MMEE přednáška č.3 Stanovení směňovaného množství 3.02.2008 MMEE pr.3

Stanovení množství obchodovatelného zboží v energetických soustavách Zvláštnosti dodávky energetického zboží (elektřiny). Metodika náhradního stanovení odběru pomocí typových diagramů 3.02.2008 MMEE pr.3

Zboží (výrobek) - obecně Zboží vstupuje do procesu směny (objekt směny) mezi dodavatelem (ZS) a odběratelem (zákazníkem - SS). Je nabízeno prostřednictvím svých užitných hodnot, které dokáže splnit. Užitná hodnota výrobku je dána fysickými vlastnostmi zboží, a určuje jak dané zboží bude sloužit k požadovanému účelu zákazníka. Spotřebitelský systém Zásobovací systém 1) Potřebuji 2) Nevím 1) Mám Kolik? 2) Nevadí, dodám za tuto cenu 3.02.2008 MMEE pr.3

Zboží v energetice Výrobkem (zbožím) v energetice jsou koncové energetické formy přicházejících ze zásobovacích energetických řetězců, které transformují a dopravují primární energetické zdroje spotřebitelům. Užitná hodnota výrobků v energetice (konečná = užitná energetická forma) je schopnost výrobku konat práci. 3.02.2008 MMEE pr.3

Fyzikální vyjádření energetického zboží Síla: F = m. a [ kg. m/s2 = N] Práce: A = F. l [ N. m = J] J = Ws Výkon: P = A/t [ J/s = W] elektrická práce = elektřina [kWh] tepelná práce = teplo [J] 3.02.2008 MMEE pr.3

Užitné vlastnosti elektro-energetického zboží Účel použití: konání elektrická práce, transformace na jinou energetickou formu (teplo, světlo, mechanickou práci) Parametry (kvalita výrobku): P  S = U * I střídavý = frekvence (f ), napětí (U) Vlastnosti: neskladovatelnost (spolehlivost kontinuální dodávky) rychlost přechodných dějů – časové konstanty (zabezpečení dodávky) 3.02.2008 MMEE pr.3

Kde dochází v ES k předání zboží - umístění zákazníků výroba = dodávka = spotřeba A C B D Typ zákazníků 3.02.2008 MMEE pr.3

Způsob realizace směny zboží Dodavatelé Zákazníci Zboží Peníze Vzájemná vazba je prostřednictví zbožních a peněžních toků Zákaznicí chtějí nakoupit zboží Hledají dodavatele zboží Dodavatelé zabezpečí dodávku Zákazníci zaplatí za dodávku 3.02.2008 MMEE pr.3

Problematika směného procesu energetického zboží Zákazník musí stanovit potřebné množství, které chce zakoupit Dodavatel nabídne cenu za kterou je schopen zboží dodat Uzavře se dohoda o realizaci obchodu Proběhne realizace dodávky zboží Proběhne platba za dodávku Ad1. Zákazník neumí úplně přesně stanovit množství odebíraného zboží – dodavatel musí být schopen provádět okamžité přizpůsobení dodávky zákazníkovi Ad4. Dodavatel není vždy v daném časovém okamžiku schopen splnit dodávku zboží – výpadek výroby Musí být provedeno vyhodnocení dodávky - měření Systém musím k dispozici nástroje, aby mohlo být provedeno okamžité vyregulování vzájemné rovnováhy mezi dodávkou a spotřebou. Musí být k dispozici pro realizaci kontinuální směny zboží: metody – nástroje řízení prostředky pro řízení . 3.02.2008 MMEE pr.3

Nástroje řízení - řízení dodávky a spotřeby (výroby) Dlouhodobé řízení - koncepční (energetická politika – prognózování vývoje – opatření k zajištění dostatečné výroby) Krátkodobé řízení – realizace koncepce (hodnocení koncepce, přijímání nápravných opatření) Operativní řízení (dispečerské řízení): -operativní plánování (odhad spotřeby v čase) -řízení výroby a dodávky v reálném čase 3.02.2008 MMEE pr.3

Prostředky - metodika vyregulování směného procesu Prostřednictvím regulační energie (RE) ZS SS V D-P D-D S Místo směny SE POM (přípojné odběrové místo) PCC (Point of Common Coupling) RE V POM dochází ke směně zboží mezi ZS a SS = silová elektřina – SE (sjednaný odběr). Vyregulování směňovaného množství probíhá prostřednictví vyrovnáním výkonové bilance ES pomocí (+ -) regulační energie (RE) 3.02.2008 MMEE pr.3

Prostředky - metodika vyregulování směného procesu Prostřednictvím regulační energie (RE) ZS SS V D-P D-D S Místo směny SE POM (přípojné odběrové místo) PCC (Point of Common Coupling) RE V POM dochází ke směně zboží mezi ZS a SS = silová elektřina – SE (sjednaný odběr). Vyregulování směňovaného množství probíhá prostřednictví vyrovnáním výkonové bilance ES pomocí (+ -) regulační energie (RE) 3.02.2008 MMEE pr.3

