A VILLAMOSENERGIA-RENDSZER SZABÁLYOZÁSA Tanulmány
A villamosenergia-rendszer fizikai és jogi szabályozása összefügg. Az előbbi ritkán, az utóbbi gyakran módosul. Az illesztés jósága azonban elengedhetetlen, hiszen a nemzetközi és nemzeti célok csak a jó összhanggal teljesíthetők. Közép- és hosszú távra gondolva, le kell írni a várható jó összetartozást – nem bírálva a meglévő szabályokat, inkább segítve az újak kialakítását.
1. Alapok
A váltóáramú villamosenergia-ellátás egyik minőségi jellemzője a frekvencia, amelynek a megváltozása jelzi a fogyasztás (terhelés) és a termelés (teljesítmény) egyensúlyát (1. ábra). Fontos persze a feszültség szabályozása is, de itt ezzel most nem foglalkozunk. Ha a terhelés nő, a frekvencia csökkenését a teljesítmény növelésével lehet megakadályozni. Az egyensúlyt egyaránt be lehet állítani a fogyasztás és a termelés célirányos befolyásolásával egy ún. szinkronzónában.
terhelés
na
n
+
-
szabályozóbeavatkozó
turbina
hajto
tt gé
p
n alapjel
G
na
n
+
-
szabályozó
turbina
gene
ráto
r
alap-jel
Pl. turbófúvó-hajtás vagy
szivattyúhajtásfa
f alapjel
ff-szabályozó
+ -
hálózat
csak biztonsági okokból kell
G
na
n
+
-
szabályozó
turbina
gene
ráto
r
alap-jel
PaP alapjel
PP-szabályozó
+ -
csak biztonsági okokból kell
hálózat
PPP
PI PI
Erőgép (pl. turbina) szabályozása
1. ábra
teljesítmény
szabályozásfogyasztók bekapcsolása
fogy
aszt
ók
kika
pcso
lása
term
elői
kie
sés
a tárolt energia tompító hatása
∆f
Az egyensúlyt tartani kell …
2. ábra
1
Itt azonban fizikai szabályozásról van szó. Egy erőgép (pl. gőzturbina) szabályozása
eltérő lehet attól függően, hogy mi a cél (2. ábra). Lehet fordulatszámot, frekvenciát vagy teljesítményt szabályozni. A szabályozás technikája ismert: az előírt, parancsolt (alapjel) beállított értékének és a ténylegesen mért értéknek a különbsége jelként a szabályozóra vihető, és az a kívánt irányban beavatkozik, változtatja a folyamat ún. módosító közegét (itt a gőzáramot) úgy, hogy a zavarás ellenére a tényadat a parancsolt értékhez igazodjék. Ez a hagyományos értelemben vett, ún. visszacsatolásos megoldás. Nem keverendő ez a szabályozás össze az irányítástechnika többi alapvető részével: pl. a vezérléssel vagy a védelemmel.
Természetesen összetett, bonyolult szabályozás is kialakítható (3. ábra), így esetünkben egy frekvenciairányítású teljesítményszabályozás. Biztonsági okból természetesen az ilyen rendszerhez is tartozik fordulatszám-szabályozás, például induláshoz (vezérelt alapjel-elállítással) vagy a védelemhez. Még az ún. szigetüzemekhez (pl. régen egy 42 Hz-es városi vagy üzemi ellátásoz) is ilyen szabályozásokat használtak.
f alapjel
fa f+ -
3. ábra f-szabályozó
G
na
n
+
-n-szabályozó
turbina generátor
n-alapjel
PaP alapjel
PP-szabályozó
+-
csak biztonsági okokból kell
hálózat
+
P
PI
K * ∆f
P+
Erőgép (pl. turbina) szabályozásaFrekvenciairányítású teljesítményszabályozás
Követelmények: arányos működésű fordulatszám-szabályozó legyen; a teljesítmény (P) és a fordulatszám (n) között állandósult állapotban egyértelműen beállítható összefüggés kell; a szabályozási jelleggörbe beállítása: nagyobb teljesítményhez kisebb fordulatszám tartozzon.
P, MW
n, min-1 Arányosság (statizmus): S = 100.(–∆f/fn) / (∆P/Pn), %
∆f
∆P
Teljesítménynövelés: jelleggörbe-elállítással
ab
P
∆f
primer szabályozási tartalék
fo = alapjel∆fa∆fb
Pmax
Az „a” gép kisebb eltéréssel szabályoz.
A szabályozó beállítása
4. ábra
2
Az erőgépnek olyan szabályozója van, hogy a teljesítmény (P) és a fordulatszám (n) között
állandósult állapotban egyértelműen beállítható az összefüggés. Nagyobb teljesítményhez kisebb fordulatszám tartozik (4. ábra), és egy arányossági jellemző (az ún. statizmus) megszabja a meredekséget (mindez és az alábbiak az UCTE Üzemeltetési Kézikönyve, 2004 szerint értendő).
Azonos fordulatszámon a jelleggörbe elállításával (fel-le tolásával) lehet a teljesítményt módosítani. Nem mindegy, hogy a rendszerben milyen arányosságú gépek dolgoznak, hiszen eltérő módon érzékenyek a termelőegységek a fordulatszám megváltozására.
2. Szinkronzóna szabályozása
Ma már több gép dolgozik együtt több fogyasztó ellátására, hiszen gazdaságossági és
biztonsági okból régen kialakultak már az együttműködő erőművekkel és a villamos hálózattal a villamosenergia-rendszerek, amelyek ún. szinkronzónákba szerveződtek. Ilyen rendszerekben van megfelelő hierarchikus szabályozás. Egy szinkronzónában a frekvencia azonos, és annak névleges értékét (pl. fo=50 Hz) hierarchikus rendszerrel állítják be (5. ábra). Ennek megfelelően van primer, szekunder és tercier szabályozás, valamint időbeállítás. Zavar esetén először a primer szabályozás avatkozik be, majd nem sokkal utána a szekunder is. Ezt segíti ki a tercier (perces) szabályozás. Végül az egész zónában egy helyről helyesbítik a frekvencia alapjelét az időegyeztetés alapján.
rendszer-frekvencia
primerszabályozás
szekunderszabályozás
tercierszabályozás
idő-beállítás
határ
visszacsatolás
helyesbítés
eltérés
hatás
jelzés
jelzés
hatás
eltérés
Szinkronzóna-szabályozás 5. ábra
A szinkronzóna ún. rendszerirányítási tartalékai teszik lehetővé, hogy megfelelő időben, kellő időtartamig el lehessen látni a szinkronzóna irányítási feladatait (6. ábra). Az „azonnal” (<0,1 min) induló primer tartalékot követi a szekunder, majd 10-15 perc alatt kisegíti őket (visszaállítja szabályozási képességüket) a perces tartalék.
Egy egyszerű villamos rendszerben a primer szabályozó – megfelelő kilengés után – új frekvencián beállítja az új egyensúlyt. Mivel a fogyasztás is függ a frekvenciától (a gépek fordulatszámától), ezért az egyensúly az ún. dinamikus frekvencia-eltérés után beáll az ún. kvázistacioner eltérésen (7. ábra). Ennek megengedhető értékei minden zónában elő vannak írva. Innen kell majd a szekunder szabályozással visszatérni a kívánt frekvenciára.
A mai magyar villamosenergia-rendszerre „előírt” primer szabályozási tartalék kereken ± 50 MW (8. ábra), amelyet az UCTE ír elő számunkra (a szinkronzónánk a nettó termelése alapján). Nem olyan nagyon sok ez.
