Energy 0104

  • View
    60

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

journal of energy

Text of Energy 0104

  • METODOLOGIJA PLANIRANJA RAZVOJA PRIJENOSNE [email protected] NA EKONOMSKIM I TEHNI^KIM KRITERIJIMA

    Mr. sc. Davor B a j s, Zagreb

    UDK 621.316.1.001:681.3PRETHODNO PRIOP]ENJE

    U ~lanku se opisuje metodologija planiranja razvoja prijenosne mre`e zasnovana na dva modela: Mexico metodi za procjenugodinjih operativnih trokova rada elektroenergetskog sustava i o~ekivanog iznosa neisporu~ene elektri~ne energije, te mo-dela izmjeni~nih tokova snaga za odre|ivanje naponskog profila i optere}enja vodi~a u mre`i za definiranu potronju ianga`man elektrana u EES-u. Za postoje}u konfiguraciju prijenosne mre`e izra~unavaju se godinji operativni trokovi radaEES-a koji se sastoje od trokova proizvodnje elektrana i o~ekivanih trokova neisporu~ene elektri~ne energije. Odre|uju seslabije grane u mre`i, te se ispituje profitabilnost novih grana - kandidata za poja~anje mre`e. U ekonomski optimalnu kon-figuraciju prijenosne mre`e za promatrani vremenski presjek uklju~uju se samo one grane ~ija je izgradnja ekonomskiopravdana. Tehni~ke analize se provode radi provjere naponskog profila u mre`i i odre|ivanja potrebe ugradnje kompenza-cijskih ure|aja, prijelazne i dinami~ke stabilnosti sustava, razine struja kratkih spojeva i ostalih tehni~kih pokazatelja pogonaprijenosne mre`e. U radu su prikazani rezultati opisane metodologije planiranja razvoja prijenosne mre`e na test modeluEES-a, te je izvrena usporedba s klasi~nim pristupom planiranju razvoja prijenosne mre`e (N-1 kriterij).

    Klju~ne rije~i: planiranje razvoja prijenosne mre`e, Mexicometoda, model izmjeni~nih tokova snaga,ekonomski optimalna konfiguracija prije-nosne mre`e, tehni~ke analize.

    1. UVOD

    Zadatak svake elektroprivredne organizacije i elektro-energetskog sustava je da osigura potroa~ima potrebnuelektri~nu energiju zadovoljavaju}e kvalitete, uz tomanje trokove. Ukupne trokove koji pri tom nastajumo`emo podijeliti na trokove pojedinih elektro-privrednih djelatnosti: proizvodnje, prijenosa i distribu-cije. Smanjenje trokova svake od spomenutihdjelatnosti (ili komponente elektroenergetskog sustava)cilj je komu treba te`iti, to u krajnjem slu~aju doprinosii zadovoljavanju potroa~a kroz cijenu kWh potroeneelektri~ne energije, kojemu nije va`no samo ho}e li is-poru~ena elektri~na energija biti dovoljno kvalitetna(promjene napona i frekvencije, sigurnost opskrbe) ve} ikoliko }e je platiti. Sposobnost prijenosne mre`e da za-dovolji svoj osnovni zadatak (prijenos elektri~ne ener-gije proizvedene u elektranama ili uvezene iz susjednihEES-a do distributivnih i direktnih potroa~a) s dovolj-nom sigurno}u i s minimalnim trokovima, doprinosiukupnoj kvaliteti rada elektroenergetskog sustava, iodra`ava se preko smanjene tr`ine cijene kWh elek-tri~ne energije isporu~ene potroa~ima.

