Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

O NDŘEJ N OVÁK K ATEDRA ŘÍDICÍ TECHNIKY FEL ČVUT Ondřej Novák, ČVUT Řízení spotřeby domácností s ohledem na bezpečnou integraci.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "O NDŘEJ N OVÁK K ATEDRA ŘÍDICÍ TECHNIKY FEL ČVUT Ondřej Novák, ČVUT Řízení spotřeby domácností s ohledem na bezpečnou integraci."— Transkript prezentace:

1 O NDŘEJ N OVÁK K ATEDRA ŘÍDICÍ TECHNIKY FEL ČVUT Ondřej Novák, ČVUT Řízení spotřeby domácností s ohledem na bezpečnou integraci OZE Koncept řídicího systému a představení pilotního projektu České vysoké učení technické v Praze Projekt BIOZE

2 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Projekt BIOZE  Společný projekt FAV ZČU, FEL ČVUT, FEL ZČU, Pontech s.r.o. a Cygni spol. s r.o.  Grant TAČR projekt Alfa TA  Dílčí projekt: řízení spotřeby s ohledem na integraci OZE Projekt BIOZE

3 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Skupina řízení energetických systémů  Výzkumná skupina při Katedře řídicí techniky Elektrotechnické fakulty ČVUT zabývající se modelováním, simulacemi a optimalizacemi v energetice  Spoluřešitel projektu BIOZE  Od roku 2005 spoluřešitel projektu SESyS – Spolehlivost a ekonomika systémových služeb pro ČEPS, a.s.  Modelování dispečerského řízení v přenosové soustavě  Simulační optimalizace regulačních rozsahů podpůrných služeb  rutinní nasazení jako analytický nástroj pro přípravu podkladů k roční přípravě provozu přenosové soustavy Projekt BIOZE

4 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Řízení spotřeby Projekt BIOZE  Cíl: minimalizace negativních dopadů instalovaných OZE (FVE) na DS  Přetok do DS  Přepětí v síti  Idea: spotřebovat energii v místě, kde se vyrobila  Akumulace výroby FVE do bojlerů v domácnostech

5 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Cíle řízení spotřeby Projekt BIOZE S řízením spotřeby Bez řízení spotřeby export

6 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Princip řídicího algoritmu  2. fáze: Dodržení vypočtené reference z 1.fáze  Optimalizace spínání jednotlivých bojlerů  Výpočet každých 5 minut  Optimalizační omezení:  Kapacita bojlerů (dostatek teplé vody)  Omezení spínání bojlerů (zamezení nadměrnému opotřebení) Optimalizátor Ovládaná spotřeba Výsledná bilance Predikce neovládané spotřeby Predikce neovládané spotřeby Predikce neovládané výroby Predikce neovládané výroby Dvoufázový výpočet časů spínání bojlerů:  1. fáze: Minimalizace toků výkonu z a do oblasti (= maximalizace využití lokálně vyrobené energie)  Podle predikované výroby a spotřeby v řízené oblasti na 12 hodin  Výsledek: referenční výkonová bilance oblasti na následujících 12hodin Projekt BIOZE Predikce neovládané spotřeby Predikce neovládané výroby

7 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Princip řídicího algoritmu  2. fáze: Dodržení vypočtené reference z 1.fáze  Optimalizace spínání jednotlivých bojlerů  Výpočet každých 5 minut  Optimalizační omezení:  Kapacita bojlerů (dostatek teplé vody)  Omezení spínání bojlerů (zamezení nadměrnému opotřebení) Optimalizátor Ovládaná spotřeba Neovládaná spotřeba Neovládaná výroba Výsledná bilance Predikce neovládané spotřeby Predikce neovládané spotřeby Predikce neovládané výroby Predikce neovládané výroby Dvoufázový výpočet časů spínání bojlerů:  1. fáze: Minimalizace toků výkonu z a do oblasti (= maximalizace využití lokálně vyrobené energie)  Podle predikované výroby a spotřeby v řízené oblasti  Výsledek: referenční výkonová bilance oblasti na následujících 12h Projekt BIOZE

8 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Implementace řídicího algoritmu s měřením výkonové bilance na DTS Projekt BIOZE předpověď oblačnosti (t : t + T P ) typická výroba FVE (t : t + T P ) „DD“ FVE predikce průběhu spotřeby (t : t + T P ) Ovládaná spotřeba příkazy pro ovládání bojlerů (t) Optimalizátor saldo výkonu DTS (t) TDD denní diagram spotřeby (t : t + T P ) Predikce neovládané výroby (FVE) a spotřeby Predikce neovládané výroby (FVE) a spotřeby predikce průběhu výroby FVE (t : t + T P ) Měření výkonového toku DTS T P – predikční horizont výpočtu = 12 hodin Meteodata Neovládaná výroba a spotřeba příkon ovládané spotřeby (t) bilance neovládané spotřeby (t) měření předávaná data

