Elementi elektroenergetskega omrežja

Uvod

Boštjan Blažičbostjan.blazic@fe.uni-lj.sileon.fe.uni-lj.si01 4768 414

2013/14

Elektroenergetsko omrežje Slovenije

Elektroenergetsko omrežje Slovenije

Elektroenergetsko omrežje Slovenije Energetska bilanca proizvodnje in porabe (2012)

– skupna poraba: 12.631 GWh (0,4 % manj kot 2011)– izgube prenos + distribucija: 6,7 %– pokritost z domačo proizvodnjo: 88 %– najvišja urna obremenitev: 2.068 MW

Elektroenergetsko omrežje Slovenije

Čezmejne prenosne zmogljivosti (ELES, 2012)

Poraba (2012)

Cena električne energije

Cena električne energije – gospodinjski odj.

Cena električne energije – industrijski odj.

Elektroenergetsko omrežje Slovenije Dejavniki razvoja elektroenergetskih sistemov

– večanje porabe energije– trg z električno energijo– razpršena proizvodnja

Zgradba elektroenergetskega sistema Zgradba tradicionalnega elektroenergetskega sistema

– prenosno omrežjeÞ proizvodnja električne energijeÞ večji porabniki

– distribucijsko omrežjeÞ porabniki

Prenosno omrežje

Distribucijsko omrežje

Pretokenergije

Proizvodnja električne energije

Poraba električne energije

Centraliziranovodenje

Zgradba elektroenergetskega sistema Sodobno omrežje

– vse več majhnih virov električne energije

– dvosmeren pretok energije

– hrbtenico omrežja še vedno tvorijo velike proizvodne enote

RV

M

Stikalni elementi

Koncentrator

Komunikacijske povezave

110 kV

20 kV

M

RV

RVElektrični vodi

20 kV

0,4 kVRV

MM

M Merilni elementi

RTP

TP

M

M

M

Prenosno omrežje

Center vodenja

Zgradba elektroenergetskega sistema Razpršena generacija spreminja obratovalne razmere

– napetostni profil v omrežju– delovanje zaščite– stabilnost sistema– potrebne proizvodne rezerve

Þ Nemčija (2012): več kot 20.000 vetrnih turbin, moč 31 GWÞ Nemčija (2013): več kot 32 GW sončni elektrarnÞ Slovenija (2013): 247MW sončnih elektrarn

2007 2008 2009 2010 2011 2012 20130

50

100

150

200

250

300

Kumulativna instalirana moč sončih elektrarn v Sloveniji

Instalirana moč (MW)

Leto

Moč

(MW

)

Omrežna napetost Omrežna napetost je izmenična (sinusna)

21 t T

eft

U u t dtT

u

t (ms)0 10 ms 20 ms

360°

Uef*√2

-Uef*√2

Trifazni sistem

Zakaj trifazni sistem?

Trifazni sistem Zakaj trifazni sistem?

– manjša poraba materiala za vodnike– vrtilno polje– konstantna moč

U = 240 V P = 3 kW

I = 12,5 A

U = 240 VÐ0° P = 1,5 kW

I = 6,25 AÐ0°

U = 240 VÐ180° P = 1,5 kW

I = 6,25 AÐ180°

I = 0 A

U = 240 VÐ0°

P = 1 kW

I = 4,17 AÐ0°

U = 240 VÐ120°

P = 1 kW

I = 4,17 AÐ120°

U = 240 VÐ240°

I = 4,17 AÐ240°

I = 0 A

Omrežje industrijskega porabnika Problematična bremena

– tiristorsko krmiljeni enosmerni motorji– obločna peč– filtrski kompenzatorji jalove energije

RTP Lipa110 kV

Obločnapeč

TR 1110/3540 MVA

RTP Štore 1110 kV

TR 3110/3520 MVA

TR 4110/3520 MVA

CTP 5 kV

CTP 35 kV

35 kV

Meritve – enosmerni motor Generiranje harmonikov

– 5., 7., 11. in 13.

Meritve – obločna peč Generiranje harmonikov, flikerja

Meritve – tok kompenzatorja

Harmonsko popačenje 5 h (%) 7 h (%) 11 h (%) 13 h (%)

Tok kompenzatorja v RTP Lipa 35 kV 60 12 4 4

Valjarska proga - simulacije

Main : 6 pulzni pretvornik

t (s) 0.200 0.225 0.250 0.275 0.300 ... ... ...

-0.100 -0.080 -0.060 -0.040 -0.020 0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100

Tok

(kA

)

Itu_1

Main : 12 pulzni pretvornik

t (s) 0.200 0.225 0.250 0.275 0.300 ... ... ...

-0.100

-0.075

-0.050

-0.025

0.000

0.025

0.050

0.075

0.100

Tok

(kA

)

Iprim L1

Harmonsko popačenje Osnovna

komponenta 50 Hz (A)

5 h (%) 7 h (%) 11 h (%) 13 h (%)

Tr. primar (35 kV) / 6p 65,1 20,7 11,8 7,6 6,1

Tr. primar (35 kV) / 12p 63,9 0,0 0,0 7,2 5,9