3
Természetesen szinkronzónánkban (például az UCTE-ben) előírnak (9. ábra) bizonyos frekvencia-jellemzőket, megengedhető értékeket. Azt is jelzik, hogy az egyes részrendszer nagysága alapján milyen hálózati teljesítményszámmal (hálózati frekvencia-teljesítmény-jellemzővel, λ) számolhatunk.
0
50
100
0,1 1 10 100 1000
0
50
100
0,1 1 10 100 1000
0
50
100
0,1 1 10 100 1000min
min
min
0,5 min
5 min
15 min
%
%
% primer szabályozás
tartaléka
szekunder szabályozás
tartaléka
tercier szabályozás
tartaléka
Rendszerirányítási tartalékok
6. ábra 60 min
háló
zat f
rekv
enci
ája,
f, H
z
idő, t, s
dinamikus frekvencia-eltérés, ∆fd
kvázistacionerfrekvencia-eltérés, ∆fq
termelőegység (forrás) kiesése
Primer szabályozással új egyensúly új frekvencián
maximum 30 s
A fogyasztás is függ a frekvenciától.
Frekvenciaszabályozás
7. ábra
4
Az i. zóna primer tartaléka ⇒ Pi = Pu.Ci, MPu
Ci = Ei/EuEi
Eu
W ahol: – az egész tömbre (szinkronzónára) előírt primer tartalék,
és az i. zónára a részarány nagysága: ahol: – a saját zóna nettó villamosenergia-termelése,
– az egész tömb (szinkronzóna) nettó villamosenergia-termelése
UCTE 1. szinkronzónára: Pu1 = 3000 MW (2003-ban) UCTE 2. szinkronzónára: Pu2 = 540 MW (2003-ban)
Magyarország szabályozási zónájára (MAVIR) számított: CH = 31,6 TWh / 2392,6 TWh = 0,0132,
ebből: PH = 3540 MW . 0,0132 = 46,8 MW ⇒ 50 MW.
Ajánlott primer tartalék
8. ábra
•névleges frekvencia fo = 50,000 Hz
•megengedett primerszabályozási eltérés ∆f = ± 0,020 Hz•legnagyobb kvázistacioner eltérés ∆fq = ± 0,180 Hz•legnagyobb dinamikus eltérés ∆fd = ± 0,800 Hz•legnagyobb mérési pontatlanság ∆fm = ± 0,010 Hz
Az egész szinkronterületen (az 1. UCTE zónában) a
terhelés önszabályozó képessége (önbeállása) 1%/Hz, ami 1% terhelés-csökkentést jelent a 1 Hz frekvenciacsökkenés esetén.
Hálózati frekvencia-teljesítmény jellemző, teljesítményszám:λu = ∆P/∆f, ∆P
∆f λu1 = 18 000 MW/Hz,
λu2 = 3000 MW/Hz, λH = CH. λu = 0,0132.21000 = 277 ⇒ 300 MW/Hz.
MW/Hz, ahol: egy zavar által kiváltott teljesítmény-változás, a zavar után beálló kvázistacioner frekvenciaeltérés.
az UCTE 1. szinkronzónájában: az UCTE 2. szinkronzónájában:
a MAVIR zónájában:
Frekvenciajellemzők
9. ábra
5
A szekunder szabályozás feladata, hogy visszaszabályozza – a teljesítményegyensúly beállításával – a frekvenciát öt perc alatt az előírt értékre. Itt is vannak átmeneti lengések, de gyors a csillapodás (10. ábra). Nem mindig pontosan 50,000 Hz a beállított érték, hiszen a korábbi eltérésekből eredő időt is ki kell egyenlíteni
háló
zat f
rekv
enci
ája,
f, H
z
idő, t, s
Szekunder szabályozással egyensúly az előírt frekvencián
Ez tehát a valódi fizikai szabályozás a villamosenergia-rendszer szinkronzónájában. Az f-P szabályozással (frekvencia- és teljesítmény-szabályozással) tartják automatikusan a terhelés és a teljesítmény (azaz a fogyasztás és a termelés) kívánt egyensúlyát az előírt frekvencián. Itt már arányos és integráló (PI) szabályozást használnak a maradó eltérés kiküszöbölésére. Megfelelően beállított két generátor-gépegységgel például megfelelő szabályozási tartományok alakíthatók ki – gépenként megfelelő munkaponttal (11. ábra)
termelőegység (forrás) kiesése
eredeti frekvencia
új, előírt frekvencia
maximum 300 s
50,000
49,950
50,050
névleges frekvencia
Frekvencia- és teljesítményszabályozás
– az i. szabályozási zónára ható egységek szabályozási beállítása, alapjele;– az i. szabályozási zóna szekunder szabályozójának arányossága (erősítője);– az i. szabályozási zóna globális szabályozási eltérése; – integrálási konstans
10. ábra
Minden szabályozási zónában kellenek olyan erőművek, amelyeknek van arányos, integráló (PI) szekunder szabá-lyozójuk a következő egyenlet alapján ahhoz, hogy a csere-teljesítmény- és frekvencia-szabályozásban részt vegyenek.
∆Pdi = – β i . Gi – (1/Ti) ∫Gi.dt∆PdiβiGi Ti
M1 M2 M1+M2
+ =munka-
pont munka-pont
PM1 PM2
P M1+
PM
2
munka-pont
szab
ályo
zási
te
ljesí
tmén
y
szabályozási tartalék
szab
ályo
zási
ta
rtom
ány
szab
ályo
zási
ta
rtom
ány
Erőművek a szekunder szabályozásban
11. ábra
igénybe nem vehető
igénybe nem vehető
6
Az ajánlott szekunder szabályozási tartalék nagyságát a szinkronzónánkban (pl. UCTE) egy képlettel határozzák meg a csúcsterhelés függvényében. Ennek megfelelően például nálunk kereken ± 150 MW (12. ábra) szekunder szabályozásra van szükség.
R = (a . Pmax + b2 )½ – b, a = 10 MW b = 150 MW
UCTE ⇒ MW ahol: és
0
50
100
150
200
250
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000Pmax, MW
R, MW
Ajánlott szekunder tartalék 12. ábra
Ha több rendszer – szabályozási tömb vagy szabályozási zóna – kapcsolódik egymáshoz egy szinkronzónán, pl. az UCTE-n belül, akkor már frekvencia- és csereteljesítmény-szabályozásról van szó, hiszen a szabályozási zónák között egyeztetett cserére is mód van, mint arra a következő fejezetben visszatérünk. Természetesen mind a primer, mind a szekunder szabályozásban kétirányú tartalékra van szükség, hiszen a „mérleg” mindkét oldalán lehetnek zavarok, így a frekvencia mindkét irányban kilenghet.
a területi szabályozási hiba, a GG = ∆P + K * ∆f ⇒ min!
∆P = Pmért – Pprog,
K*∆f = K * (fmért – fo),
Pmért
Pprog
Kfmért
fo
K1 = 19 801 MW/Hz
K2 = 3 301 MW/Hz
minimálása.
