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 ondrej.novak@fel.cvut.cz 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 TA01020865  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 00:0003:0006:0009:0012:0015:0018:0021:00 -100 -50 0 50 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