Sistemele electroenergetice - în fa ţa unor noi provoc ări · Consumul de energie electric ă...

Sistemele electroenergeticeSistemele electroenergetice

-- în faţa unor noi provocări în faţa unor noi provocări --

1

-- în faţa unor noi provocări în faţa unor noi provocări --

Prof.dr.ing. Mircea EremiaProf.dr.ing. Mircea Eremia

Universitatea Universitatea ““PolitehnicaPolitehnica”” din Bucureştidin Bucureşti

Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iaşi, 28 Mai 2009

27000 TWh

Consumul de energie electrică

Ţări în curs de dezvoltare

OECD, Europa de Est

7,5 mld.

6,1 mld.

4,4 mld.

Populaţia pe glob

85%

15%8300 TWh

1980

71%

29%

15400 TWh

2000

55%

45%

2020

Consumul de energie electrică vs. Populaţia globului

Rezervele de energie în combustibili

2

Petrol convenţional

Petrol neconvenţional

Gaz convenţional

Gaz neconvenţional

Cărbune

Uraniu

45 ani

20 a.

65 ani

0 ani

200 ani

100 ani

70 ani

30-80 ani

150 ani

600 ani

1300 ani

>1000 ani, cu reciclare

Rezerve în exploatare Rezerve neexploatateCombustibil brut

Sursa: Current Trends in Energy & Power Markets. BP Statistical Review of World Energy 2005; BGR

Rezervele de energie în combustibili

• Combustibilii fosili, un dar al naturii, sunt pe cale de a fi epuizaţi

• Utilizarea combustibililor fosili cauzează probleme atât mediului înconjurător si sănătăţii oamenilor

• Încă exista o eficienţă redusă în ceea ce priveşte consumul de energie

Un nord american consumă energie cât:

Consumul de energie şi dezvoltarea durabilă

3

Un nord american consumă energie cât:

• 2 europeni• 10 chinezi• 15 indieni• 30 africani

Populaţia Statelor Unite ale Americii reprezintă 5% din populaţia pământului, însă consumă 25% din energia totală

Dezvoltarea durabilă = echilibrul dintre creşterea economică şiprogresul social în condiţiile protejării mediului înconjurător

Creştere

Consumul de energie şi dezvoltarea durabilă

4

Creştere

economică

Progres socialProtejarea

mediului

Tehnologie Economic Social-Mediu

Priorita

te

Viziune asupra priorităţilor dezvoltării durabile

5

Economic

Social-Mediu

Tehnologie

Social-Mediu Tehnologie

Economic

Trecut

Priorita

te

Prezent Viitor

Strategia de la Lisabona pentru dezvoltare durabilă

Liberalizarea

pieţei de energie

Inovare şi

competitivitate

Disponibilitatea energiei

primare

Siguranţă şi Calitate a

energiei

6

Eficienţă şi

costuri reduse

Conservarea florei şi

faunei naturale

Stoparea procesului de

schimbări climaterice

Reducerea

poluării

Capacitate de livrare

Strategia de la Lisabona

pentru o dezvoltare durabilă

10 Octombrie 2004

Interconectarea sistemelor electroenergetice

Vârf de sarcină: 223 GW

7

Unificarea Europei pe cale electrică

Vârf de sarcină: 21 GW

NORDEL

CapacitCapacitateate: 9: 944 GWGW

Vârf de sarcinăVârf de sarcină: : 6666 GWGW

ConsumConsum: : 405 405 TWhTWh

PopulaPopulaţieţie: 2: 244 milmil

CapacitCapacitateate:: 333737 GWGW

Vârf de sarcinăVârf de sarcină::215215 GGWWCapacitCapacitateate: : 85 85 GWGW

VVâârf de rf de sarcinăsarcină: : 6666 GWGW

Sistemele interconectate din Europa


8

Cabluri Cabluri HVDCHVDC

HVDC B2BHVDC B2B

Linii Linii HVACHVAC

UCTE

UPS/IPSUKTSOA

ATSOI

CapacitCapacitateate: : 663311 GWGW

Vârf de sarcinăVârf de sarcină: : 390 390 GWGW


PopulaPopulaţieţie: 4: 45050 milmil

ConsumConsum: 12: 128585 TWhTWh

PopulaPopulaţieţie: 280: 280 mmilil

VVâârf de rf de sarcinăsarcină: : 6666 GWGW


PopulaPopulaţieţie: : 6565 milmil

Cei mai mari exportatori din Europa:


- Franţa (11,4%), Republica Cehă (25,5%), Polonia (7,1%), Germania (1%), Lituania (70,3%), Bulgaria (18,9%).

9

Cei mai mari importatori din Europa:

- Italia (15,5%), Olanda (14,2%), Ungaria (19,6%), Belgia (9,0%), Austria (10,1%), Croaţia (16,8%).

zona UCTE

funcţionare sincronă cu UCTE

Valori în GWh

Circulaţiile fizice* de energie electrică în 2006


Comisia Europeană recomandă un grad de interconectare

10* A nu se confunda cu schimburile contractuale

de interconectare de cel puţin 10% din puterea instalată a ţării

Dezvoltarea interconexiunilor UCTE

asincronsincron


11

Inelul mediteranean

Perspectiva de extindere a UCTE către est


12

VulnerabilitateVulnerabilitate: limitări în ceea ce priveşte capabilitatea de

a face faţă unor incidente uzuale şi de a

“supravieţui” evenimentelor neaşteptate provenind

din interiorul şi exteriorul sistemului electric

Sunt sistemele electroenergetice vulnerabile?