• teljesítményszabályozási hiba: MW
• frekvenciaszabályozási hiba: MW
– a pillanatnyilag mért teljesítménycsere a zónahatáron, MW– az egyeztetett csereteljesítmény a szomszéd zónával, MW
– a szabályozási zóna szekunder szabályozási tényezője, MW/Hz– a pillanatnyilag mért frekvencia a rendszerben, Hz
– a frekvencia előírt, parancsolt értéke (alapjele) a rendszerben, Hz
• az 1. UCTE szinkronzónában: (2004-re)
• a 2. UCTE szinkronzónában: (2004-re)
Csereteljesítmény-szabályozás 13. ábra
7
Egy adott területen – például egy országban – egy vagy több (nálunk egy, Németországban négy, Ausztriában három) ún. szabályozási zóna (CA) van, tehát nem országhatár-függő a zóna. Ezekben a zónákban alapvető cél a mérleg egyensúlyban tartása, tehát a területi szabályozási hiba (G) minimálása. Ez összeadódhat (13. ábra) a teljesítmény- és a frekvencia-szabályozási hibákból. A cél e hibák minimálása. A frekvenciatényezők (K) mindig kicsit nagyobbak, mint a hálózati teljesítményszámok (λ); pl. az 1. UCTE-szinkronzónában K=19 800 MW/Hz, míg λ=18 000 MW/Hz. Itt kell megjegyezni, hogy jelenleg az 1. UCTE szinkronzónában a primer tartalék ± 3000 MW, de ez nem volt elég pl. a tavalyi olasz kiesés hatásainak előírások szerinti kiegyenlítéséhez. Mielőtt a rendszerek összeköttetésével foglalkoznánk, célszerű megvizsgálni két szomszédos szabályozási zóna közötti cserét (14. ábra) ∆f = 0 (fmért = fo) és ∆P = 0 (Pmért = Pprog)
kiesik egy gépegység:
Pa
G Pa
fo+∆f, ∆f = / λuPa
1. háló
zat
2. háló
zat
∆P12 ∆P1= -λ1*∆f és ∆P2= -λ2*∆f
A 2. rendszer össze van kötve az 1-essel, és a két rendszer úgy működik, hogy közöttük (a példában) nincs egyeztetett csere. De kiesik a 2-ban egy gép, és a közös frekvencia csökken. Működésbe lépnek a primer szabályozók. Ekkor az ábra alapján az 1. rendszerből ennek megfelelő áramlás indul - azonos frekvenciát tartva – a zavarással érintett rendszerbe. A 2. rendszerben kell tehát beavatkozni, hogy az egyeztetett csere (itt nulla) ismét helyreálljon.
Az összekötött rendszerekben tehát a belső kiesésnek megfelelően azonnal külső kisegítés indul meg, de ezt a szekunder szabályozással perceken belül meg kell szüntetni abban a rendszerben, amelyben a zavar létrejött. Az egyensúly azonos frekvencián így létrejön, és mindenki a maga bajának elhárításával törődik. Ameddig tud …
A szekunder szabályozás mielőbbi tehermentesítésében segít azonban a tercier (perces) szabályozás (15. ábra). Üzembe lép például 15 percen belül egy nyílt ciklusú gázturbina. Ezt nem szabályozzák, hanem vezérlik. Miután elérte teljes terhelését, megváltoznak a működő gépek munkapontjai, megnő a szabályozási tartomány, mint azt az ábra jól szemlélteti.
Ez tehát így nem közvetlenül a frekvenciára vagy a teljesítményre hat, de megváltoztatja az együttműködő erőművek terhelési képét. Ez nem igazi szabályozás, ezért itt gyakran nem is beszélnek szabályozásról, hanem csak egyszerűen perces tartalékról (nálunk ezt üzemzavari tartaléknak is hívják), annak igénybe vételéről, vezérlésről (indításról, leállításról). Végül a szinkronzóna szabályozását az időbeállítás zárja le. A pontos órával, pl. az „atomórával” meghatározott, egyeztetett idő és a szinkronidő eltérését helyesbíteni kell, tehát adott helyen be kell állítani az egész zóna frekvenciájának alapjelét úgy, hogy a villamos szinkronidő a lehető legpontosabb legyen. Ezt a feladatot például a mi szinkronzónánkban, az UCTE-ben az órák hazájában, Svájcban látják el (16. ábra). Hosszú távon így szavatolható a névleges frekvencia (fo=50 Hz) tartása. Elvben (és a legtöbbször a gyakorlatban is) minden szinkronzónában van egy ilyen központ.
14. ábra P12 = - P21
Pa
az 1. hálózat jelleggörbéje: G1(∆f)
∆f, frekvencia-eltérés
∆f
a 2. hálózat jelleggörbéje: G2(∆f) az 1. hálózat felől nézvecsere-
teljesítmény-eltérés
K2*∆f
K1*∆fG1= ∆P12 + K1*∆f = ∆P1 + (- ∆P1) = 0G2= ∆P21 + K2*∆f = - ∆P1 + (- ∆P2) = Pa
A 2. hálózatban kell a tartalékot bevetni!
Csereteljesítmény-megváltozás
8
A generátorok munkapontjának automatikus vagy kézi megvál-toztatása a
szekunder tartalék támogatására, a szekunder szabá-
lyozás lehetőségének újbóli megteremtésére 15 percen belül. A szekunder szabályozási tartalék megnövelése egy nem szabályozható generátor (M3), mint perces tartalék, indításával.
M2M1+M2
+ =P M1+
PM
2
munka-pont
szab
ályo
zási
te
ljesí
tmén
y
szabályozási tartalék
szab
ályo
zási
ta
rtom
ány sz
abál
yozá
si
tarto
mán
y
igénybe nem vehető
M1 M3
szab
ály.
te
ljesí
t.
P M1+
P M2 +P
M3
szabályozási tartalék
munka-pont
kezdetimunka-pontok
kezdetimunka-pontok új
munka-pontok
újmunka-pontok
M1 M2 M3
Tercier szabályozás
és az is eltér egymástól.
Az UCTE-ben Laufenburgban (CH) mérik az időt, és az eltérés alapján beállítják minden szabályozási tömb és zóna részére a , az előírt, parancsolt értéket között.
Az elfogadható időeltérés , normál zavarmentes üzemben , nagy hálózati zavarok esetén
Kielégítőnek tartják a frekvencia minőségét, ha egy hónap alatt a mérési intervallumok 90-99%-ában a frekvenciaeltérés 40 mHz-nél kisebb, és
49,99 és 50,01 Hz között van az érték.
Szinkronidő-szabályozás
15. ábra
Ha a szinkronzónában a rendszer frekvenciája eltér a névlegestől (50 Hz), akkor a szinkronidőáltalánosan egyeztetett idő (UTC)
szekunder szabályozás alapjelét49,99 és 50,01 Hz
± 20 s± 30 s ± 60 s.
havonta nyolc napon át
16. ábra
9
3. Irányítási hierarchia
Egy szinkronzóna, pl. az UCTE, lehet elég nagy ahhoz, hogy az irányítási, szabályozási feladatokat részekre osszák, felépítsenek egységes szabályok alapján egy irányítási hierarchiát (17. ábra). A feladatok és felelősségek így kellően összehangolhatók és kioszthatók. A hierarchia szintjeinek a száma lehet kevés, lehet sok. Mi maradjunk a hatnál. Az egész szinkronzónát (1) több részre oszthatják, és így központi szinkronzóna-csoportok (centrum, CC) (2) alakulhatnak ki. Mindegyik csoporthoz több szabályozási tömb (blokk, CB) rendelhető, és minden tömbhöz több szabályozási zóna (terület, CA) (4) tartozhat. A versenypiaci szabályozástól függően aztán minden zónában lehetnek mérlegkörök (5), és ezekhez almérlegkörök (6) is rendelhetők.
Ez magyarázatra szorul. Példa természetesen itt is az UCTE lehet (18. ábra). Az UCTE ma két fő részre oszlik: a már évek óta együtt járó 1. zónára és a jövő évtől csatlakozó 2. zónára. Az első zónát is két részre osztották: az északit Németországból, a délit Svájcból irányítják, míg a 2. zónát Belgrádból. A 2. zóna 2004. október 10-én csatlakozott az UCTE szinkronüzeméhez.
