Lucian Toma Microgrids

8/13/2019 Lucian Toma Microgrids

1/24

Dezvoltarea i exploatare

unei microreele

Lucian TomaDepartamentul Sisteme Electroenergetice

Universitatea POLITEHNICA din Bucureti

SIE 2012, Galai, 26-28 septembrie 2012


2/24


3/24


4/24

Se poate reduce costul energiei, comparativ cu un cel obinutdin sistemul electroenergetic naional

Se mbuntete fiabilitatea i calitatea energiei electrice Crete eficiena i se reduc emisiile de substane poluante Pot constitui singura opiune n cazul n care realizarea sau

ntrirea unei pri din reeaua de transport nu este posibild.p.d.v. tehnic sau economic

Definiie: O microreea este un sistem electroenergetic dedimensiuni mici ce include una sau mai multegrupuri de generare distribuit care pot funcionaindependent de sistemul electroenergetic naional

Beneficii ale unei microreele

Ce este o microreea?

Despre microreele


5/24

Staie de transf.

Staie de transf.

Staie de transf. C

1. Automatizarea distribuiei

a. Monitorizarea strii echipamentelor de comutaie

i a sarcinii

b. Control pentru minimizarea efectelor

deconectrilorc. Control pentru optimizarea circulaiei de puteri

3. Infrastructura de msurare avansat

a. Notificarea defectelor

b. Citirea automata contoarelor (AMR)

c. Monitorizarea tensiunii i a sarcinii

d. Comunicarea cu dispozitivele de IT

4. Rspunsul consumatoruluii Resurse de Energie Distribuite

a. Monitorizareai controlul receptoarelor

b. Monitorizareai controlul sistemelor i dispozitivelor DER

c. Contribuia la optimizarea funcionrii SEE

2. Automatizarea BC

a. Monitorizarea strii

b. Monitorizarea cererii de Q

c. Controlul i optimizarea furnizrii Q

Ech. comutaieCondensatoare

Staie de transf.

Staie de transf.

CC

PHEV

Stocare/DER

Feeder Circuit Breaker

AMI

Comunicaii

Echip. de

comutaie

Baterii cu condesatoare C

NO

NONC

NO

NO

NO

NC

Despre microreele


6/24

Smart Grids: Illinois Institute of Technology

~

AMRAMR AMR

AMR AMR

~~AMR

~

AMRAMR AMR

AMR AMR

~~AMR

Monitorizarea reelei

Monitorizarea calitii energieielectrice

Detectarea defectelor

Interaciunea cu pieele deenergie (electricsau gaz)

M

surare inteligent

Msurare inteligent

Alimentare de rezervpentruorice consumator

Centralelectricn

cogenerare

Investiii: 12 M$


7/24

Politehnica

St. 10 kV

St. Militari

St. Cotroceni

Motor pe gaz

CE Fotovoltaic

Microreea Universitatea Politehnica din Bucureti


8/24

Punere n funcionare: 25 martie 2010

Motoare Jenbacher

Boilere Hoval

2 x 800 kWel

3 x 1200 kWth

el = 38%

th = 42%

total = 80%

Combustibil: gaz natural

Centrala Electricn Cogenerare

Universitatea Politehnica din Bucureti


9/24

P

[kW]25

20

15

10

5

0

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 t(10 min)

Pinst

= 30 kW

Eav

= 6 kWh/h

CF = 20%

Amplasare: Facultatea de

Inginerie Electric

Punere n funcionare: 26 Mai 2006

Payback time >> Lifetime

Centrala ElectricFotovoltaic

Universitatea Politehnica din Bucureti


10/24

Februarie 2009

Iunie 2009

Consum Universitatea Politehnica din Bucureti


11/24

Microreea Universitatea Politehnica din Bucureti

10 kV

Reeaua de

distribuie

public

consumtotal capacitatedeproducie

disponibil

POLITEHNICA

Datetehnice:

Dateeconomice:

licen deautoproductor preulgazuluinatural preulenergieielectrice

Avantaje:

PermitecretereaconsumuluicuimpactminimasupraRED

existent


12/24

Dezvoltarea conceptului de CentralElectricVirtual

CEV

Control

caracteristicile tehnice disponibilitatea resursei primare, etc.

costul combustibilului

informaii de la piaa de energie electric

Rezerve de putere Energie electric

Piaa deechilibrare

Piaa Pentru ZiuaUrmtoare (PZU)


13/24

VPPControl

RTU RTU RTU RTU RTU

SCADA

Valori deconsemn

Parametriide sistem



14/24

VPPComercial

Mai multe entiti sunt agregate formnd o entitate

virtual capabil s participepe PEEca o central el.clasic.


