hálózatok kiépítése sokrétűen támogatja a Nemzeti Energiastratégia célkitűzéseit A Nemzeti Energiastratégia pillérei Az okos hálózatoktól remélt legfontosabb hasznok Energia ellátásbiztonság A fogyasztói tudatosság elősegítésével közvetlen energia-megtakarítás Jobb rendszerszabályozhatóság, a rendszerszintű tartalék igény növekedés mérséklődése A jobb hálózatismeret, ezáltal a hálózatfejlesztési igények pontosabban tervezhetőek Versenyképesség növelése Fenntarthatóság (figyelemmel az EU-s célkitűzésekre is) Illegális vételezés visszaszorítása A hatékonyabb információáramlás által a piaci verseny elősegítése Fogyasztási csúcsok csökkentésével az átlagos kihasználási óraszám nő, ill. a primer energia felhasználás csökken Megújulók és kapcsolt kiserőművek rendszerbe integrálhatóságának elősegítése Közlekedés elektrifikációjának elősegítése ezért elterjedésüket az EU is ösztönzi, illetve a hazai VET is okosmérési pilotok indítását tette kötelezővé 2012. október 5. 4
MAVIR okos hálózatok kialakításában vállalt szerepe A jövő útja, hogy az energiafogyasztást új, innovatív technológiák alkalmazásával biztosítsuk, és szemléletformálással tudatossá tegyük a társadalmi szereplőket. 4 célt azonosít: 1. Energiahatékonyság 2. Megújuló energiaforrásokra épülő villamosenergia-termelés arányának növelése 3. Biztonságos atomenergia 4. Regionális infrastruktúrához való kapcsolódás 2012. október 5. 5
A MAVIR szerepe I. 1. Energiahatékonyság Az ellátásbiztonság növelése az energiatakarékosság és az energiahatékonyság javításán keresztül Eszközök: A hálózat bővítése és modernizációja Műszaki megoldások Társadalmi szemléletformálás 2012. október 5. 6
A MAVIR szerepe II. 2. Megújuló energiaforrások Törekedni kell a megújuló energia részesedésének növelésére a technológiai fejlesztések és a villamosenergia-rendszer szabályozhatósága által Dinamikus hálózatkezelés: a hatékonyság növelése az ellátásbiztonság fenntartásával 3. Biztonságos atomenergia A szigorú követelményeknek megfelelő hálózatba illesztés A biztonsági szempontok érvényesítése az üzemeltetés során 2012. október 5. 7
A MAVIR szerepe III. 4. Regionális infrastruktúrához való kapcsolódás 2012. október 5. 8
A MAVIR szerepe IV. Nemzetközi együttműködés ENTSO-E European Network of Transmission System Operators for Electricity 41 TSO szervezete 34 országból Korábbi: UCTE NORDEL UKTSOA ATSOI BALTSO ETSO (EU+Svájc+Norvégia) szervezetekből alakult 532 millió fogyasztó ellátás 880 GW termelési kapacitás 305 000 km átviteli hálózat 3 200 TWh/év villamosenergia fogyasztás 380 TWh/év határkeresztező csere 2012. október 5. 9
A MAVIR okos hálózat projektjei Okos mérés pilot projekt Hálózati tárolás lehetőségeinek vizsgálata - Storage projekt Tartalékpiaci monitoring rendszer Piaci szimulációs modell Dinamikus határérték-figyelés GCC (automatikus terhelés-szabályzók összehangolása) WAMS Távkezelés Diszpécser tréning szimulátor RAAS, EAS 2012. október 5. 10
Okos Mérés Pilot projekt A Központi mérőoperátor számos előnnyel rendelkezik az elosztói és a területi modellekhez képest A Központi mérőoperátori modell optimális módon a MAVIR által valósítható meg Egyetlen mérési központ és infrastruktúra költség-megtakarítás Országosan egységes technológia és szabványok használata Tulajdonosi függetlenség a kiskereskedelmi JPE-ktől verseny ösztönzése Nincs (komoly) önérdek a fogyasztáscsökkentés ellen A rendszerirányítási szinergiák kihasználása, további okoshálózati technológiák integrálása Szigorúan ellenőrzött működési függetlenség (ITO modell) Kommunikációs technológiák iránt semleges Transzparens gazdálkodás Multi-utility könnyebben ösztönözhető Nemzetgazdasági érdekek prioritása A fentiek miatt a Magyar Állam egy nagyméretű okos mérési/hálózati pilot projekt mellett döntött, amit a MAVIR valósít meg 2012. október 5. 11
Smart grid topológia Az okos hálózat működése során a fogyasztói adatok eljutnak a mérőközpontba, illetve dinamikus vezérléssel a rendszeroperátor biztosítani tudja a rendszer optimumot Forrás: okme.hu, aquicon 2012. október 6. 12
Fogyasztói célok Fogyasztói szokások Fogyasztás időbeni elosztását, a csúcs- és völgyidőszakok optimalizálását eredményezi A rugalmatlan fogyasztók Csökkenthetik fogyasztásukat akár 10-15%-al, illetve eltolhatják/átcsoportosíthatják más azt kedvezőbb tarifájú - időzónákba, ezzel csökkentve a rendszer csúcsterhelését indirekt módon. A rugalmas fogyasztók A hálózati igényekhez igazítva (direkt beavatkozással), időben eltolva, vagy a megújuló energiát sztochasztikus jellegét kompenzálva vezérelhetik, távkapcsolhatják. (pl.: hőtárolós fogyasztók, elektromos autók) Magasabb szintű fogyasztói kooperáció 2012. október 6. 13