Az északi szinkronzónában több szabályozási tömb van; mi a lengyelek irányította CENTREL-hez tartozunk, és az országunk szabályozási zónát alkot. Több olyan szabályozási zóna is van (pl. Nyugat-Ukrajna, Nyugat-Dánia, a MAGREB-országok és Albánia), akik nem tagjai az UCTE-nek, mégis együtt járnak a szinkronzónával.
Természetesen nem csatlakozhat mindenki egy szinkronzónához, hiszen ennek vannak gazdasági és fizikai határai. Az Európai Unióban például több szinkronzóna van (19. ábra): az EU-15-ben még csak négy volt, az EU-25-ben már hét van, de egész Európában ennek a kétszeresét is meghaladó szinkronzóna lehet – tekintetbe véve a szigeteket.
Ki kell emelni, hogy a politikai vagy gazdasági csoportosulások egészen más alapszabályokat követhetnek, mint a szinkronzónák szerinti együttműködések. Svájc nem tagja az EU-nak, de az UCTE-nek igen, Lettország tagja az EU-nak, de az UCTE-nek nem. Ezért fontos elkülöníteni a politikai alapon kialakult jogi szabályozásokat a fizikai alapokat követő együttműködési szabályoktól.
1
2
3
4
5
6
Szinkronzóna
Szinkron-csoport
Szabályozási tömb
Szabályozási zóna
Mérlegkör
Almérlegkör
UCTEÉszak
CENTREL
Magyarország
Közüzem
Saját ellátás
RWE,Brauweiler
PSE, Varsó
MAVIR, Budapest
MVM, Budapest
Eastern Sugar, Kaba
Irányítási hierarchia
17. ábra
10
Észak
Dél
I
F
SLO
A RO
BG
YU
PLB NL
D
CH
H
CZ SK
P
GRALAL
HR
BIH
DKDK
UKUKNyugatNyugat
CENTRELCENTREL
AL
L
E8 7
4
2
3
MAG
HR
EBM
AGH
REB
=
==
==
szabályozási tömbszabályozási zónanem UCTE-tag
RWE irányít, Brauweiler
ETRANS irányít, Laufenburg
EKC irányít, Belgrád
Megjegyzések:L – ipar B-vel, közüzemi D-velA – a két nyugati szabályozási zóna D-velDK – csak a kontinentális rész (ELTRA-terület)BIH – részben HR-rel, részben az EKC-vel
2. zóna: jelenleg külön(2004. X. 10-ig)
Szabályozási tömbök az UCTE-ben
18. ábra
EU-15-ben: EU-25-ben (többletként):
Európa-50-ben: a fenti 7 szinkronzónán kívül még kb. 5-7 zóna
UCTE-1-Észak Ausztria Belgium Dánia (nyugat) Hollandia Luxemburg Németország Franciaország Olaszország Portugália Spanyolország Görögország
UCTE-1-Dél
UCTE-2NORDEL Dánia (kelet)
Finnország Svédország
UKTSOA* Nagy-BritanniaATSOI* Írország
UCTE-1-Észak Csehország Lengyelország Magyarország Szlovákia
UCTE-1-Dél Szlovénia
UPS/IPS Észtország Lettország Litvánia
CIE* Ciprus
ENEMALTA* Málta
* sziget – szigetüzemmel
Szinkronzónák Európában
19. ábra
11
4. Összekapcsolt rendszerek
A szinkronzónák között váltóáramú villamosenergia-csere nincs, de egyen-áramú van vagy lehet (átalakítókkal, betétekkel, tengeralatti kábelekkel). A villamos energia tehát szállítható az egyik szinkronzónából a másikba.
Természetesen a zónahatárok is változhatnak – időben és térben. Egy területi fogyasztói körzet átkapcsolható egy másik szinkronzónához (szigetüzemi ellátás), vagy az egyik zónában lévő erőmű vezetékrendszere - leszigetelve – a másik zónába is szállíthat villamos energiát (irányüzem). Ne tévesszen meg senkit, hogy Európában mindenütt fo = 50 Hz a névleges frekvencia. Ez még nem jelent összekapcsolhatóságot, hiszen a szabályozási feltételek eltérőek lehetnek. 5. Irányítás „felfelé”
A magyar szabályozási zónát (CA) a MAVIR irányítja Budapestről. Felfelé indulva jön a CENTREL, amely szabályozási tömböt (CB) a lengyel PSE irányítja Varsóból. Ehhez a tömbhöz tartozik még a cseh és a szlovák szabályozási zóna is (20. ábra).
A lengyelek irányította CENTREL-lel az UCTE szinkronzónájának 1., északi csoportjához tartozunk, amelyez a német RWE átviteli hálózati rendszerüzemeltetője irányít Brauweilerből, a központi irányítóból (CC).
A kapcsolatokat az UCTE együttműködési kézikönyve szabja meg. Minden szabályozási zónának és tömbnek teljesíteni kell a cserére vonatozó előírásokat. A zónákban a rendszer irányítóinak (TSO) kell egyensúlyt tartani.
Megszabják, hogy mekkora lehet az eltérés („hiba”) a megegyezett idő (1 óra, ½ vagy ¼ óra) alatt. Így például egy óra alatt legfeljebb ± 20 MWh engedélyezhető nálunk a CA és CB között úgy, hogy egyetlen pillanatban sem nagyobb az eltérés ± 100 MW-nál. Természetesen a CB és CC közötti kapcsolatra is van előírás (pl. az említett két számnak a négyszerese).
Amennyiben nagyobbak a CA-eltérések, úgy azt a CB-nek kell helyesbítenie. Tartós eltérés esetén büntetés járhat (nincs tudomásom róla), de lehet kompenzáció is.
UCTE Észak
CENTREL
Magyar VER
D
PL
H
szabályozási tömb (blokk) = CB
szabályozási zóna (terület) = CA
Varsó
Budapest
Brauweiler
E < 20 MWh/h, G < 100 MWE < 20 E < 20 MWhMWh/h, /h, G < 100 MWG < 100 MW
E < 80 MWh/h, G < 400 MWE < 80 E < 80 MWhMWh/h, /h, G < 400 MWG < 400 MW
koor
diná
ló k
özpo
nt
(cen
trum
) = C
C
elté
rési
hat
árok
Együttműködés „felfelé”
20. ábra
12
A lényeg az, hogy a CA irányítójának a saját szabályozási zónájában az egyeztetett importhoz és exporthoz (tranzithoz) igazodva kell a termelés és a fogyasztás egyensúlyát jelzett menetrend szerint betartania – fedezve természetesen a veszteségeket is (21. ábra) és kielégítve a belső mérlegkörök hibáit. Nem könnyű dolog.
A csereprogramokat az aktuális (D) nap előtt (D-1) kell egyeztetni. Külön a CA-CA kapcsolatban, külön a CA-CB együttműködésben és végül a CB-CC irányításban. Időben eltolva, bejelentéssel és visszaigazolással (jóváhagyással) délután hatig lezajlik minden egyeztetés (22. ábra), az irányítók felkészültek. A számok gépekben vannak.