Prostředky - metodika vyregulování směného procesu Prostřednictvím akumulace (A) ZS SS V D-P D-D S POM A A = RE Akumulace v ZS je rovnocenná RE Akumulace v SS se neprovádí – snižování výkonu 3.02.2008 MMEE pr.3

Vyhodnocení dodávky zboží - měření Měřením se zjišťuje množství dodané nebo odebrané činné nebo jalové elektřiny a jeho časový průběh Měření elektřiny a předávání technických údajů - Vyhláška MPO č. 218/2001 Sb. Typ měření: A – průběhové měření s dálkovým odečetem B – průběhové měření s místním odečetem C – neprůběhové měření s místním odečetem 3.02.2008 MMEE pr.3

Měření v ES A B B A C A C C 3.02.2008 MMEE pr.3

Kde v ES použít jednotlivé typy měření? předávací místa mezi jednotlivými distribučními soustavami s napětím vyšším než 52 kV předávací místa výrobců elektřiny s instalovaným výkonem výrobny elektřiny nad 1 MW odběrná místa konečných zákazníků s odběrem z distribuční soustavy s napětím vyšším než 52 kV odběrná místa konečných zákazníků s odběrem elektřiny z distribuční soustavy s napětím od 1 kV do 52 kV včetně a s rezervovaným příkonem elektřiny nad 400 kW A předávací místa výrobců elektřiny s instalovaným výkonem výrobny elektřiny od 250 kW do 1 MW odběrná místa konečných zákazníků s odběrem elektřiny z distribuční soustavy s napětím od 1 kV do 52 kV včetně a s rezervovaným příkonem elektřiny od 250 kW do 400 kW B C předávací místa ostatních výrobců elektřiny odběrná místa ostatních konečných zákazníků s odběrem elektřiny z distribuční soustavy s instalovaným měřením. 3.02.2008 MMEE pr.3

Určení směňovaného množství Jak stanovit diagramu zatížení mezi ZS a SS? Co ovlivňuje průběh DZ? Jakou použít metodiku pro stanovení DZ? 3.02.2008 MMEE pr.3

Diagramy zatížení Spotřeba elektrické energie má časově proměnný charakter a je přímo závislá na pracovní aktivitě a klimatických podmínkách. Grafickým znázorněním požadavků na spotřebu elektrické energie ze určité časové období je diagram zatížení. Rozlišujeme: roční diagram zatížení (RDZ), je ovlivňován především přírodními cykly týdenní diagram zatížení (TDZ), je charakterizován střídáním pracovních a nepracovních dnů denní diagram zatížení (DDZ), je ovlivňován střídáním dne a noci, a střídáním pracovní a nepracovní doby 3.02.2008 MMEE pr.3

Časová závislost výroba = spotřeba (DZ) Pmax Pmin t 3.02.2008 MMEE pr.3

RDZ ES ČR 3.02.2008 MMEE pr.3

RDZ 3.02.2008 MMEE pr.3

TDZ 3.02.2008 MMEE pr.3

Ovlivnění DZ - Vliv teploty na DZ 3.02.2008 MMEE pr.3

DDZ 3.02.2008 MMEE pr.3

Stanovení množství dodaného (odebraného) zboží DDZ autonomní (decentralizované) ES 3.02.2008 MMEE pr.3

3.02.2008 MMEE pr.3

Stanovení množství práce Přímá integrace (početně, graficky) Integraci čáry trvání výkonu Pomocí Wolfovy křivky (poměrné vyjádření výkonu pe = f(t) (početně) 3.02.2008 MMEE pr.3

Wolfova křivka 3.02.2008 MMEE pr.3

Výpočet pomocí čáry trvání výkonu 3.02.2008 MMEE pr.3

3.02.2008 MMEE pr.3

Sestrojení čáry trvání výkonu Čáru trvání výkonu (modrá) získáme sečtením všech časových úseků pod diagramem zatížení na dané výkonové úrovni. příklad konstrukce na výkonové úrovni 75 MW. Výrobní čáru získáme grafickou integrací čáry trvání výkonu. Začíná v počátku souřadného systému a končí na pořadnici maximálního výkonu, kde je znázorněna rovnoběžně s časovou osou osa práce, na níž úsečka O-A udává celkovou práci Wc. Výrobní čára má přímkový průběh v intervalu od počátku až na úroveň minimálního výkonu Pz daného diagramem zatížení. Od tohoto místa se plynule ohýbá až na osu práce. 3.02.2008 MMEE pr.3