9 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Implementace řídicího algoritmu s modelovanou výkonovou bilancí DTS (bez on-line měření bilance) Projekt BIOZE předpověď oblačnosti (t : t + T P ) typická výroba FVE (t : t + T P ) „DD“ FVE denní diagramy spotřeby(t) a typická výroba FVE (t) korigované podle aktuálního počasí TDD predikce průběhu spotřeby (t : t + T P ) „DD“ FVE změřený příkon a napětí v místech ovládání spotřeby (t) Ovládaná spotřeba příkazy pro ovládání bojlerů (t) Optimalizátor saldo výkonu DTS (t) TDD denní diagram spotřeby (t : t + T P ) Predikce neovládané výroby (FVE) a spotřeby Predikce neovládané výroby (FVE) a spotřeby predikce průběhu výroby FVE (t : t + T P ) Load Flow model sítě T P – predikční horizont výpočtu = 12 hodin Meteodata

10 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Pilotní projekt Horušany  Horušany (Plzeňský kraj)  malá obec připojená k DS jednou napájecí TS (250kVA)  instalované zdroje FVE 120 kWp  problémy se s dodržováním napěťových limitů  „exportní saldo“ obce Projekt BIOZE

11 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Simulační výsledky řízení  Prováděna za předpokladu možnosti řízení všech bojlerů v oblasti (40 domácností)  Prováděna pro období duben-květen 2011 (dostupná měření toku výkonu na DTS)  Spotřeba vody v domácnostech simulována na základě dat z projektu IEA ECBS – nemáme k dispozici měření spotřeby TUV  Simulace podle měřené bilanci na DTS Projekt BIOZE

12 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Simulační výsledky řízení  Simulovány 3 scénáře demonstrující vliv informace o stavu bojleru (množství teplé vody):  Scénář 1:  bojlery bez měření množství teplé vody  objem teplé vody nesmí klesnout pod 45% celkové kapacity  nutno zajistit alespoň 1x denně nahřátí na 100% kapacity (pro synchronizaci odhadu stavu a skutečného stavu bojleru)  Scénář 2:  bojlery vybaveny senzorem detekujícím vybití na 25% kapacity teplé vody  objem teplé vody nesmí klesnout pod 20% celkové kapacity  Scénář 3:  bojlery vybaveny senzorem detekujícím stav, kdy je objem teplé vody menší než 25%, nebo větší než 75% celkové kapacity  objem teplé vody nesmí klesnout pod 20 % celkové kapacity Projekt BIOZE

13 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Simulace řízení - výsledky Scénář123 Snížení exportu [%] 42,446,951,1 Snížení importu [%] 26,525,324,9 Snížení rozsahu min-max výkon [%] 34,736,438 Snížení přenášené energie (za 4 dny) [MWh] 24,126,526,7 1,131,251,26 Projekt BIOZE

14 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Simulace řízení – detail 24h, scénář 1 Projekt BIOZE  E MAX = 65 kWh (maximální import)  E MIN = -84 kWh (maximální export)   E + = 608 kWh (celková spotřeba)   E - = -503 kWh (celková výroba)  E MAX = 58 kWh  E MIN = -56 kWh   E + = 496 kWh   E - = -418 kWh

15 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Výsledky řízení spotřeby v reálném provozu 00:0003:0006:0009:0012:0015:0018:0021: Čas Výkony [kW] Výkon na trafostanici řízení bojlerů bez řízení bojlerů  K řízení k dispozici 6 bojlerů ~ 13kW Projekt BIOZE

16 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Výsledky řízení spotřeby v reálném provozu  Detail vlivu řízení spotřeby na výkonovou bilanci DTS  Sepnutí 13 kW na 15 minut Projekt BIOZE

17 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Shrnutí  navržený algoritmus umí potlačit až na polovinu exportní charakter oblasti  řešení nabízí lepší využití přenosových kapacit DS  zlepšení kvality dodávky (stabilizace napětí)  možné úspory investic do posilování sítě Projekt BIOZE

18 České vysoké učení technické v Praze, fakulta elektrotechnická, katedra řídicí techniky Další vývoj  Implementace optimalizátoru jako embedded systém (na ARM architektuře)  Vývoj algoritmů pro odhad spotřeby TUV z příkonu bojleru  Rozšíření pilotního projektu o měření spotřeby vody (přinese zpřesnění řízení provozu bojlerů)  Extrapolace řídicího schématu pro regulace na VN úrovni  optimalizace provozu VN oblasti generující žádané hodnoty výkonu pro regulaci na NN úrovni  decentralizovaná kooperace mezi více NN oblastmi Projekt BIOZE


Stáhnout ppt "O NDŘEJ N OVÁK K ATEDRA ŘÍDICÍ TECHNIKY FEL ČVUT Ondřej Novák, ČVUT Řízení spotřeby domácností s ohledem na bezpečnou integraci."

Podobné prezentace


Reklamy Google