Természetesen nem lehet minden órára az átlaggal lépcsős függvényt adni az exportra és az importra külön. Megengednek ezért ± 5 perc átmenetet minden ugrásra –
FG
I
E
T F
V
termelés fogyasztás
kivitel
veszteség
behozatalmérés
Egyensúly: T + I – F – E – V = 0Egyeztetve a szomszéd zónákkal: I és E
Idő: 5 s, 15, 30 min, 1 hH-zóna (H-CA)
felelőse:
sok-sok mérlegkör együttese
Egyensúly - szabályozás
21. ábra
egyeztetés lebonyolítás elszámolás
6 12 18 24
Csereprogramok (CAX):1. zónák között (CA-CA)2. zónák és tömb között (CA-CB)3. tömbök és a centrum között (CB-CC)
Megállapodási időtartamok (kétoldalú egyeztetéssel) ½, ¼ vagy 1 órára :• Ha 1 órára, akkor MW-ban a csereteljesítmény átlagos értékét kell megadni.• Ha ½ vagy ¼ órára, akkor a csereteljesítmény MW-jának átlagos értékét három
értékes jeggyel kell megadni.
Minden zónahatárt keresztező metszéknél a csereteljesítményt a
az adott időszakára (órára) meg kell adni.
D-nap
Megjegyzés:Megjegyzés: Mindez az UCTE konzultációs tervezete 2004. május 15-én.
Csereprogram-egyeztetés
22. ábra
13
lefelé vagy felfelé (23. ábra) . Így kialakul egy cseremenetrend minden zóna és tömbhatáron az egyeztetett időintervallumokra (általában egy órára).
Eljön aztán a „D” nap, a mérések napja, és az egyeztetések betartása a feladat. Van tervgörbe (vonalakkal) és ténygörbe (görbékkel). A kettő eltérhet egymástól. Egy időszakaszon, órán belül lehet + és – eltérés. Az eredő, az összeg számít energiában, a pillanatnyi érték teljesítményben (24. ábra).
A mérések alapján aztán a következő nap (D+1) jön az elszámolás, majd később a rendszerirányítók összejövetelein a „leszámolás”. Az egyeztetett terv (ES), a ténylegesen mért (ET) és az ún. virtuális energiaáramok (EVT) alapján kiadódik az „akaratlan” eltérés (UD), tehát a hiba (25. ábra). Bizonyos rendszerkapcsolatokban – például vízerőművekben gazdagabb
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
6 7 8 9 10
10 min
idő, t, h
egyezmény szerintibeállított csere tény
Egyeztetett menetrend
23. ábra
1 óra
++
- - -
menetrend
MW
idő
tény
Megengedhető eltérés a CENTREL-ben a MAVIR-nál:- órás energiában (+ és –):- pillanatnyi terhelésben:
maxmax. 20 . 20 MWhMWh/h/hmaxmax. . ±±
Zónaeltérési határ
100 MW100 MW
24. ábra
14
zónáknál- kompenzációra (COMP) is mód van a következő hét négy munkanapján. Az UCTE egészében természetesen az akaratlan eltérések előjelhelyes összege nulla. A szinkronzóna egyensúlya így rövidebb-hosszabb távon adott.
Az a kérdés ezek után, hogy az egyes szabályozási zónák rendszerirányítói (TSO-k) milyen szabályozási tartalékokat tartsanak, hogyan készüljenek fel a zavarok elhárítására és a menetrendkövetésre. Kell tartalék az automatikus primer és szekunder szabályozáshoz, és kézi (automatikus) perces tartalék is kell. Itt meghatározhatnak időket, sebességeket, feltételeket, amikor a szabályozási energia piacán beszerzésre indulnak. A feltételek az UCTE-ben általában hasonlóak (26. ábra) az igénybevételi időket, a változtatási sebességeket illetően. Egyes helyeken előírják, hogy minden 100 MW-nál nagyobb erőműegységnek részt kell tudni venni a primer szabályozásban. Más előírások vannak hőerőműves rendszerekben, mások a vízerőművekkel kellően ellátottakban, más a már erősen decentralizált zónákban.
Az ábra táblázatában feltüntettük az UCTE német szabályozási tömbjéhez csatolt négy szabályozási zónára és a nyugati dán zónára vonatkozó értékeket – összehasonlítva a magyar rendszerre vonatkoztathatóval.
A primer szabályozási tartalékokat az említett termelési részarányból és a 3000 MW-ból arányosítják, a szekunder szabályozás tartalékát pedig a megadott képletből vezetik le. Általában ± értékek vannak a szekunder szabályozás tartalékainál, de nem mindig. Ez a két szabályozási tartalékot hőerőműves rendszerekben forgó tartalékokkal (üzemben lévő gépekkel) tartják.
A perces tartalék többnyire álló, indulásra kész egység a pozitív irányban, nálunk például nyílt ciklusú gázturbinák, amelyek kézi parancsra indulnak. A negatív irányban természetesen a perces tartalék is „forgó”, hiszen működő erőművek leállításáról van szó.
A pozitív tartalékok nagy termelőegységek kiesésekor lépnek üzembe, így itt számolni kell a rendszerben lévő legnagyobb egység-teljesítőképesség nettó értékével. A perces tartalékok órákig üzemben maradhatnak, szerepük egészen addig tart, míg az órás tartalékukat a kereskedők nem aktiválják a szerződéseik szerint.
Az egyeztetett menetrendet aztán úgy kell követni, hogy mindig legyen elegendő tartalék is a fentiek szerint. Egy adott munkanap (itt példaképpen 2003. szeptember 10-én, szerdára) tervezett – egyenes vonalakkal kialakított – menetrendjét a valós rendszerirányítás az adott napon jól követheti úgy, hogy fel- vagy levezérel, indít vagy leállít gépegységeket, de mindig tart forgó tartalékot a szabályozáshoz (27. ábra). Látató, hogy túl nagy eltérés nincs. Vannak azonban napok, amikor jelezni kell az eltérést (pl. „Korrigált menetrendtől való eltérés az 1. órában –40 MWh/h volt a kisgradiensű rendelkezésre állás miatt”). Ez azonban ritkán fordul elő.
egyeztetés lebonyolítás elszámolás
6 12 18 24
Megjegyzés:Megjegyzés: Mindez az UCTE konzultációs tervezete 2004. május 15-én.
ES – előző nap egyeztetett energiaáram, ET – ténylegesen mért energiaáram a D napon, EVT – virtuális energiaáram, COMP – kompenzációs program (min. 4 nap),
adatcsere CA - CBCA & CB jóváhagyás
CA & CB lezárás, jóváhagyásCC CC25. ábra
UD = ET - (ES + EVT)Időtartamok:
– akaratlan eltérésaz egyeztetés szerint (½, ¼ vagy 1 h)
Elszámolás: MWh alapján
lezárás
UCTE-ben: ∑ UD = 0 !
Energiacsere-elszámolás
15
Amíg egy kézben volt az egész VER, beleértve a rendszerirányítást is, addig túl nagy gond nem volt, mivel a saját tulajdonú berendezéseket irányították a növekményköltség szerint. Aztán az áramdíjak átvették a szerepet, de még mindig optimálni tudta az MVM a rendszertermelést, a menetrend tartását (más kérdés, hogy mikor és mennyi tartalék volt a szabályok szerint). Az ún. optimális teherelosztáshoz is meg kellett becsülni a következő napi menetrendet (terhelési görbét), és a másnap üzembiztosan rendelkező teljesítőképességek (ÜIT) alapján az energia ára alapján vásárolta az MVM a megfelelő géptől a villanyt (28. ábra).
