Διείσδυση των ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή : Προβλήματα και προκλήσεις ανάπτυξης και αναδιοργάνωσης του Δικτύου Αστέριος Ζαφειράκης

Η Διείσδυση των ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή μεταβάλει το ενεργειακό μείγματα της χώρας και έχει τις παρακάτω επιπτώσεις Μεταβολή του Ενεργειακού μοντέλου Ευστάθεια συστήματος Εκμετάλλευση – Προστασία – Ανάπτυξη του Δικτύου Οικονομία – Ανταγωνιστικότητα επιχειρήσεων – επιβίωση νοικοκυριών Οικολογία – περιβάλλον Ενεργειακή εξάρτηση

Επιπτώσεις στην αρχιτεκτονική του μοντέλου Ενέργειας

Κεντρικοί υπολογιστές Προσωπικοί υπολογιστές Ενεργειακά Κέντρα Μεταβολή του Ενεργειακού μοντέλου Προσωπικοί υπολογιστές Διεσπαρμένη Παραγωγή Δίκτυα εκτεταμένα, πολύπλοκα, πολύμορφα, υψηλών τεχνολογικών απαιτήσεων αλλά και δυνατοτήτων. Δίκτυα που να ενσωματώνουν τις σύγχρονες τεχνολογίες πληροφορικής, επικοινωνιών και αυτοματισμών

Παραγωγή Παραγωγή Παραγωγή Παραγωγή Συγκεντρωτικό Ηλεκτρικό σύστημα Αποκεντρωμένο Ηλεκτρικό σύστημα Παραγωγή Παραγωγή Δίκτυο Μεταφοράς Δίκτυο Μεταφοράς Παραγωγή Δίκτυο Διανομής Δίκτυο Διανομής Παραγωγή Καταναλωτές Καταναλωτές

Ολικός μετασχηματισμός του τομέα ηλεκτροπαραγωγής Ολικός μετασχηματισμός του τομέα ηλεκτροπαραγωγής Παραγωγή Δίκτυα Μεταφοράς Δίκτυα Διανομής Οι σημαντικές μεταβολές στο μοντέλο Παραγωγής  επιβάλλουν αλλαγές και στα Δίκτυα Μεταφοράς και Διανομής

Επιπτώσεις στην Εκμετάλλευση, Προστασία και την Ανάπτυξη του Δικτύου

Στόχος της Ευρωπαϊκής Ένωσης έως το 2020 20% αύξηση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας 20% μείωσης των εκπομπών CO2 20% αύξηση της ενεργειακής απόδοσης 20% αύξηση ΑΠΕ εξειδικεύεται σε 40% αύξηση διείσδυσης των ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή Ποσοστό διείσδυσης των ΑΠΕ στην ηλεκτροπαραγωγή μέχρι σήμερα ~12% Η διεσπαρμένη παραγωγή με την διείσδυση των ΑΠΕ, σε ποσοστό ~12% μέχρι σήμερα, δημιούργησε προβλήματα στο Δίκτυο?

Ποια είναι τα προβλήματα που παρουσιάστηκαν στο Δίκτυο μέχρι σήμερα ? Ποια είναι τα προβλήματα που παρουσιάστηκαν στο Δίκτυο μέχρι σήμερα ? Υπερβάσεις ορίων τάσης Αδυναμία ορθής λειτουργίας των ρυθμιστών τάσης των Μ/Σ των Υ/Σ 150/ 20 kV. Αύξηση της έντασης βραχυκύκλωσης Τοπικές υπερβάσεις των ορίων θερμικής αντοχής των Γραμμών ΜΤ Πτώση Διακόπτη Γραμμής χωρίς σφάλμα (sympathetic tripping) Νησιδοποίηση Δικτύου Αντίστροφη Ροής Ενέργειας (Reverse Power Flow)

Μελέτη σύνδεσης παραγωγού στο Δίκτυο 4 Σενάρια ροής φορτίου Συμπεριφορά του δικτύου χωρίς παραγωγούς Ελάχιστη Ζήτηση χωρίς παραγωγούς Μέγιστη Ζήτηση χωρίς παραγωγούς Ελάχιστη Ζήτηση με παραγωγούς Συμπεριφορά του δικτύου με παραγωγούς Μέγιστη Ζήτηση με παραγωγούς

