2012-05-22

Smart Grid – rewolucja czy ewolucja? Doświadczenia Tauron Dystrybucja GZE S.A.

Janusz Kurpas

2

Moda na „Smart”

moda na „smart” mnogość definicji smart grid to nie smart metering „smart” to też marketning

itd.

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

2011

2012

3

Moda na „Smart”

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

2012

4

Definicja Smart Grid

Interpretacja KE:

"sieć elektryczna, która w efektywny kosztowo sposób może integrować zachowania i działania wszystkich

użytkowników do niej przyłączonych - wytwórców, konsumentów, i tych, którzy zarówno są konsumentami jak

i wytwórcami. Celem takiej integracji jest zapewnienie efektywnego kosztowo, niezawodnego systemu

energetycznego z małymi stratami i wysokim poziomem bezpieczeństwa dostaw"

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

5

Definicja Smart Grid

(…) w ślad za jednym z krajowych Urzędów:

czy można ocenić stopień wdrożenia Smart Grid?

czy Smart Grid można wdrożyć w całości?

czy implementacja Smart Grid jest skończona w czasie?

źródło: www

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

6

Definicja Smart Grid

Smart Grid (sieć inteligentna) to rewolucja czy ewolucja ?

≠

Smart Grid

inżynierelektryk

źródło: www

AMI

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

7

Rewolucja czy ewolucja?1. Smart Metering

2. Elektroenergetyczna Automatyka Zabezpieczeniowa Zabezpieczenia linii WN Norma IEC 61850 Ethernet i kanał inżynierski Sekcjonowanie sieci Wskaźniki przepływu prądu zwarciowego

3. Dynamiczna obciążalność przewodów

4. VISIMIND

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

8

Smart MeteringSmart Metering to najnowsza generacja systemów pomiarowych energii elektrycznej

pozwalająca na dwustronną, zdalną transmisję danych, z oraz do liczników.

Główne cechy: komunikacja dwukierunkowa między odbiorcą a operatorem możliwość automatycznej konfiguracji licznika, odłączenia lub podłączenie zasilania analizy rzeczywistych danych o poziomie zużycia, informacji o zanikach zasilania udostępnienie odbiorcom energii pełnej informacji o zużyciu energii

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

9

Smart MeteringZdalny odczyt Klientów Biznesowych

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

10

Smart Metering sieć miejska i wiejska transmisja PLC i GPRS 2010 – 95 stacji SN/nN 2011 – 11 000 liczników „smart” 2012 – www dla Klientów algorytmy bilansujące (+ nielegalny) grupowanie sygnałów do SCADA nN interface z systemami bilingowymi

Projekt pilotażowy

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

11

Automatyka ZabezpieczeniowaZabezpieczenia linii WN

algorytmy adaptacyjne w EAZ zabezpieczenia odcinkowe zabezpieczenia odległościowe uwspółbieżnienie strefy 1W blokady przeciwkołysaniowe „synchro check”

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

12

Automatyka ZabezpieczeniowaNorma IEC 61850

EAZ

A/C

A/C

opto

tradycyjnaaparatura łączeniowa

klasyczneprzekładniki

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

13

Automatyka ZabezpieczeniowaEthernet na stacjach elektroenergetycznych

zmiana banków nastaw parametryzacja i zmiana nastaw odczyt rejestracji diagnostyka restarty

Kanał inżynierski

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

automatyczne izolowanie uszkodzonych odcinków współpraca z automatyką SPZ w GPZ współpraca z recloserami sieciowymi w przyszłości automatyczne przywracanie zasilania dla zdrowej części linii (komunikacja) obecnie ok. 195 szt. RR, docelowo 650

GPZ(SPZ)

14

Automatyka ZabezpieczeniowaAutomatyzacja sieci SN (RR)

Z1

Z2

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

15

Automatyka ZabezpieczeniowaAutomatyzacja sieci SN (FPI)

zwarcia jednofazowe i wielofazowe detekcja kierunkowa działania oparte na analizie zmian PEM zasilanie PEV zdalna komunikacja z systemem SCADA

detektor

układ zasilania PEV

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

16

Dynamiczna obciążalność

zwis przewodu

wiatr

słońceprąd obciążenia

-10

-5

0

5

10

15

20

25

00:0002-02-01

00:0002-02-11

00:0002-02-21

00:0002-03-03

00:0002-03-13

00:0002-03-23

Te

mp

era

tura

oto

cz.