Rendszerszabályozási tartalékok
ajánlattalajánlattalBT >100 MWBeépítési követelmény a gépeknél-± 2 %/min-Teljesítményváltoztatási sebesség-±30 MW±2% (±2 MW)Szabályozási sáv minimuma/gép
+ 670 / - 200± 100± 35ELTRA (dán-UCTE) (2004), MW± 780± 580± 150Wattenfall Europe (2003), MW
+ 510 / - 330+ 720 / - 390± 75EnBW Trasportnetz (2003), MW+ 1100 / - 400+ 800 / - 400± 190E.ON Netz (2003), MW+ 780 / - 620± 1050± 320RWE Net (2003), MW+ 450 / - 150± 150± 50MAVIR (javaslat 2005-re), MW
álló (forgó)forgó (álló)forgóA tartalék jellege: hőerőgép (víz)5 – 15 – (120) 1800,5 – 5 – 600,01 – 0,5 – 15Idő: kezd – teljes – vége, min
Tercier (perces kézi) tartalék
Szekunder szabályozási
Primer szabályozási
ajánlattalajánlattalBT >100 MWBeépítési követelmény a gépeknél-± 2 %/min-Teljesítményváltoztatási sebesség-±30 MW±2% (±2 MW)Szabályozási sáv minimuma/gép
+ 670 / - 200± 100± 35ELTRA (dán-UCTE) (2004), MW± 780± 580± 150Wattenfall Europe (2003), MW
+ 510 / - 330+ 720 / - 390± 75EnBW Trasportnetz (2003), MW+ 1100 / - 400+ 800 / - 400± 190E.ON Netz (2003), MW+ 780 / - 620± 1050± 320RWE Net (2003), MW+ 450 / - 150± 150± 50MAVIR (javaslat 2005-re), MW
álló (forgó)forgó (álló)forgóA tartalék jellege: hőerőgép (víz)5 – 15 – (120) 1800,5 – 5 – 600,01 – 0,5 – 15Idő: kezd – teljes – vége, min
Tercier (perces kézi) tartalék
Szekunder szabályozási
Primer szabályozási
az UCTE-ben ⇒ H-zónában, 4 D-zónában, Dániában
26. ábra
Példa: 2003. szeptember 10. Szerda
tényleges rendszerterhelés
menetrend szerinti rendszerterhelés
forgóteljesítmény-határ
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
5500
5100
4700
4300
3900
3500
MW
óra / nap
Menetrendkövetés
27. ábra
16
Például a megújuló forrásokból eredő villamos energiát kell „először” átvenni, majd az atomerőműben termeltet. Ha az import is olcsó, akkor ezután ő következik, majd jönnek az egyre drágább szénerőművek, végül a legdrágább tüzelőanyagokból előállított villany. Tartalék még így is marad. Ezt a gazdaságos teherelosztást mindenki értette, legfeljebb az áramdíjak hatósági megállapítása okozott gondot.
A következő napra mindig lehetett előre jelezni a menetrend várható módosulásait – tekintetbe véve az időjárás alakulását (29. ábra). A napi menetrendhez meg kellett határozni a legkisebb és a legnagyobb terhelések alapján az üzemelő, indítandó és leállítandó gépek számát. Mindig volt felfelé és lefelé is forgó tartalék a primer és a szekunder szabályozáshoz. Volt álló pozitív és forgó negatív perces tartalék is a rendszerben.
Optimális teherkiosztás a menetrendhez
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 6 12 18 240
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 6 12 18 24
ÜIT= 7500 MW
Po = 5800 MWTERV TÉNY
áramdíj, Ft/kWh
perces tartalék
olaj
-és
gázt
üzel
ések
szén
tüze
lése
kim
port
atom
kötelező
P = 5697 MW
kötelező átvétel
atomerőműből
importból
szénből
gázbólszabályozó
Menetrendkészítés - régen
28. ábra
3000
4000
5000
6000
7000
0 6 12 18 24
menetrend forgó maximumforgó+perces forgó minimumforgó-perces
indítás indítás leállítás
MW
Menetrend - tartalékokkal
29. ábra
17
Elvben és a gyakorlatban ma is így kellene ennek történnie. De jött a magánosítás és a „szabaddá tevés”, az új törvény a csatlakozó jogi szabályokkal. Ezek ismertek, erre nem kell kitérni.
Meg kell azonban említeni, hogy ma a Kereskedelmi Szabályzat (KSZ) a mértékadó a részekre bomlott rendszer szabályozásához és a menetrend tartásához előírt parancskövetéshez. Itt is vannak szerződések, előző napi előkészítések (30. ábra). Az adott nap folyamatai is rögzített „szabályozás” címmel, és a következő napon itt is az elszámolás következik. És a rendszer ma is működik. Rögzített az is, hogy a szerződött termelőkkel miképp kell a negyedórás időszakokban a szükséges teljesítményváltozások parancsait követni (31. ábra). Erről sem kell itt újat mondani.
fél évvel előtte
előző napon adott napon később
alapmenetrendérvényes
menetrend, mérés
szekunder szabályozás,
parancskövetés
nem elfogadott
sebességre, ± MW/min
parancskövetésre,fel, + , Ft/kWhrendelkezésre,fel, + , Ft/MWlekötésre,fel, + , MW
parancskövetésre,le, - , Ft/kWh
rendelkezésre,le, - , Ft/MWlekötésre,le, - , MW
ajánlott értékek:
igénybe vehető,fel, + , MW
tervezett rendelkezésre állási idő, fel, + , óra
igénybe vehető,le, - , MW
tervezett rendelkezésre állási idő, le, - , óra
tényleges rendelkezésre állási idő, le, - , óra
tényleges rendelkezésre állási idő, fel, + , óra
mérlegkör-elszámolás
parancskövetés díja fel, +, Ft
parancskövetés díja le, -, Ft
rendelkezésre állás díja fel, +, Ft
rendelkezésre állás díja le, -, Ft
30. ábra
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 min
MW
T1
T2 T3
kilépett jelzés
késleltetés
kizárás
távparancs
elvi parancskövetés
tűrési sáv
elszámolási időtartamteljesítménynövelési időtartam
szük
sége
s te
ljesí
tmén
ynöv
elés
tényleges teljesítmény
Parancskövetés – menetrend tartásakor
31. ábra
18
Azt azonban hangsúlyozni kell, hogy más a fizikai értelemben vett irányítás, a vezérlés (parancs az indulásra, a leállásra, a teljesítmény növelésére és csökkentésére), tehát maga a menetrendkövetés, mint a fizikai, automatikus szabályozás a lekötött szabályozási tartalékok (primer, szekunder) felhasználásával és az üzemzavari (tercier, perces) tartalékok kézi igénybevételének vezérlése. A primer (± 50 MW) és szekunder (± 150 MW) szabályozási tartalékok nem menetrendkövetést szolgálnak, a szabályozási energia piacán ezeket nem ilyen célból szerzik be. A perces tartalék vezérelt igénybevétele (ezért nem hívják ezt szabályozásnak) azonban módosíthatja az üzemelő forgó teljesítőképességet, de ezt sem a menetrend követésekor használják (normál üzemben).
6. Irányítás „lefelé”
Az EU-hoz vagy az UCTE-hez tartozó országokban a „belső” irányításnak gyakran adnak politikai és fizikai feltételeket. Kialakulnak az ún. működési modellek, amelyek arra szolgálnak, hogy a fizikai szabályokkal együtt a kívánt politikai célok is teljesüljenek a jogi szabályozás szerint.
Egy szabályozási zóna belső irányítása ilyen modelleket követ. Ne foglalkozzunk most a magyar „kettős piac” modelljével, mely középtávon megváltozhat, de tekintsük a választott ún. mérlegkörös modellt, várható jövőjét közép- és hosszú távon (32. ábra)!
A szabályozási zónában a fogyasztók ilyen mérlegkörökhöz taroznak, amelynek van egy felelőse, az ún. mérlegkörfelelős (többnyire egy kereskedője), aki gondoskodik a fogyasztókörének ellátásáról – olcsó és biztonságos forrásokat keresve – saját célfüggvényt követve.
