Visagino AE integracija į kontinentinius Europos tinklus

1. Visagino AE integracija į kontinentinius Europos tinklus Arvydas Galinis Vaclovas Miškinis Lietuvos energetikos institutas Vilnius, 2012 m. balandžio 17 d. Visagino AE – energetinės nepriklausomybės stiprinimo realybė ar tik vizija

2. Pristatymo planas Įžangos pastabos Trumpa metodikos charakteristika; Analizei taikyto matematinio modelio apibūdinimas; Rezervavimo galių aprašymo principai; Analizuoti variantai; Gautų rezultatų pavyzdžiai; Išvados Sujungimo su KET koncepcijos projektas

3. Įžangos pastabos (1) • Pranešimas remiasi 2009 m. LEI ir KTU parengta ataskaita „Didžiausios vienetinės galios Lietuvos elektros energetikos sistemoje galimybių tyrimas“; • Analizės metodiniai principai ir gautos išvados nerevizuotos; • Išliko ataskaitos pristatymo originali forma ir naudoti pažymėjimai, pvz. UCTE;

4. Įžangos pastabos (2) • Integracijos į kontinentinius tinklus neapibrėžtumą sąlygoja: • galimi elektros energetikos sistemos generuojančių galių struktūros pokyčiai; • elektrinių darbo režimai; • tarpsisteminių ryšių charakteristikos; • jungčių apkrovimo lygis; • rezervinių galių apimtys ir jų išdėstymas elektrinėse; • elektros energetikos sistemos stabilumas avarinių situacijų atveju ir kiti aspektai.

5. Studijos tikslas Studijos tikslas – nustatyti didžiausią AE bloko vienetinę galią, kuri sudaro sąlygas, tinkamas prijungti Lietuvos energetikos sistemą sinchroniniam darbui su ENTSO-E, ir tenkina savarankiškai valdomo rajono minimalius reikalavimus.

6. Metodikos charakteristika

7. Elektrinių įrengtoji galia esant izoliuotai sistemai Tretinis rezervas Antrinis rezervas Elektrinių įrengtoji galia turint ryšių su kitomis sistemomis Pirminis rezervas Kitos elektrinės Kitos elektrinės Didžiausias blokas Didžiausias blokas Metodiniai principai Elektrinių savos reikmės Nuostoliai tinkluose Galutiniai poreikiai

8. Pasiekiamas (reikiamas) rezervas Čia: R- būtinas valdymo rajone, U – prieinamas iš UCTE, N – prieinamas iš Nordel, I – prieinamas iš IPS/UPS, A – rezervo sumažinimas dėl vartotojų atjungimo; 1 – pirminis, 2 – antrinis, 3 – tretinis.

9. pirminio rezervo? Kiek reikės antrinio rezervo? tretinio rezervo? Apsprendžia bloko galia pirminio rezervo? Kiek reikia turėti regione antrinio rezervo? tretinio rezervo? UCTE? Kiek galima gauti iš NORDEL? IPS/UPS? Apsprendžia kitų sistemų normatyvai Apsprendžia ryšių galia, importo/ eksporto apimtys, ryšių tipas Parenkant Visagino AE bloko dydį reikia žinoti Ar sistema išliks stabili, įvykus bloko gedimui? Kur, kada, kokio dydžio ir rūšies rezervas bus dislokuotas? Kokia turi būti elektrinių struktūra, jų apkrova, elektros energijos importas/eksportas, kad tai galėtume užtikrinti?

10. Priemonės, leidžiančios atsakyti į iškeltus klausimus Elektros energetikos sistemos plėtros analizės matematinis modelis + PSS/E

11. Avarijos metu turi būtiprieinamas pirminės galios rezervas čia: R1 – pirminės galios rezervas,privalomas reguliavimo regione; U1 – pirminės galios rezervas,galimas iš UCTE; N1 – pirminės galios rezervas,galimas iš Nordel; I1 – pirminės galios rezervas, galimas iš IPS/UPS; P – didžiausia bloko galia valdymo rajone.

