Řízení toků výkonů v PS Použití technických prostředků pro řízení propustnosti sítě

1. Řízení toků výkonů v PSPoužití technických prostředků pro řízení propustnosti sítě Praha, 29.11.2005

2. Úvod • Kompetence provozovatele soustavy k řízení toků výkonů vyplývá z § 24 Energetického zákona • Standardní prostředky (rekonfigurace, redispečing, protiobchod) • TPR a PST (transformátory spříčnou regulací a s regulací fáze) • FACTS (moderní prostředky založené na výkonové elektronice)

3. Hlavní důvody potřeby řízení toků výkonů. • Výskyt nových úzkých míst v sítích v souvislosti s rostoucími výměnami el. energie a to hlavně mezistátními • Přetěžování vedení v údržbových a neúplných stavech sítě • Omezení rizika přetěžování vedení vnitřní sítě vlivem nevhodného provozu zdrojů(například velkých větrných parků, viz. příklady z oblasti Německa) • Rizika výpadků a přerušení zásobování v oblastech • Omezení nevyžádaných obchodních případů (tranzitů) • Optimalizace provozu přenosových sítí (např. ztráty činného výkonu) • Nedostatečná účinnost klasických řešení rozvoje sítí • Zamezení možnosti šíření velkých systémových poruch

4. Princip přenosu činného výkonu P vedením Řízení toků výkonů Podélná kompenzace Příčná kompenzace UPFC

5. Transformátory bez úhlové regulace • Pro stav naprázdno a to jak pro střední odbočku, tak i pro všechny odbočky jsou vstupní a výstupní napětí na odpovídajících svorkách ve fázi ( bez úhlového posunu) Transformátory s úhlovou regulací • Již ve stavu naprázdno a to jak pro regulaci odbočkami, tak v některých případech i pro střední odbočku nejsou vstupní a výstupní napětí na odpovídajících svorkách ve fázi – jsou úhlově natočena • Transformátory s úhlovou regulací jsou v podstatě všechny transformátory, které mají přídavné napětí (vlivem regulace odboček) fázově natočeno vůči napětí ke kterému je regulace přidávána • Dělení transformátorů s příčnou regulací – různé, z praktických hledisek • TPR – transformátory s příčnou regulací • PST – transformátory pro regulaci fáze Zdroj: EGÚ Brno, Ing.J.Ptaček,Ph.D.

6. Použití transformátorů pro regulaci toků v Rakousku Existující transformátory 400/220 kV s příčnou regulací 3 další PST o výkonu 600 MVA budou instalovány do konce r.2006 (důvody –slabá síť , nemožnost postavit nové vedení)

7. Využití transformátorů s příčnou regulací v Evropě • Navýšení přenosové kapacity ve směru na Německo o cca 1100 MW • Udržování konstantních toků výkonů po profilech Zdroj: EGÚ Brno, Ing.J.Ptaček,Ph.D.

8. Příklad modelového výpočtu využití transformátoru PSTpro regulaci tranzitu přes ES

9. Negativní vlivy PST na poměry v sítích (PS, 110 kV): • V některých ES (částech sítě) dochází vlivem užití PST ke zvýšení ztrát činného výkonu, v jiných ES (zahraničních) může docházet i ke snížení ztrát. Toto může být předmětem poměrně vážných diskusí výhodnosti instalace PST. • V celém propojeném systému (soustavě) jsou však ztráty výkonu vlivem PST vždy větší (jak vlivem ztrát na vlastním PST, tak vlivem ztrát od přídavných toků vynucených PST). • Vytlačení toků z některých částí sítě (vedení) může způsobit přetěžování v jiných částech sítě. To se může projevit i v jiných soustavách (sousedních, nebo i vzdálenějších) což může vést k problémům. • Užití PST může vyvolávat také problémy související s provozem sítě s velkými rozdíly zátěžných úhlů (například provoz (spínání) souvisejících uzlových oblastí 110 kV). • V případě spolupráce PS se 110 kV s umístěnými PST – riziko přetěžování 110 kV • Chránění PST je na rozdíl od standardních transformátorů poměrně komplikované

10. TCSC – Tyristorově řízená sériová kompenzace • Mění impedanci přenosové cesty a tím ovlivňuje toky výkonů v sítích • Použití : Rz. Stoede (Švédsko), Rz. Kayenta (USA) • Zvýšení přenosových schopností vedení, zabránění subsynchronním oscilacím Zdroj: EGÚ Brno, Ing.J.Ptaček,Ph.D.