Maximizarea profitului; se iau n calcul att costurile de

producie ct i preul energiei electricen diverse forme depia;Minimizarea costurilor de producie, prin coordonareaeconomic a surselor; automobilele electrice i consumatorii

potfiincluinacestobiectiv;Minimizarea cheltuielile cu energia cumprat de pe piaa deenergieelectric;Planificarea tehnicoeconomic aenergieivndut fiepePZU

sauPCCBfiecarezerv deputerepepiaadeechilibrare.


15/24

VPPTehnic

Conectarea la un centru de control local al generatoarelor,

surselor de stocarei consumatorilor, aflaten aceeai reeade distribuie i folosirea acestora pentrundeplinirea unorfunciitehnice:


Controlulautomatalproduciei;

ReglajulVolt VAr;

Managementulsarcinii+ Delestajuldesarcin;


16/24

Funciaobiectiv:

Benefit Incomes Costs

[ ]max Benefit

Obiectivuldeoptimizat:

ProblemadeoptimizareaVPP

VPP Problema de optimizare


17/24

EDAM,t

energiatranzacionatdeVPPpePZUnintervalult,inkWh;

cDAM,t

preuldenchiderealpieeinintervalult,inm.u./kWh;

EBC,t

energiatranzacionatdeVPPprinCBin intervalult,inkWh;

cBC,t

preulenergieinegociatpentrucontractelebilaterale,inm.u./kWh;

, ,

24 24 24 24 24

, , , , ,

1 1 1 1 1g t g t

DAM t DAM t BC t BC t L VPP t VPP R Rt t t t t

Incomes E c E c E c C C

ELVPP,t

energiatranzacionatde VPPprinCBinintervalult,inkWh;

cVPP,t

preulenergieivndutenVPP,inm.u./kWh;

,g tRC

,g tRC VenitulorarpentrudisponibilitatearezerveideputereaVPPpebaza

acordurilordeserviciidesistemattpentrucreteredeputerectipentrureduceredeputere,inm.u.;



18/24

24 24 24

, , ,

1 1 1

g t g t L t

t t t

Costs C SU R

costultotalalenergieiprodusedetoategeneratoarelornintervalult,inm.u.,unde

,g tC

, , , , ,

1

n

g t g i t g i i t

i

C E c I

, ,g i tE energiaprodus degeneratoruli,nintervalult,inkWh

,g ic costulmarginalalgeneratoruluii,inm.u./kWh

,g tSU costuldepornirealtuturorgeneratoarelornintervalult,inm.u.

,L tR

costultotalalrezerveideputeredisponibil atuturorconsumatorilordeaideconectat pentrureglajullacreterenintervalult,inkWh



19/24


Restricii

, , , ,gen t DAM t BC t L VPP tE E E E

, , , ,

1

n

g t g i t i t

i

R R I

a)Bilanuldeputeri:producie=consum

b)Limitadecapabilitate ageneratoarelor

este limitaminim deputereactiv aGDi,inkW;

limitamaxim deputereactiv aGDi,inkW.

min,iP

max.i

P

min, , , , max,i g i t i t iP I P

Rezervadeputere


20/24

3.02000200050DG6

3.51600160050DG5

4.55000500050DG4

5.03000300050DG3

8.04000DG2 (CE Fotovoltaic)

4.13000DG1 (CE Eolian)

u.m./kWhkWkWkW

CostPavail

PmaxPmin

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240

1000

2000

3000

4000

5000

time [h]

capacity[kW]

DG4

DG6

DG3

DG5

DG1

DG2

PuteridisponibilealeGD

Caracteristiciale GD

VPP Studiu de caz


21/24

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 241

2

3

4

5

6

7

Time [h]

price[m.u./

kWh]

c

c

cDAM

VPP

BC

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240

2000

4000

6000

8000

10000

12000

time[h]

load[kWh

/h]

E-VPPE-BCE-DAM

E-Total

Energiiranzacionate

Preulenergiei

, 1000 kWh/hg tR

Rezervedeputeretranzacionate

, 0.5 m.u./kWhg tRc

VPP Studiu de caz


22/24

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

0

1000

2000

3000

4000

5000

time [h]

Generation[kWh]

DG4

DG1 DG3

DG2

DG6

DG5

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240

1

2

3

4

5

6 x 10

4

time [h]

Profit

[m.u.]

Incomes

Profit

Costs (Expenses)

Dispecerizarea GD

Profittotal

VPP Studiu de caz


23/24

Este necesar un regulator local i un centru dedispecerizare pentru realizarea echilibrului producie -

consum

Concluzii

VPP poate fi o modalitate eficientde a utiliza sursele de

energie mici


24/24

SIE 2012, Galai, 26-28 septembrie 2012

Vmulumesc pentru atenie

Lucian Toma Microgrids

Documents

Transcript of Lucian Toma Microgrids