12. Avarijos atveju turi būtiprieinamas antrinis rezervas čia: a = 10 MW, b = 150 MW; Lmax= vartotojų apkrovavaldymo rajone; R2 –antrinisrezervas,privalomasvaldymo rajone; U2 , N2 , I2 – antrinis rezervas, galimasatitinkamai iš UCTE,Nordel ir IPS/UPS.

13. Avarijos metu turi būtiprieinamas tretinis rezervas čia: R3 – tretinis rezervas,privalomas valdymo rajone; U3 , N3 , I3 – tretinis rezervas,galimas UCTE, Nordel ir IPS/UPS;

14. a) pagal UCTE reikalavimus: b) pagal IPS/UPS reikalavimus: W ì ³ r R 1 U 3000 ï 1200 W ï u ³ R 1 I Max í čia: W – elektros gamyba valdymo ï W r P r ï rajone; W î I W – elektros gamybos apimtis UCTE u čia: W – elektros gamybos apimtis IPS/UPS I (įskaitant valdymo rajoną). (įskaitant valdymo rajoną). Iš viso ( ) ³ R 1 Max R 1 U , R 1 I Pirminis rezervas,privalomai pasiekiamasvaldymo rajone

15. b) pagal IPS/UPS reikalavimus: a) pagal UCTE reikalavimus: ) ( 2 ³ R 2 I P ³ + + - 2 R 2 U P aL b b max 3 Iš viso: ( ) ³ 2 2 , 2 R Max R U R I Antrinis rezervas,privalomai pasiekiamasvaldymo rajone

16. Antrinis ir tretinis rezervas, privalomai pasiekiamasvaldymo rajone

17. Rezervinė galia, prieinama per jungčių su UCTE, Nordel, IPS/UPS linijas Priklauso nuo: Galimo rezervo kaimyninėse sistemose (UCTE, Nordel, IPS/UPS) dydžio; Jungčių pralaidumo; Linijų rūšies; Linijų apkrovos avarijos metu;

18. Rezervinė galia, galima per jungčių linijas RL1 + RL2 + RL3 <= PLįrengt +PLimp +PLeksp<= Prieinamas čia: RL1, RL2, RL3 – pirminis, antrinis ir tretinis rezervas, galimas per jungties linijas; PLįrengt – linijų pralaidumas; PLimp – avarijos metu per linijas importuojamagalia; PLeksp – avarijos metu per linijas eksportuojama galia. Linijų eksploatacinė apkrova kiekvienu laiko momentu turi būti suderinta su galima per jas galia.

19. Rusija Nordel Lenkijos ES ir ryšiai su UCTE Baltijos elektros energetikos sistema ir ryšiai su užsieniu EstLink IPS/UPS NordBalt LitPolLink

20. Lenkijos elektros energetikos sistemos modeliavimas

21. EES plėtros analizės ir rezervinių galių parinkimo kriterijus Elektros energetikos sistemos perspektyvinė raida ir atskirų rūšių rezervinių galių paskirstymas elektrinėse nagrinėti minimizuojant elektros energetikos sistemos perspektyvinės raidos ir eksploatacijos išlaidas 2010-2045 metų laikotarpiu.

22. Informacija, reikalinga EES plėtros analizės matematiniam modeliui Galutiniai elektros energijos poreikiai ilgalaikėje perspektyvoje, jų kitimas sezonų, savaičių, parų bėgyje; Generuojančių galių plėtros alternatyvų techninės-ekonominės charakteristikos; Elektrinių galimybės tiekti vienos ar kitos rūšies rezervą; Ryšių su UCTE, Nordel, IPS/UPS charakteristikos, elektros energijos kainos UCTE, Nordel, IPS/UPS; Perspektyvinės kuro kainos; Apribojimai visų rūšių rezervinei galiai valdymo bloko viduje ir išorėje; Kita.