11. UPFC – Univerzální regulátor výkonu • Účinná kombinace sériové a paralelní kompenzace • Nezávislé ovlivňování toků činného a jalového výkonu • Aplikace : Rz. Inez (USA) – napětí 138 kV, zvýšení přenosové schopnosti dlouhých vedení napájející konzumní oblast, regulace napětí Zdroj: EGÚ Brno, Ing.J.Ptaček,Ph.D.

12. Srovnání základních vlastností a regulačních účinků specializovaných prostředků pro regulaci toků výkonů v sítích: Zdroj: EGÚ Brno, Ing.J.Ptaček,Ph.D.

13. Vznik mezisystémových kyvů problém provozu propojených soustav FACTS jsou schopny tyto kyvy tlumit a zvyšují tím stabilitu soustavy Výpadek bloku 300 MW ve Španělsku

14. FACTS -Typické investiční náklady Operating range [MVAr] Náklady na výstavbu vedení Příjmy ze zvýšení přenosu

15. Výhody FACTS • Lepší využití existujících vedení • Zvýšení spolehlivosti a dostupnosti • Zvýšení dynamické stability • Zvýšení kvality dodávky elektřiny • Ochrana životního prostředí (neznečišťují , není nutné stavět nová vedení)

16. Aktuální (plánované) rozvojové akce Posílení schématu PS • Příčná spojka 400 kV Čechy Střed – Bezděčín • Nové vedení 400 kV Krasíkov – H. Životice • Zdvojení vedení 400 kV Nošovice – Prosenice Vyvedení výkonu nových VtE do PS • Rozvodna 400kV Vernéřov připojená z R Hradec Vyvedení výkonu nového bloku ELE 660 MW • R 400 kV Chotějovice • Nové vedení 400 kV Chotějovice – Výškov • Nové vedení 400 kV Chotějovice – Babylon Rozšíření transformačních vazeb 400/110 kV ve stanicích • Čebín • Týnec • Neznášov Zvyšování přeshraniční přenosové kapacity Zdvojení vedení 400 kV Slavětice – Dürnrohr

17. Plánovaný rozvoj PS v letech 2005 - 2015 8 6 1 7 5 2 3 4

18. Závěr • Prostředky pro řízení toku výkonu jsou v PS stále více používány. • Instalací FACTS je ve světě málo, důvodem je jejich vysoká cena. • Technické schopnosti řízení výkonu pomocí FACTS jsou vynikající. • Nejrozšířenější v PS je použití PST. • Nasazení prostředků pro řízení výkonu v propojených sítí (typů soustavy ČR) je omezeno. • ČEPS se na základě studií a rozborů rozhodl řešit situaci vzniku congestions „klasickým způsobem“ – posilováním a stavbou nových vedení.

19. Děkuji za pozornost.

20. 1. zdvojení linky Čechy Střed - Bezděčín rok 2008, délka 68 km

21. 2. nová linka Krasíkov - Horní Životice rok 2010, délka 78 km

22. 3. zdvojení linky Nošovice - Prosenice rok 2009, délka 79 km

23. 4. zdvojení linky Slavětice - Dürnrohr rok 2007, délka 43 km

24. 5. Hradec - Vernéřov - Vítkov roky 2008 a 2013, délka 75 km

25. 6. VtE CzechVenti - Vernéřov rok 2008, délka 3 km

26. 7. VtE - Hradec rok 2008, délka 2 km

27. 8. blok 660 MW Ledvice (Chotějovice) rok 2012, délka 80 km