Intelligens energia az épületekben Az okos hálózatok és mérések kialakítása lehetőséget teremt a hagyományos energia források optimalizálására és a megújuló energiák általános befogadására Energia menedzsment Megújuló energia felhasználás folyamatos mérése és visszatáplálása az elosztó hálózatba Okos villany, gáz és víz mérőórák segítségével lehetőség nyílik folyamatosan monitorozni és optimalizálni az épület összes energia fogyasztását Forrás: atissun.com Rugalmas fogyasztók távoli vezérlése a hálózati terhelés függvényében 2012. október 6. 14
Napi rendszerterhelés 2012. október 6. 15
Szélerőművek termelése 2012. október 6. 16
Storage Mintaprojekt 2020-ra a megújuló részarányt 14,6%-ra kell növelni Szekunder szabályozási nehézségek Szivattyús energiatároló megvalósíthatósága kérdéses Elektrokémiai energiatároló eszköz 1 10 MW/50 MWh vagy 2 5 MW/25 MWh Li-YPO 4 és/vagy VRB és/vagy NaS Felhasználási lehetőségek Szekunder szabályozás Szükség esetén tercier szabályozás Teljesítményáramlás szabályozása Feszültség/meddő teljesítmény szabályozás Hálózati veszteség csökkentése Black start 2012. október 5. 17
Tartalékpiaci Monitoring Rendszer A MAVIR által fizetett szabályozási rendelkezésre állási díjak növekedése A MAVIR által lekötött rendszerszintű tartalékok rendelkezésre állási díja (mrd Ft) egyre jelentősebb részt képvisel a fogyasztói villamosenergia-árban is A rendszerszintű tartalék lekötések elismert költsége a MAVIR díjaiban (Ft/kWh, nettó) 60 50 40 30 20 10 0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 várh. 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 2007 2008 2009 2010 2011 2012 várh. Megj.: 2012-ben a Q2-Q4 tender miatti várható többlet nélkül A rendszerszintű tartalékok költségeinek mérséklésére megoldás lehet a tartalékpiac MAVIR általi megfigyelése, ami által ellenőrizhető, hogy a piaci szereplők mennyire felelnek meg a piaci szabályoknak, és lehetővé teszi a különféle zavarok megfigyelését és a szükséges intézkedések megtételét. 2012. október 5. 18
Rendszerszintű tartalékok 2012. október 6. 19
WAMS - Wide-Area Monitoring System Szinkronizált fazor-mérés A villamosenergia-rendszer üzemirányításában és a fellépett üzemzavarok kiértékelésében, előrejelzésében segítséget nyújtó mérési technológia. a.) Fazor reprezentáció A fazor egy komplex szám, amely reprezentálja a szinuszos feszültség és áram nagyságát és fázisszögét egy adott időpontban a hálózat különböző csomópontjain. A mérés GPS időszinkonizálással történik az alállomásokon elhelyezett PMU-k (Phasor Measurement Unit) segítségével. Az adatokat egy központi adatkoncentrátor (PDC) tárolja, amelyhez a kiértékelő program kapcsolódik. a.) Alállomási PMU csatlakoztatás 2012. október 6.
WAMS Wide-Area Monitoring System az ENTSO-E CE-ben 2012. október 6.
MAVIR WAMS megvalósítás PROLAN rendszer Alállomási megvalósítás: PMU-k helyett PROLAN PROFIELD mezőgépekben (RTU) speciális mérőkártyákkal. PDC adatszerver és központi kiértékelés, megjelenítés 2012. október 6.
MAVIR WAMS megvalósítás mérési helyek a magyar VER-ben 2012. október 6.
WAMS felvételek Erőművi kiesés Spanyolországban (Libikóka effektus) 2012. október 6.
WAMS felvételek (Önmagától felgerjedő rendszerközi lengések 2011. február 19-én, 8:00-8:20 között.) a.) ENTSO-E CE felvételek b.) MAVIR felvételek 2012. október 6.
WAMS Wide-Area Monitoring System az USA-ban Amerikai üzemelő PMU-k és új telepítési tervek (Smart Grid beruházások keretében) 2012. október 6.
Átviteli hálózat 2012. október 6. 27
Átviteli és elosztóhálózat 2012. október 6. 28
Átviteli hálózati alállomás 2012. október 6. 29
Távkezelés Rendszerirányítás Hálózat irányítás OP1 Távkezelés OP2 Hálózat üzemeltetés WAM Távkapcsolás Távkapcsolás Helyszíni kapcsolások irányítása Készülék Alállomás Helyszíni kapcsolás HÜSZ Kommunikációs kapcsolatok: Hálózat normál üzeme mellett Kiesett / kikapcsolt hálózati elemek esetében Rendkívüli hálózati esetekben 2012. október 6. 30
Távkezelés 2012. október 6. 31
X-GRAM - áttekintő 2012. október 6. 32
A gyakorlat megszerzése Sok-sok átélt és kezelt üzemzavar Kockázat: nincs elég üzemzavar Megoldás: legyen Akadály: nem tehetjük meg Kiút: szimulátor 2012. október 6. 33
Majdnem igazi (Close To Real) 2012. október 6. 34
Saját szimulátorunk 4 diszpécser gyakorolhatja a magyar energiarendszer eseményeit 2012. október 6. 35
MAVIR megfigyelési területe 2012. október 6. 36
A R É S Z L E T E K F É L R E V E Z E T N E K! 2012. október 6. 37
A régió állapotfigyelő rendszere (RAAS) 2012. október 6. 38
22:10:22 22:10:28 22:10:25 22:10:27 22:10:29 22:10:19 22:10:31 22:10:13 22:10:15 2012. október 6. 39
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!