Optimalizované řízení zdrojů v distribuované soustavě

1. Optimalizované řízení zdrojů v distribuované soustavě Ing. Milan Findura, Ph.D. Ing. Jindřich Kysela Ing. Jiří Macků divize řídicích systémů OSC, a.s. Energomatika 2007

2. Představení firmy OSC, a. s. • 80 zaměstnanců, sídlo v Brně • Dlouhodobě působí v energetice • Podílí se na řešení zásadních projektů • Připojení ČR k UCTE • Certifikace bloků pro PpS • Dodávka plnorozsahového simulátoru jaderné elektrárny Temelín • a další … • Činnost v oblasti IT • Poradenství, vývoj software, komplexní dodávky systémů • Systémy orientované na zákazníka • Velký rozsah dodávaných systémů

3. Obsah příspěvku Úvod: historické, technické a organizační aspekty řízení výroby elektrické energie Řízení výroby elektrické energie v distribuované soustavě zdrojů Představení možného řešení

4. Etapy vývoje české energetiky před 1989: soustava Mirvýroba energie 90-tá léta: připojování k UCTEdůraz na regulační vlastnosti a technický stav zdrojů od 2000: liberalizace elektroenergetikydůraz na ekonomiku výroby, technika „stagnuje“ dnes: mimořádné události UCTErenesance zájmu o technický stav a o inteligentní řízení zdrojů a soustavy

5. Životní cyklus výroby elektrické energie Závazek (smluvní, zobchodovaný …) Plán – off-line optimalizace denního programu provozu (DPP) Výroba podle DPP Vyhodnocení provozu zdrojů Vyúčtování dodané energie, služeb a způsobených odchylek • základ všech činností:spolehlivá, verifikovaná procesní data

6. Off-line řízení podle denního programu provozu • denní program provozu (off-line řízení) • zpracován s předstihem • odráží očekávanou nikoli skutečnou situaci • reakce na události v dlouhém horizontu (před ½, po ½) • odchylka zasahuje nejméně 1-2 obchodní hodiny

7. On-line zpětnovazební řízení • on-line řízení • plně respektuje DPP • reaguje na rozdíl mezi plánem a skutečností • bezprostřední reakce na události • odchylka výrazně nižší, pouze v rámci obchodní hodiny

8. Efekty on-line monitorování a řízení okamžitý přehled o výrobě vlastních zdrojů kvalitnější operativní (dispečerské) řízení provozu efektivnější využití zdrojů nižší palivové náklady vyšší zhodnocení točivých rezerv dodávky podpůrných služeb snížení platby za odchylku

9. Distribuované soustavy zdrojů elektrické energie Geografická vzdálenost mezi prvky Více zdrojů různých typů a vlastností (uhlí, plyn, voda atp.)pro heterogenní soustavy zdrojů je typická: různorodá infrastruktura zdrojů technologické vlastnosti (regulační rozsah, rychlost zatěžování, akumulační schopnosti, doba najetí, …) ekonomické vlastnosti (variabilní náklady, vlastní spotřeba, …)

10. Specifika řízení distribuovaných soustav zdrojů Kompenzace poruch a výpadků Více zdrojů, větší pravděpodobnost výpadku, možnosti kompenzace Optimalizace provozu zdrojů Značné ekonomické úspory Vyšší kvalita řízení (využití různých vlastností zdrojů) Nutnost centrálního informačního a řídicího systému – dispečink Rychlá a účinná rozhodnutí Aktuální a přesné informace

11. Řízení výroby podle denního programu provozu • Denní program provozu (DPP) • předpis pro technickou realizaci obchodního závazku • pravidla pro přejezdy mezi hodinami • Reálný provoz – liší se od předpokladů: modifikace DPP • náhrady odpadlého výkonu • výpadky zdrojů • přesuny nabízenýchpodpůrných služeb • Vyhodnocení provozu • srovnání programu a skutečnosti(má dáti – dal)

12. Kompenzace poruch a výpadků Rychlé vyhodnocení výpadku komunikačního spojeni technologie Pravidla pro přerušení komunikačního spojení stejné chování techno-logie i regulátoru Pravidla pro výpadky technologie nahrazení výkonu nahrazení energie nahrazení služeb

13. Optimalizace provozu zdrojů • Optimalizace off-line • skladba zdrojů • alokace podpůrných služeb • alokace silové energie • optimalizace přechodů • Optimalizace on-line • analýza točivých rezerv a dynamiky zdrojů • optimální eliminace disbalance plán-výroba • minimalizace nákladů ve vyrovnaném stavu

