Řízení toků výkonů v PS Použití technických prostředků pro řízení propustnosti sítě Praha, 29.11.2005

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

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

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

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.

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)

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.

Příklad modelového výpočtu využití transformátoru PST pro regulaci tranzitu přes ES

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

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.

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.

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

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

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

Lepší využití existujících vedení 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)

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

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

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.

Děkuji za pozornost.

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

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

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

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

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

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

7. VtE - Hradec rok 2008, délka 2 km

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