Προβλήματα εκμετάλλευσης και προστασίας Υπερβάσεις ορίων τάσης Τάση [kV] Ένταξη πολλών ΑΠΕ στο ίδιο δίκτυο, μπορεί να σημαίνει και αύξηση των επιπέδων της τάσης σε τέτοια επίπεδα που να υπερβαίνουν τα όρια ασφαλούς λειτουργίας του δικτύου και υπάρχει αδυναμία σύνδεσης καταναλωτών κοντά στον παραγωγό ή αδυναμία σύνδεσης του παραγωγού στο δίκτυο (……διεκδίκηση διαφυγόντων κερδών ???) Με παραγωγούς Υψηλά φορτία Υπέρβαση ορίου τάσης Vmax Προβλήματα εκμετάλλευσης και προστασίας Χωρίς παραγωγούς Με παραγωγούς Vmin Χωρίς παραγωγούς Χαμηλά φορτία Υπέρβαση ορίου τάσης Μήκος δικτύου [km]

Προβλήματα εκμετάλλευσης Αδυναμία ορθής λειτουργίας των ρυθμιστών τάσης των Μ/Σ των Υ/Σ 150/ 20 kV Vmax Vmin Τρ1 220Α 20Α Πρέπει να μελετηθεί η εγκατάσταση αποζεύξιμων πυκνωτών ή ρυθμιστών τάσεως 500Α 300Α Προβλήματα εκμετάλλευσης G 200Α Κεντρ. Vmax Vmin Τρ2 280Α Υπέρβαση ορίου Τάσης

Προβλήματα προστασίας Αύξηση της έντασης βραχυκύκλωσης G Στοιχεία του δικτύου που καταπονούνται με υψηλότερες εντάσεις βραχυκύκλωσης If2 If3 Τρ1 ΔΑΕ If4 Προβλήματα προστασίας If1 Κεντρ. Πρέπει να ελεγχθεί αν τα στοιχεία του δικτύου αντέχουν στις πρόσθετες καταπονήσεις Πρέπει να ρυθμιστεί η επιλογική προστασία (Διακοπτικών και ασφαλειών ) Τρ2 If3 = If4 > If1 = If2 If1 = If2 = If3 = If4

Προβλήματα προστασίας Τοπικές υπερβάσεις των ορίων θερμικής αντοχής των Γραμμών ΜΤ G Στοιχεία του δικτύου με υπέρβαση των ορίων θερμικής αντοχής 200Α 300Α 500Α Ι > 400Α Τρ1 On line μετρήσεις στα σημεία Κοινής Σύνδεσης με τους μεγάλους παραγωγούς. Υπέρβαση  εντολή μείωσης παραγωγής ή εντολή πτώσης στον παραγωγό. 500Α Προβλήματα προστασίας Κεντρ. 200Α Ι > 400Α Τρ2

Προβλήματα προστασίας Πτώση Διακόπτη Γραμμής χωρίς σφάλμα (sympathetic tripping) G Ι >> Τρ1 ΔΑΕ Προβλήματα προστασίας Κεντ. Τρ2 Πτώση από υπερένταση διακόπτη που τροφοδοτεί Γραμμή χωρίς σφάλμα.

Προβλήματα εκμετάλλευσης και προστασίας Νησιδοποίηση Δικτύου G 100Α Νησιδοποίηση με πρόθεση (MicroGrids) Νησίδα δικτύου 0 Α 120Α 0 Α 220Α 100Α Τρ1 Σ1 Η ποιότητα της ενέργειας των τροφοδοτούμενων καταναλωτών θα εξαρτάται από την ποιότητα της εγχεόμενης ενέργειας Επανατροφοδότηση χωρίς συνθήκες συγχρονισμού Προστασία του προσωπικού των «Συνεργείων Βλαβών» από την διπλή τροφοδοσίας 400Α 500Α 0 Α Προβλήματα εκμετάλλευσης και προστασίας Κεντρ. 280Α 0 Α Τρ2

Αντίστροφη Ροής Ενέργειας (Reverse Power Flow)

Προβλήματα εκμετάλλευσης και ανάπτυξης Δικτύου Η μεταφορά φορτίου μεταξύ Ζυγών ή Γραμμών Διανομής γίνεται τυφλά Η πρόβλεψη της εξέλιξης των φορτίων Γραμμών ΜΤ Μ/Σ 150/20kV Υ/Σ Υ.Τ καθίσταται αδύνατος με το πλήθος των συνδεδεμένων παραγωγών χωρίς συγχρονισμένες μετρήσεις όλων των παραγωγών και του φορτίου των Γραμμών

Λύσεις υπάρχουν !!! ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ Λεφτά υπάρχουν ?