13

RobusteţeRobusteţe: capabilitatea de a face faţă unor incidente

uzuale şi de a “supravieţui” evenimentelor

neaşteptate cauzate din interiorul sau din

exteriorul sistemului electric, respectiv de a reveni

la o stare normală de funcţionare

... ajută-mă,

nu pot să îl ţin prea mult

14

Sistemul electroenergeticeste un sistem complex,care necesită resursefoarte mari (umane şimateriale)

2003 – anul marilor avarii


15

Cele mai grave incidente: SUA-Canada 2003


16Sursa: Sesiunea CIGRE Paris 2004

Cele mai grave incidente: SUA-Canada 2003


17

“Riscul în Italia este mic, reţeaua italiană este mai

Declaraţia Operatorului de Sistem din Italia:

Se poate întâmpla şi altora?


18

“Riscul în Italia este mic, reţeaua italiană este mai

modernă decât cea din SUA, iar Europa are criterii

tehnice mult mai riguroase privind funcţionarea

interconectată.”

Cele mai grave incidente: Italia 2003

Italia în beznă


19

Italia în beznă

Declaraţia Operatorului de Sistem din Italia

DA, se întâmplă şi altora.


20

“Sistemul nostru este mai sigur decât cel din SUA,

dar este mai vulnerabil.”

Declaraţia Operatorului de Sistem din Italia(după incident):

�� CreCreşterea consumuluişterea consumului

�� Reducerea marjelor de siguranţăReducerea marjelor de siguranţă

�� Creşterea complexităţiiCreşterea complexităţii�� Diversitate insuficientă a energiei primareDiversitate insuficientă a energiei primare

... este

inofensiv

...

WOW

Icebergul vulnerabilităţii

21

�� Creşterea complexităţiiCreşterea complexităţii

�� Interdependenţa crescută cu alte infrastructuri criticeInterdependenţa crescută cu alte infrastructuri critice

�� Schimbări în contextul socialSchimbări în contextul social

�� Descentralizarea nivelurilor decizionaleDescentralizarea nivelurilor decizionale

�� Diversitate insuficientă a energiei primareDiversitate insuficientă a energiei primare

�� Evoluţia tehnologică insuficientăEvoluţia tehnologică insuficientă

�� Incertitudini datorate evoluţiei procesului de Incertitudini datorate evoluţiei procesului de

liberalizare şi descentralizareliberalizare şi descentralizare

�� Investiţii insuficiente în infrastructura de producere, Investiţii insuficiente în infrastructura de producere,

transport şi distribuţietransport şi distribuţie

�� Activităţi defectuoase în prognoză, management şi Activităţi defectuoase în prognoză, management şi

control control

�� etc.etc.

Ce este de făcut?

22

“Smart “Smart evolutionevolution””

Evoluţia către o infrastructură robustă

23

“Smart “Smart evolutionevolution””

Evoluţia de la “reţelele pasive” spre “reţelele active”

Sisteme de comunicaţii

Monitorizare în timp real

Acţionare de la distanţă

24

Reţele pasive =reţele dependente de intervenţia operatorului uman

Reţele active =reţele capabile să răspundă (să se adapteze) în timp real la evenimente complexe

Generare centralizată şi control centralizat

Circulaţia liberă a puterilor conform legilor lui Kirchhoff

Controlul circulaţiei de puteri cu ajutorul electronicii de putere

Generare centralizată şi distribuităControl inteligent central şi distribuit

Evoluţia de la “reţelele pasive” spre “reţelele active”

25

Producţia de energie electrică prin simpla urmărire a sarcinii

Comutaţie manuală

Protecţii electromecanice

Mentenanţă periodică

Echilibrarea dinamica a producţiei sau consumului variabil

Răspuns automat, Actiuni predictive

Protecţii numerice

Mentenenţă predictivă

Centrală eoliană “off-shore”

Integrarea surselor de generare: o mare provocare

Micro-hidro centrale Centrală

fotoelectricăHidrocentrală

Biomasă

CTE cu 0 emisii Controler

26

SMES

Pile cu combustibil

Stocare de energie termcă

Panouri fotoelectrice

Energia valurilor

Managementul consumului

CHPStocare de hidrogen

µStocare de energie electrică

Microreţea

Controler local

Panouri fotoelectrice

Nod de comunicaţie

Transformator

Reţea de transport

Reţea de Reţea de distribuţiedistribuţie

GAGAZZ

Supervizare& Control

Centrala Electrică Virtuală – o soluţie posibilă de integrare a surselor dispersate/distribuite

27

Gen. Load

Sistemele electroenergetice - în fa ţa unor noi provoc ări · Consumul de energie electric ă...

Documents

Transcript of Sistemele electroenergetice - în fa ţa unor noi provoc ări · Consumul de energie electric ă...