14. Ekonomicky optimální řízení • Využitelná točivá rezerva zdrojů • Kompenzace poruch bilance výroby • Minimalizace (variabilních) nákladů na výrobu (rozdíl oproti plánu) • Komplexní nákladové kritérium • palivové náklady, náklady na emise • další volitelné položky (zvýšená údržba apod.) • respektování dynamických technologických omezení • Matematický základ: vícekriteriální optimalizace (multi-objective optimisation)

15. Dynamická optimalizace součinnosti různých zdrojů • Eliminace skokového deficit výkonu (výpadek zdroje) • Technicky optimální řízení • nasazení rychlých zdrojů s ome-zenou energetickou kapacitou (špičkové zdroje, VE apod.) • Ekonomicky optimální řízení • kompenzace pomocí pomalejších zdrojů z trvalou energetickou kapacitou (uhelné …) • minimalizace variabilních nákladů na výrobu • Vyrovnání energetické bilance zdrojů • návrat na plánované toky energií u bilančně sledovaných špičkových zdrojů

16. Prediktivní analýza rezerv pro krytí poruch • zdroje s omezenou energetickou kapacitou • analýza možných scénářů energetické bilance zdroje na predikčním horizontu (typ. 24 hodin) • určení dostupné regulační energie pro krytí poruch bilance • návrat „použité“ energie do zásobníku (např. formou snížení výkonu)

17. Hodnocení provozu • Provádí se co nejblíže zdroji procesních dat • Poskytování podpůrných služeb • regulační energie • vyrobená a dodaná energie • Přenos hodnotících veličin do centrálního systému • archivace, agregace, zpracování dat • Výkazy, přehledy, vyúčtování

18. Řízení soustavy zdrojů prostředky firmy OSC • TELEterminál - distribuovaná real-time stanice • OSCALCcentrální systém řízení výroby energie a podpůrných služeb • OSCVANTAGEcentrální informační systém výroby • DIGRASTmanagement spotřeby a toků energií

19. Terminály - Monitoring a řízení výroby energie Vlastnosti: práce v reálném čase jednotný zdroj procesních dat řízení více bloků spolupráce s více autoritami unifikace „rozhraní zdroje“ pro centrální systémy Autonomní funkce: monitorování výroby řízení výroby podle DPP řízení podle povelů z nadřazených systémů podklady pro hodnocení výroby Telekonzola Řídicí jednotka

20. OSCALC – Centrální řízení a optimalizace výroby Dispečerské pracoviště monitoring, zadávání, povely, … Automatické řízení výroby vyhodnocení odchylky kompenzace poruch a výpadků regulátor bilance rozdělovač výkonu mezi jednotlivé zdroje Optimalizace provozuzdrojů pracovní body, přejezdy, akumulace, rychlé zdroje, …

21. OSCVANTAGE – Centrální informační systém výroby • sběr dat • různé druhy dat, konverze • archivace • časové řady • ukládání změnové, periodické • zpracování • agregace, statistika, uživatelské funkce • prezentace dat • pokročilá vizualizace, hodnocení výroby, analýzy procesních dat, …

22. Výhody systémového řešení Návaznost jednotlivých komponent terminál – dispečink - hodnocení, prezentace Škálovatelnost malí i velcí výrobci - různé druhy zdrojů Modularita (funkční celky) monitorování - zpracování programu výroby – řízení – optimalizace Doplňkové služby projekt – realizace – školení – servis – další rozvoj

23. Návaznost na podnikové systémy nadřazeno jednotlivým SCADA systémům navazuje na manažerské IT systémy navazuje na systémy přípravy provozu navazuje na autority (OTE, ČEPS a jiné) části: monitorování a řízení výroby (OSCALC) bilance, přehledy, podpora obchodování (OSCVANTAGE) sběr dat přímo v procesu (TELE, DIGRAST)

24. Efekty on-line monitorování a řízení okamžitý přehled o výrobě vlastních zdrojů kvalitnější operativní (dispečerské) řízení provozu efektivnější využití zdrojů nižší palivové náklady vyšší zhodnocení točivých rezerv dodávky podpůrných služeb snížení platby za odchylku

25. Instalace systémů firmy OSC ve střední Evropě

26. Optimalizované řízení zdrojů v distribuované soustavě Děkuji za pozornost Ing. Milan Findura, Ph.D. – Ing. Jindřich Kysela – Ing. Jiří Macků OSC, a.s.Divize řídicích systémůtel.: 541 643 130fax: 541 643 109e-mail: konecnym@osc.cz, mackuj@osc.czwww.osc.cz