Μετάβαση από το Παθητικό σε ένα Ενεργό Δίκτυο

Μετάβαση από το Παθητικό σε ένα Ενεργό Δίκτυο  Συνεχής αύξηση της Εποπτείας και του Τηλέλεγχου   Νέες έξυπνες συσκευές Βαθμός διείσδυσης ΑΠΕ στην Χαμηλή Τάση στην Μέση Τάση Ενεργό Δίκτυο στην Υψηλή Τάση Παθητικό Δίκτυο Βαθμός ενσωμάτωση πληροφορικής, επικοινωνιών και αυτοματισμών

Ενεργό Δίκτυο (εντοπισμός σφάλματος και επανατροφοδότηση) Fault Detection and Automatic Restoration Τηλεχειρισμοί μέσω του Συστήματος SCADA των Διακοπτών στοιχείων του εναέριου και υπόγειου Δικτύου Μέσης Τάσης Εγκατάσταση Ηλεκτρονόμων Διελεύσεως Σφάλματος Ρυθμίσεις Προστασιών Τρ1 Τρ3 Μετρήσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών G SCADA Τρ2 ΔΑΕ Μετρήσεις και Ποιότητα Ενέργειας

Ενεργό Δίκτυο Ρυθμίσεις των Προστασιών με τηλεχειρισμό G Τρd1 Τρ3 Ρυθμίσεις Προστασιών Τρd1 Τρ3 Μετρήσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών Κεντρ. G SCADA Τρ2 Rcl Μετρήσεις και Ποιότητας Ενέργειας

Ενεργό Δίκτυο Μετρήσεις της εγχεόμενης ενέργειας από ΑΠΕ Μετρήσεις Ποιοτικών Χαρακτηριστικών, σε κομβικά σημεία του Δικτύου Μετρήσεις πελατών Μέσης και Χαμηλής Τάσης Ρυθμίσεις Προστασιών Τρ1 Τρ3 Μετρήσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών G SCADA Τρ2 ΔΑΕ Μετρήσεις Ενέργειας

Ενεργό Δίκτυο Ρύθμιση της Τάσης με τους On Load Tap Changers Μετασχηματιστών Διανομής (ΜΤ/ΧΤ): Μέσω SCADA Τοπικό αυτοματισμό Ρυθμίσεις Προστασιών Τρ1 Fd3 Μετρήσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών AVR G SCADA Επιβεβαίωση επιτυχούς εκτέλεσης Εντολή αλλαγής Tap Επιλογή Υ/Σ ΜΤ/ΧΤ Τρ2 ΔΑΕ AVR Μετρήσεις και Ποιότητα Ενέργειας

Ενεργό Δίκτυο Ρύθμιση της Τάσης και των απωλειών στο Δίκτυο με έλεγχο των “Αέργων” των γεννητριών ΑΠΕ: Μέσω SCADA Τοπικό αυτοματισμό Ρυθμίσεις Προστασιών Τρ1 Τρ3 Μετρήσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών G AVR SCADA Επιβεβαίωση επιτυχούς εκτέλεσης Εντολή ρύθμισης «αέργων» + - Επιλογή γεννήτριας ΑΠΕ Τρ2 ΔΑΕ Μετρήσεις και Ποιότητα Ενέργειας

Για να γίνει εφικτός ο στόχος της διείσδυσης ΑΠΕ Ενεργιακό Μείγμα της χώρας, θα πρέπει να υπάρξει μια δραστική βελτίωση του Δικτύου, με την ενσωμάτωση τεχνολογιών πληροφορικής, επικοινωνιών και αυτοματισμού  Συνεχής αύξηση της Εποπτείας και του Τηλέλεγχου   Νέες έξυπνες συσκευές Βαθμός διείσδυσης ΑΠΕ στην Χαμηλή Τάση στην Μέση Τάση Ενεργό Δίκτυο στην Υψηλή Τάση Παθητικό Δίκτυο Βαθμός ενσωμάτωση πληροφορικής, επικοινωνιών και αυτοματισμών

Ευχαριστώ e