Konkrétní hodnota Wmax nám udává rovněž měřítko pro osu práce. Měřítko osy práce Směr přímkové části výrobní čáry (zelená) získáme tak, že stanovíme teoretickou práci, která by byla vykonána, jestliže by elektrárny pracovaly na svůj maximální (pohotový) výkon po celé období t0 . Wmax = Pmax . t0 = 90.8760 = 788,4 GWh Konkrétní hodnota Wmax nám udává rovněž měřítko pro osu práce. 3.02.2008 MMEE pr.3

Určení integračního pólu Bod Wmax spojíme s počátkem souřadného systému a koncovým bodem časové osy (8760 hodin) vedeme s touto spojnicí rovnoběžku tak, aby proťala osu  výkonu. V tomto průsečíku vznikne integrační pól P. Pro získání podmínek pro integraci můžeme postupovat rovněž tak, že zvolíme integrační pól, spojíme ho s koncovým bodem časové osy a s touto spojnicí vedeme rovnoběžku počátkem souřadného systému. V jejím průsečíku s osou práce obdržíme bod Wmax= Pmax.8760, podle něhož upravíme měřítko práce. 3.02.2008 MMEE pr.3

3.02.2008 MMEE pr.3

Integrace čáry trvání výkonu mezi Pz a Pmax Průběh výrobní čáry v rozmezí Pz - Pmax zjistíme grafickou integrací podle svislé osy. Plochu pod diagramem trvání zatížení nahradíme obdélníky tak, aby se trojúhelníky pod čarou trvání zatížení a nad ní sobě rovnaly. Pravou hranu každého obdélníku promítneme na časovou osu a získaný průsečík spojíme s integrač-ním pólem. Rovnoběžka s touto spojnicí ve výkonovém úseku daném zvoleným obdélníkem je pak v tomto úseku jejím integrálem a současně i součástí výrobní čáry v tomto úseku. 3.02.2008 MMEE pr.3

Celková práce 3.02.2008 MMEE pr.3

DZ – teplárenská (teplofikační) soustava (TS) Teplofikační soustava je část energetické soustavy zahrnující všechna zařízení (prvky) sloužící k získání tepla a k jeho rozvodu až po jednotlivé spotřebiče. http://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/103-vypocet-denostupnu 3.02.2008 MMEE pr.3

Dodávka tepla – diagram zatížení 3.02.2008 MMEE pr.3

Výpočet potřebného tepla D°(tis) = d . (tis - tes) Počet denostupňů charakterizovaných příslušnou vnitřní teplotou je dán součinem počtu topných dnů a rozdílu průměrné vnitřní a venkovní teploty. Výpočet se provádí pro každý den ze zadaného období zvlášť. Otopné období je čas, kdy jsou zdroje tepla uvedeny do stavu pohotovosti k dodávce tepla spotřebitelům, začíná 1. září a končí 31. května. Dodávka tepla se zahájí v otopném období, když průměrná denní teplota venkovního vzduchu v místě poklesne pod +13 °C ve dvou dnech po sobě následujících a podle vývoje počasí nelze očekávat zvýšení této teploty nad +13 °C pro následující den. Průměrnou denní teplotou venkovního vzduchu je čtvrtina součtu venkovních teplot v 7, 14 a ve 21 hodin, přičemž teplota měřená ve 21 hodin se počítá dvakrát. Vytápění se omezí nebo přeruší v otopném období tehdy, jestliže průměrná denní teplota venkovního vzduchu v příslušném místě nebo lokalitě vystoupí nad +13 °C ve dvou dnech po sobě následujících a podle vývoje počasí nelze očekávat pokles této teploty pro následující den. Při následném poklesu průměrné denní teploty venkovního vzduchu pod +13 °C se vytápění obnoví. č. 152/2001 Sb. 3.02.2008 MMEE pr.3

Venkovní teplota 3.02.2008 MMEE pr.3

Vnější teplota 3.02.2008 MMEE pr.3

Vnější teplota – rozdělení ČR ČR je rozděleno do čtyř teplotních oblastí s určitou stanovenou "výpočtovou teplotou" od -12, -15, -18, -21 °C 3.02.2008 MMEE pr.3

Konstrukce bezrozměrné křivky trvání teplot 3.02.2008 MMEE pr.3

Čára trvání výkonu υ a ν jsou bezrozměrné koeficienty určující tvar bezrozměrné křivky trvání potřeby tepla, jež je třeba vypočíst pro každou venkovní teplotu. Je známa rovnost Pro každé υi je vypočteno příslušné νi , jež slouží po roznásobení počtem pracovních hodin, resp. výkonem nezbytným pro danou teplotu Ti , k sestrojení křivky trvání potřeby tepla. Pokud je nutno zásobovat provoz také teplou užitkovou vodou, je pak vypočtená křivka trvání potřeby tepla ještě nadsazena o výkon nezbytný pro ohřev teplé užitkové vody. 3.02.2008 MMEE pr.3

Výsledný diagram zatížení 3.02.2008 MMEE pr.3