    Planiranje razvoja prijenosne mre`e kod nas se temeljina klasi~nom deterministi~kom pristupu. Osnovniprincip po kojemu se dimenzionira mre`a je sljede}i:"prijenosna se mre`a treba oblikovati kao neovisna i sa-

    modovoljna mre`a, koja zadovoljava sa svim svojimfunkcijama i pri raspolo`ivosti od N-1 kriti~nih eleme-nata u najzahtjevnijim okolnostima njenog pogona".Za maksimalno razmatrano optere}enje EES-a koje sesastoji od neistodobnih maksimalnih optere}enja poje-dinih distributivnih ~vorita, planiranih neistodobnihvrnih optere}enja specijalnih i direktnih potroa~a, tepretpostavljenih gubitaka u mre`i, i anga`man elek-trana odre|en prema iskustvenim podacima, vre se is-pitivanja tokova snaga na mre`i s raspolo`ivim svimgranama, te pri neraspolo`ivosti jedne od njih (N-1kriterij). Potrebna poja~anja mre`e se odre|uju na os-novu N-1 kriterija planiranja prema kojemu u slu~ajuneraspolo`ivosti jedne (bilo koje) grane mre`e (vod,transformator) mora biti zadovoljeno: naponi u svim ~voritima moraju ostati unutar doz-

    voljenih granica, optere}enje svih vodi~a ne smije biti ve}e od

    termi~ke granice, instalirane snage transformacije trebaju zadovo-

    ljavati napajanje distributivne mre`e u oto~nom po-gonu pri neraspolo`ivosti najve}e jedinice utransformatorskoj stanici uz dozvoljeno preop-tere}enje preostalih transformatora do 20 % od nji-hove instalirane snage.

    Na opisani se na~in odre|uje potrebna konfiguracijaprijenosne mre`e za sve vremenske presjeke proma-

    219

  • tranja, te se odre|uju ukupni trokovi razvoja mre`e.Nedostaci opisanog modela su sljede}i: ne promatraju se ekonomski pokazatelji izgradnje

    pojedinih objekata prijenosne mre`e, ve} se samoregistriraju trokovi potrebni za njen razvoj,

    anga`man elektrana je konstantan, pa se ne proma-traju manipulacije preraspodjelom anga`mana elek-trana radi izbjegavanja poreme}aja u sustavu,

    ne vrednuju se trokovi nastali neisporukom elek-tri~ne energije,

    promatra se mali broj mogu}ih pogonskih stanja, tese ne vrednuje vjerojatnost nastanka pojedinihporeme}aja (uklopnih stanja),

    strogim pridr`avanjem N-1 kriterija mre`a mo`e bitipredimenzionirana, to zna~i da }e ukupni trokovirazvoja biti ve}i od prihvatljivih,

    ispitivanja kratkog spoja, te prijelazne i dinami~kestabilnosti sustava su odvojena od procesa plani-ranja mre`e.

    2. METODOLOGIJA EKONOMSKO-TEHNI^KOGPLANIRANJA RAZVOJA PRIJENOSNE [email protected]

    2.1. Op}enito

    Procesom planiranja razvoja prijenosne mre`e nastojise odrediti optimalna struktura mre`e u budu}nostikoja }e zadovoljiti predvi|eni porast potronje i op-tere}enja, te izgradnju novih proizvodnih postrojenja.Sigurno preuzimanje maksimalne snage novih proiz-vodnih postrojenja i osiguravanje sigurne i kvalitetneopskrbe distributivnih i direktnih potroa~a uva`ava-ju}i razli~ita tehni~ka, ekoloka i druga ograni~enja, uzprihvatljive trokove razvoja, cilj su koji kroz procesplaniranja treba rijeiti. Planiranje razvoja prijenosnemre`e potrebno je periodi~ki provoditi budu}i dagradnja jedne velike transformatorske stanice ili viso-konaponskog voda traje vie godina, potrebnih za do-bivanje svih nu`nih dozvola, nabavu materijala, te zasame gra|evinske radove. Trase i prostore za budu}eobjekte prijenosne mre`e potrebno je osigurati vie go-dina unaprijed zbog kompliciranog postupka dobi-vanja svih potrebnih suglasnosti.Zahtjevi koji se postavljaju na razvoj prijenosne mre`e,osiguravanje sigurne opskrbe kvalitetnom elektri~nomenergijom uz to manje trokove, me|usobno susuprotni. Uz male trokove razvoja prijenosne mre`ene}e biti mogu}e ostvariti `eljenu sigurnost opskrbepotroa~a i proizvodnju kvalitetne elektri~ne energije,a uz velike trokove izgradnje `eljena sigurnost op-skrbe i kvaliteta elektri~ne energije bile bi ekonomskineprihvatljive. Ti opre~ni zahtjevi na razvoj prijenosnemre`e uvjetuju koritenje optimizacijskih i simula-cijskih modela, koji planeru pru`aju dovoljnu koli~inuinformacija na osnovu kojih mo`e odrediti po`eljnepravce razvoja prijenosne mre`e. U procesu planiranjanezaobilazno je svakako i iskustvo planera koji moradobro poznavati elektroenergetski sustav u svim njego-