w o

C

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

00:0002-06-26

12:0002-06-26

00:0002-06-27

12:0002-06-27

00:0002-06-28

12:0002-06-28

Prę

dk

oś

ć w

iatr

u w

m/s

Idd = f(t, sw, kw, np, T)

t – temperaturasw – siła wiatrukw – kierunek wiatrunp – natężenie promieniowania słonecznegoT – czas

temperatura

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

17

Dynamiczna obciążalność

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

18

Dynamiczna obciążalność

zwis przewodu

wiatr

słońceprąd obciążenia

-10

-5

0

5

10

15

20

25

00:0002-02-01

00:0002-02-11

00:0002-02-21

00:0002-03-03

00:0002-03-13

00:0002-03-23

Te

mp

era

tura

oto

cz.

w o

C

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

00:0002-06-26

12:0002-06-26

00:0002-06-27

12:0002-06-27

00:0002-06-28

12:0002-06-28

Prę

dk

oś

ć w

iatr

u w

m/s

Idd = f(t, sw, kw, np, T)

t – temperaturasw – siła wiatrukw – kierunek wiatrunp – natężenie promieniowania słonecznegoT – czas

temperatura

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

19

Dynamiczna obciążalność

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

Temperatura otoczenia w °C

Obc

iąża

lnoś

ć lin

ii w

A

40°C - 330 A

60°C - 570 A

XI - III 440 A

0 A

IV - X

70°C

60°C50°C

40°C

Znamionowa obciążalność prądowa linii 110 kV z przewodami AFL–6 240 mm2 w okresie zimowym i letnim dla temperatury granicznej roboczej +60C i +40C (linie ciągłe). Warunki atmosferyczne: prędkość wiatru 0,5 m/s, nasłonecznienie 800 W/m2 (zima) i 1000 W/m2 (lato), temperatura otoczenia +20C (zima) i +30C (lato). Liniami przerywanymi określono znamionową obciążalność dynamiczną w funkcji temperatury otoczenia, dla prędkości wiatru 0,5 m/s i nasłonecznienia 250 1000 W/m2 w zależności od temperatury otoczenia.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

-15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30

Temperatura otoczenia w °C

Obc

iąża

lnoś

ć lin

ii w

A

625 A

0,5 m/s

325 A

5 m/s

IV - X

4 m/s

3 m/s

2 m/s

1 m/s

Statyczna obciążalność prądowa linii 110 kV z przewodami AFL–6

240 mm2 w okresie zimowym i letnim dla temperatury granicznej

roboczej +40C (linia ciągła) wg opracowania ENERGOPROJEKTU

Kraków z 1990 r. Liniami przerywanymi określono obciążalność

dynamiczną linii j.w. w funkcji temperatury otoczenia i prędkości

wiatru, dla nasłonecznienia 250 1000 W/m2 w zależności od

temperatury otoczenia.

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

20

Dynamiczna obciążalność urządzenia pomiarowe z modułem komunikacji: pomiar temperatury otoczenia, prędkości wiatru, kierunku wiatru, nasłonecznienia

czujniki montowane na liniach – pomiar temperatury i prądu obciążenia

system komunikacji i zbierania pomiarów bazujących na technologii GSM/GPRS

baza danych pomiarowych, analiza i integracja z systemem SCADA

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

21

VISIMIND – diagnostyka z powietrza

Rok Długość linii WN + SN [km]

2008 136

2010 465

2011 3464

2012 910

oględziny z powietrza termowizja mapa 3D linii i ich otoczenia pełna identyfikacja stanu zadrzewienia szczegółowe raporty + obrazy 3D

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

22

Podsumowanie wiele wcześniej zaiplementowanych rozwiązań wpisuje się w ideę Smart Grid

wdrożenia podlegają ciągłej ewolucji i są stale rozwijane

Smart Grid to idea, kierunek rozwoju sektora, nie ograniczony w czasie

a limitowany jedynie kreatywnością inżynierów i portfelem inwestora

Smart Grid to również „smart” myślenie, zarządzanie, regulacje i finansowanie

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?

23

Dziękuję za uwagę

Janusz Kurpas

Tauron Dystrybucja GZE S.A.

tel. +48 32 303 22 27janusz.kurpas@vattenfall.pl

Smart Grid - rewolucja czy ewolucja?