23. EES plėtros analizės matematinio modelio rezultatai Atskirų elektrinių įrengtųjų galių dinamika nagrinėjamu laikotarpiu; Atskirų elektrinių gamyba kiekvieną nagrinėjamo laikotarpio valandą; Atskirų rūšių rezervinių galių išdėstymas elektrinėse kiekvieną nagrinėjamo laikotarpio valandą; Elektros energijos importo/eksporto srautai iš UCTE, Nordel, IPS/UPS kiekvieną nagrinėjamo laikotarpio valandą; Atskiro tipo rezervinės galios, galimos gauti iš UCTE, Nordel, IPS/UPS; Kita.

24. Išeities duomenys

25. Galutiniai elektros energijos poreikiai

26. Generuojančių galių plėtros alternatyvų charakteristika

27. Investicijos branduolinėms elektrinėms Nagrinėta Visagino AE blokų galia: 500 MW, 800 MW; 1100 MW; 1300 MW ir 1600 MW. Blokų dydis neoptimizuojamas.

28. Ryšiai su kitomis sistemomis. Elektros energijos importo/ eksporto kainos Nordpool

29. Kuro kainos (Šaltinis: JAV Energetikos departamentas)

30. Nagrinėti scenarijai

31. Viso variantų (4 x 3 + 6) x 5 = 90 variantų Visagino AE blokų galia: 500 MW, 800 MW; 1100 MW; 1300 MW ir 1600 MW Nagrinėti variantai (sistemos būsenos) • Baltijos EES dirba asinchroniškai su NORDEL ir sinchroniškai • su UCTE (1000 MW; 1500 MW; 2000 MW): • Estlink – 1000 MW; • Estlink – 350 MW, NordBalt –1000 MW; • Estlink – 1000 MW, NordBalt –1000 MW; • Estlink – 1000 MW, NordBalt –1000 MW ir IPS/UPS (1500 MW). • Baltijos EES dirba sinchroniškai su IPS/UPS (1500 MW). • Estlink – 350 MW; • Estlink – 1000 MW; • Estlink – 1000 MW, NordBalt –1000 MW; • Estlink – 350 MW) ir UCTE (1000 MW); • Estlink – 1000 MW) ir UCTE (1000 MW); • Estlink – 1000 MW, NordBalt –1000 MW) ir UCTE (1000 MW).

32. Klausimai analizuoti kiekvienai sistemos būsenai • Elektrinių generuojančių galių struktūros dinamika. • Pirminės, antrinės ir tretinės rezervinės galios dydis. • Elektrinių darbo režimai. • Elektros energijos ir kuro balansai. • Aktyviosios galios balansai (gamyba-vartojimas). • Galimas elektros energijos importas-eksportas. • Maksimali naujos AE bloko vienetinė galia • Elektros perdavimo tinklų darbo režimai

33. Pagrindiniai rezultatai

34. Pareikalaujami, privalomi, prieinami rezervai

35. Pareikalaujami, privalomi, prieinami rezervai

36. Elektros energijos gamyba. 1 varianto atveju

37. Elektros energijos gamyba. 1 varianto atveju

38. Elektros energijos importas-eksportas. Lietuva

39. Estijos EES režiminė charakteristika 2020 metų maksimalių ir minimalių apkrovų metu

40. Latvijos EES režiminė charakteristika 2020 metų maksimalių ir minimalių apkrovų metu

41. Lietuvos EES režiminė charakteristika 2020 metų maksimalių ir minimalių apkrovų metu

42. Baltijos EES režiminė charakteristika 2020 metų maksimalių ir minimalių apkrovų metu Investicijos elektrinių plėtrai ir modernizacijai, mln. Eurų 2000. Variantas 1