Nem földrajzilag, hanem mérésekkel körülhatárolt fogyasztói és termelői körről van itt szó, ahol ismét az egyensúly, a mérlegkiegyenlítés a lényeg. A mérlegkörfelelős gazdasági érdeke, hogy a lehető legkisebb kiegyenlítési energia beszerzése a rendszerirányítótól (33. ábra).
A kereskedő mérlegkörfelelős tehát ellátja fogyasztót, szerződésekkel beszerzi a szükséges energiát (leköti a megfelelőnek ítélt teljesítőképességeket), és saját célfüggvényeket követ, amelyek elsősorban gazdaságiak. Sok mérlegkör lehet (van) egy szabályozási zónában (nálunk most 18, Ausztriában kb. 80, Németországban több mint 400), és minden mérlegkörhöz más fogyasztói csoport tartozhat (34. ábra).
Vannak ún. zsinórfogyasztók, akik közel állandó napi terhelést adnak, és vannak naponta erősen változó igénnyel jelentkezők. A mérlegkör felelőse igazodik a fogyasztóinak
Pl.. MAVIR
Pl.: MVM
szabályozási zóna (terület) = CA
mérlegkörfelelős
saját termelő
rendszerirányító
mérlegkör = MK
almérlegkör = AMKszab
ályo
zási
ene
rgia
pi
aca
(rend
szer
-irá
nyítá
si ta
rtal
ékok
)
CB
órás
(hid
eg)
tart
alék
ok
piac
a
primer
szekunder
(perces)tercier
kiegyenlítés
egyeztetés
Együttműködés „lefelé”
32. ábra
19
igényeihez: leköt alaperőműves forrásokat, változó terheléshez jól igazodókat, és a biztonság érdekében tartalékot is (ezt nevezik gyakran órás vagy hideg tartaléknak is). A cél, hogy a fogyasztók meg legyenek elégedve.
A mérlegkörfelelősök azonban nem irányítanak erőműveket. Jelzik a forrásaikat és jelzik a várható igényeiket a rendszerirányítónak (35. ábra). Egyeztetett szerződések alapján kapcsolatban állhatnak más mérlegkörökkel (vétel és eladás). Ami pedig a legnagyobb gondot okozhatja az a „kötelező átvétel” a megújuló forrásokkal és a kapcsoltan termelő kiserőművekből (vagy később a kvótás rendszer a zöld és kék bizonyítványokkal). E gond megoldására itt nem lehet kitérni.
A kapcsolódó „külsőkkel” való egyeztetés vagy becslés után meg kell adni az előző napon (D-1) a tervezett mérlegköri menetrendet – negyedórás időszakokra – a rendszerirányítónak a következő napra (D). A cél az, hogy a fogyasztási menetrendet a lehető legnagyobb pontossággal adják meg.
FG
I
K
FT
V
Rendszerirányító mérlegkör
E
termelők fogyasztókveszteség
egyeztetett csere más mérlegkörökkel
kiegyenlítés
Egyensúly: T + I – F – E – V ± K = 0Gazdasági célfüggvény: ⏐K⏐⇒ min!
mérés
pl. közüzemi, felelős: MVM
Egyensúly - kereskedelmi
33. ábra
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
0
25
50
75
100
0 6 12 18 24
Menetrend Forrás
Mérlegkörök a szabályozási zónában
34. ábra
20
Természetesen nem lehet soha pontosan előre jelezni még egy napra sem. Eltérés minden mérlegkörben lesz, és mivel nagyon sok mérlegkör van egy szabályozási zónában, a rendszerirányítónak sok mérlegkört kell kiegyenlíteni. Ösztönzést kell adni tehát a lehető legjobb kiegyenlítésre. Erre szolgál a kiegyenlítési energia ára.
A mérlegkör felelőse, a kereskedő vehet és eladhat a rendszerirányítónak. Ha vesz, akkor ez sokba kerül, vannak határok is (pl. 5% ), amely felett még többe. Ha pedig elad, akkor nem kap ért semmit vagy csak nagyon keveset (36. ábra). A kiegyenlítés a mérlegkörök felé „csak” egy mérésen és elszámoláson alapuló rendszer, amelyben gazdasági érdekeltség teremthető. A sok mérlegkör egyidejű, eredő kiegyenlítéséhez szerez be aztán a rendszerirányító szabályozási energiát a piacon.
Rendszerirányító
GGG
G GX mérlegkör Y mérlegkörmegújuló kapcsolt
termelők fogyasztók
kötelező, kvótaegyeztetett vétel egyeztetett eladás
mérlegkörfelelősmérlegkör
∑T ∑F
A B C D
τ = idő, ¼ hTervezet (D-1):
Tény (D):To(τ) = Fo(τ) – CSo(τ)
T(τ) = F(τ) – CS(τ) |K(τ)| =|(T(τ) – To(τ))| ⇒ min! Kiegyenlítés:
menetrend célfüggvény
Mérlegkörfelelősi feladatok
35. ábra
Egyeztetés a külsőkkel: CS(τ) = A(τ) + B(τ) + C(τ) – D(τ)
¼ h¼ h ¼ htervezett menetrend (To) tényleges teljesítmény
tervezett átlag tényleges átlag
¼ h¼ h
terv nagyobb (kör „elad”)
tény nagyobb (kör „vesz”)
K+
-
τ
K,%
0
Érdemes megállni egy kicsit, hogy a tényekről ismereteket közvetítsünk. Egy hétköznapi menetrend-előrejelzés és a jelzettől való eltérés egy magyar mérlegkörnél (37. ábra) jól jellemzi a helyzetet. Egy nap van 96 negyedóra, minden negyedórának van egy fogyasztása – kWh-ban –előre jelzett és mért értékekkel. A negyedórás átlag persze MW-ban
k, €cent/kWh
0
10
15
5
20
10 20 30-5
a kiegyenlítő energia ára
MW
Menetrend-kiegyenlítés
36. ábra
21
is megadható, az időtengely pedig órában is skálázható, hogy a görbék alatti terület energiát jelentsen. Az ábrában jól látható, hogy a mérlegkörfelelős nem jelezte pontosan előre a fogyasztóinak várható együttes igényét, mert – szinte az egész nap alatt – többet igényelt a jelzettnél. Számolt azzal, hogy kiegyenlítő energiát kap a rendszerirányítótól. Amennyiben ezt 8-11 Ft/kWh-ért kapja, akkor talán jobban is jár, mintha saját forrásokból szerezné be az igényét, mintha pontosabban jelezné előre a várható igényeket. Amennyiben a kiegyenlítő energia ára nem elég ösztönző, hanem az ún. le- vagy felszabályozási költségekhez igazítják, akkor a kereskedő nem sokat
62 000
64 000
66 000
68 000
70 000
72 000
74 000
76 000
78 000
80 000
82 000
84 000
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93
negyedóra
kWh
TényMenetrend
MAVIR – Bertalan Zsolt
kiegyenlítő energia
0 6 12 18 24idő, óra
280
320
300
MW
260
egy mérlegkör munkanaponegy mérlegkör munkanapon
Fogyasztás-előrejelzés
22
37. ábra
foglalkozik a várható igények pontosabb jelzésével, hanem alábecsül, és kiegyenlítő energiát vesz. A modell tehát nem jól működik, a kereskedő nem sokat kockáztat. Nagyon sok áramkereskedő van már az EU-25-ben, különösen azokban az országokban, ahol hamar kinyitották a piacot (38. ábra). Már középtávon jelentősen megnövekedhet az áramkereskedők száma, megjelenhetnek az áramtőzsdék a valódi piaci ár jelzésére (az óvatosabbaknál a „szervezett piacok” a spekuláció elkerülése érdekében), tehát a kereskedés jelentős szerephez juthat a teherelosztásban, a legjobb források megszerzésében, a legtöbb fogyasztó megszerzésében. Mindezt bonyolítja az EU belső piacának megnyitása úgy, hogy kapcsolatban maradhatunk olcsó keleti, bár szennyező forrásokkal is.