    vim dijelovima (karakteristike proizvodnih postrojenjai potronje, uzroke problema u prolosti, karakteris-tike susjednih sustava i mogu}nosti uvoza ili tranzitaenergije, tendencije razvoja u svijetu i dr).

    2.2. Ulazne elektroenergetske i ekonomske podloge

    To~nost rezultata planiranja, osim o primijenjenoj me-todologiji, umnogome ovisi i o kvaliteti ulaznih poda-taka. Metodologija ekonomsko-tehni~kog planiranjarazvoja prijenosne mre`e zahtijeva veliki broj detaljnihi to pouzdanijih ulaznih podataka koje mo`emo po-dijeliti u sljede}e grupe: Podaci o potronji i optere}enju EES-a Podaci o potrebnoj izgradnji i lokacijama novih pro-

    izvodnih postrojenja Podaci o postoje}oj mre`i i proizvodnim postroje-

    njima Ekonomski parametri.

    2.2.1. Podaci o potronji i optere}enju EES

    Osnovni pokazatelj prema kojemu se predvi|a porastpotronje svih oblika energije, a time i elektri~ne ener-gije, je doma}i proizvod (USD/stanovniku). Makroekonomske analize i planiranja odre|uju rast doma}egproizvoda i njegovu strukturu po pojedinim sektorima(usluge, industrija, poljoprivreda). Uz razli~itepretpostavke o porastu stanovnitva i bilanci radnesnage, o~ekivanom stambenom standardu, razvojuprometa i dr., odre|uje se vie scenarija rasta potronjeenergije i elektri~ne energije po osnovnim sektorimapotronje. Kona~na prognoza potronje elektri~ne e-nergije u planskom razdoblju je zna~ajno ovisna i opretpostavljenom razvoju koritenja ostalih energe-nata koji u nekim oblicima potronje mogu supstitui-rati elektri~nu energiju, poput plina. Na osnovi prijespomenutih pretpostavki i mnotva ulaznih varijablikoje mogu biti vie ili manje pouzdane, odre|uje senekoliko scenarija potronje elektri~ne energije uplanskom razdoblju da bi se odredio raspon o~ekivanihvrijednosti (ni`i, vii, super visoki, referentni).Vrlo bitni podaci za planiranje razvoja prijenosnemre`e povezani su s odre|ivanjem karakteristika po-tronje elektri~ne energije. U tu se svrhu koristerazli~iti programski paketi, a jedan od njih je program-ski paket MAED (Model for Analysis of ElectricityDemand). Rekonstrukcijom krivulje srednjih satnihoptere}enja za baznu godinu i simulacijom razli~itihscenarija, imaju}i u vidu i pretpostavljene mjereupravljanja potronjom i optere}enjem (Demand SideManagement, Load Management), te tarifnom poli-tikom, odre|uju se klju~ni parametri potronje elek-tri~ne energije nu`ni za planiranje EES-a i prijenosnemre`e: faktor optere}enja - Wuk / 8760 Pmax maksimalno optere}enje EES-a po presje~nim godi-

    nama unutar planskoga razdoblja - Pmax

    220

    D. Bajs: Metodologija planiranja razvoja prijenosne mre`e . . . Energija, god. 50 (2001) 4, 219-236

  • minimalno optere}enje EES-a po presje~nim godi-nama unutar planskoga razdoblja - Pmin

    oblik godinjih krivulja trajanja optere}enja popresje~nim godinama unutar planskoga razdoblja.

    Da bi se odredila prostorna raspodjela ukupnog vrnogoptere}enja elektroenergetskog sustava na pojedi

Search related