43. Lietuvos EES režiminė charakteristika 2020 metų maksimalių ir minimalių apkrovų metu

44. Problematiški variantai

45. Išvados Didžiausią galimą elektros energetikos sistemos (EES) vienetinę galią lemia aktyviosios ir reaktyviosios galios rezervai, elektros linijų pralaidumas bei sistemos statinis ir dinaminis stabilumas Autonomiškai dirbančios Baltijos EES (be tarpsisteminių ryšių) pirminio rezervo galia yra 293 MW ir didžiausia vienetinė agregato galia – 343 MW, o panaudojus pažangią pirminio reguliavimo technologiją dujų turbinų generatoriuose ir kombinuotojo ciklo generatoriuose (10% generatoriaus galios dalyvautų pirminiame reguliavime) – 488 MW. Baltijos EES dirbant sinchroniškai su ENTSO-E, didžiausia vienetinė galia turi būti ne didesnė kaip 1300 MW. Šiuo atveju didžiausią vienetinę galią riboja pirminio rezervo dydis bei dinaminis stabilumas.

46. Išvados Baltijos EES dirbant sinchroniškai su IPS/UPS ir esant tik Estlink (350 MW), didžiausia vienetinė galia turi būti ne didesnė kaip 1320 MW. Šiuo atveju didžiausią vienetinę galią riboja energetikos sistemos dinaminis stabilumas vasaros minimalių apkrovų metu. Kitais atvejais didžiausia vienetinė galia turi būti ne didesnė kaip 1600 MW. Esant silpnesniems asinchroniniams ryšiams su ENTSO-E (500 MW) ir NORDEL (700 MW jungtis NordBalt) didžiausia vienetinė galia taip pat lygi 1600 MW. Remiantis tikėtinais Baltijos EES raidos scenarijais (sinchroninis susijungimas su ENTSO-E arba sinchroninis susijungimas su IPS/UPS), didžiausia vienetinė galia galėtų būti ne didesnė kaip 1300 MW (ją riboja galių rezervų dydis ir dinaminis stabilumas).

47. Sujungimo su kontinentiniu tinklu projekto koncepcija EK 2011 rugsėjo 7 d. Baltijos valstybių elektros perdavimo sistemų operatoriams skyrė iki 950 tūkst. eurų paramos galimybių studijai finansuoti. Iki 2013 m. ketvirtojo ketvirčio atlikus Baltijos valstybių integracijos į ES vidaus elektros rinką ir galimų jungčių įrengimo galimybių studiją, Baltijos valstybių elektros energetikos sistemų sujungimo su kontinentiniu elektros tinklu darbui sinchroniniu režimu galimybės ir scenarijai bus visapusiškai išnagrinėti ir įvertinti.

48. Sujungimo su kontinentiniu tinklu projekto koncepcija Lietuvos Respublikos elektros energetikos sistemos (kartu su kitų Baltijos valstybių elektros energetikos sistemomis) sujungimui su KET darbui sinchroniniu režimu bei visavertei Baltijos valstybių elektros energijos rinkos integracijai į Europos Sąjungos bendrąją rinką užtikrinti, yra būtina papildomai nutiesti ir antrąją elektros jungtį su Lenkijos Respublika.

49. Sujungimo su kontinentiniu tinklu projekto koncepcija • Nutiesus pirmąją ir antrąją elektros jungtis su Lenkijos Respublika ir įgyvendinus kitas elektros energetikos sistemos sujungimui su KET darbui sinchroniniu režimu būtinas sąlygas, pastatyta keitiklių stotis Alytuje bus pertvarkyta asinchroniniam darbui (naudojant liniją Alytus–Gardinas) su Rusijos Federacijos valdoma IPS/UPS elektros energetikos sistema, pastatytos reikalingos keitiklių stotys Latvijos Respublikoje ir Estijos Respublikoje, o kitos Baltijos valstybių elektros tinklų jungtys su IPS/UPS sistema – išjungtos.

50. Ačiū už dėmesį