38. ábra
3148ÖSSZESEN67Franciaország1Málta68Szlovénia1Lettország69Spanyolország1Ciprus85Szlovákia6Írország87Észtország8Portugália91Nagy-Britannia
11Görögország100Finnország12Luxemburg127Svédország15Magyarország144Ausztria17Belgium212Olaszország21Litvánia396Csehország36Hollandia475Lengyelország48Dánia1050Németország
KereskedőOrszágKereskedőOrszág
3148ÖSSZESEN67Franciaország1Málta68Szlovénia1Lettország69Spanyolország1Ciprus85Szlovákia6Írország87Észtország8Portugália91Nagy-Britannia
11Görögország100Finnország12Luxemburg127Svédország15Magyarország144Ausztria17Belgium212Olaszország21Litvánia396Csehország36Hollandia475Lengyelország48Dánia1050Németország
KereskedőOrszágKereskedőOrszág
VGB PowerTech 5/2004. p. 14.
Áramkereskedők az EU-25-ben
A kereskedői célfüggvény viszonylag egyszerű: a maximális haszon. A hálózat használatán nem lehet nyerni, hiszen a szállítás monopólium marad (39. ábra). Lehetőség van azonban az árambeszerzés befolyásolására, tehát a bel- és külföldi termelői források kiválasztására. Még több lehetőséget ad a marketing, a piacszerzés a biztonság és egyéb előnyök hangoztatásával. A kis-, közepes és nagyfogyasztók persze eltérő módon befolyásolhatják a költségtömbök rugalmasságát, de a legnagyobb tétel mindenképpen az árambeszerzés marad.
36 10 11 15
45 1712 16
111
28
8 25
1
átlagos nagy közepes kis
Forgalom: 100% 30% 30% 40%
villamosenergia-fogyasztók
nyereség
a kö
ltség
töm
b be
foly
ásol
ható
sága lehet
alig lehet
nem lehet
hálózat-használati díj
áram-beszerzés költségei
értékesítés, marketing, elszámolás
et 2004, 1/2
Áramkereskedők érdekeltsége
39. ábra
Ki kell térni az egyre terjedő decentralizált ellátásra és a terjedő saját termelésre is (40. ábra). A technikai fejlődése itt már lehetővé tette a politikai akaratok teljesítését. Van már olyan ország, ahol a villamosenergia-ellátás 50%-ban decentralizált. Nálunk még a kiserőművek termelési részaránya alig 7%, de hamarosan ez is megugorhat.
G
220 - 400 kV
120 kV
10 - 20 kV
0,4 kV
200 - 500 MW
50-200 MW
1- 50 MW
< 1 MW
G G
G
decentralizált termelés
központi termelés
kisfogyasztók
saját termelés
saját termelés
nagyfogyasztók
GGG
G
G G G
GG G
elosztó-hálózat
elosztott vagy beágyazott (fogyasztókhoz közeli) termelés
Központi és elosztott termelés
40. ábra
A kiserőművek (gázmotorok, gázturbinák, mikro-, midi- és mini-turbinák, tüzelőanyag-elemek, Stirling-motorok) a kisebb fogyasztóknál már saját ellátást, saját termelést tesznek
23
lehetővé úgy, hogy azért a saját célú hálózat kapcsolódik a közcélúhoz, tehát a frekvencia- és feszültségtartásban a saját termelők nem vesznek részt (ha csak nem alakítanak ki teljes szigetüzemet). A saját termeléssel aztán nagyon sok lehetőség adódik – természetesen a saját célok alapján: teljes ellátás, teljes vásárlás, részleges vásárlás, időszakos vásárlás (rövid kieséseknél) és eladás a saját igény kielégítésén felül. Mindezen lehetőségekhez (41. ábra) irányítási, tartaléktartási, vezérlési feladatok tartoznak. A saját erőművekre pedig ki fognak terjedni az 1-100 kW közötti termelési szabályok, melyekkel a mai magyar jogrend nem foglalkozik. 120 kV
10 kV
0,4 kVCCGT
megújuló
0,1÷50 MW
földgázföldgáz
0 12 24 0 12 24 0 12 24 0 12 24 0 12 24
saját igény kielégítésére
összes igény vásárlással
átmeneti vásárlás
a többlet-termelés eladása
saját igényre szabályozott
termelés
nem üzemelő saját erőművek,
kényszervétel
részlegesen terhelhető saját
erőművek
kis időre kiesett saját termelés, tartalékvétel
kedvező feltétel a többlettermeléshez,
értékesítés
Mostanában:• gőzturbinák,
• gázturbinák,
• gázmotorok
Mostanában:Mostanában:• gőzturbinák,
• gázturbinák,
• gázmotorok
Távlatban:• napelemek,
• mikro-gázturbinák,
• tüzelőanyag-elemek
Távlatban:Távlatban:• napelemek,
• mikro-gázturbinák,
• tüzelőanyag-elemek
részben vétel, részben saját
termelés
GG
saját igény saját igényvásárlás
vásárlás
eladás
saját igénysaját igény vá
sárlá
s
közcélú hálózat sajátcélú hálózat
Saját termelés
41. ábra
A saját – kis- vagy törpeerőműves – termelők ezen kívül szinte teljes egészében kapcsolt termelésűek és gyakran megújuló forrásokat is használnak, és ezekre társadalmi, politikai célokból ösztönzések vonatkozhatnak – gazdasági jelzésekkel. Nem tekinthetünk el tehát a saját termelő kapcsolódásától, a kiserőművek hatásától sem. Az új jogrend kialakításakor a decentralizált rendszer (elosztott vagy fogyasztókhoz közeli termelés) létét éppen úgy tekintetbe kell venni, mint a saját termelést, a fogyasztó saját célfüggvényét (42. ábra).
GGG
„B” kereskedő (mérlegkör)
„A” kereskedő (mérlegkör)
„C” kereskedő (mérlegkör)
saját termelő saját fogyasztóval saját termelő saját fogyasztóval ((almérlegköralmérlegkör))
értékesítés menetrenddelvásárlás
menetrenddel
szerződés tartalékra
Célfüggvény: maximális biztonság és hosszú távú nyereség
Például: olajfinomító, vegyi üzem, cukorgyár, kórház, bevásárló központ
kereskedők (mérlegkörfelelősök)
Saját termelő kapcsolódása 42. ábra
24
Nem cél itt a megoldás lehetőségeinek a bemutatása, elegendő a figyelem felhívása. A szabályozási zónában a teljesen szabad piacon saját célfüggvények szerint tevékenykedő szereplők együttműködésének jogi szabályozásakor a fizikai szabályoknak még akkor is érvényesülniük kell, ha a legszélesebb körű decentralizálást tűzik célul. A „lefelé” való együttműködés szabályai nagyon fontosak. 7. Erőművek szabályozása
A villamosenergia-rendszer szabályozásának elemzését a termelők irányításával kell befejezni. Az erőművekkel szabályoznak általában, nem a fogyasztókkal, bár velük is lehet. A fogyasztói befolyásolásra (DSM) azonban itt nem lehet kitérni, az túl messzire vezetne.
Alapvető annak lerögzítése, hogy minden erőműegység szabályozható, csak ennek vannak korlátjai, feltételei és eltérő érdekeltségei. Minden gépegységet szabályoznak, mindegyiknek van valami szabályozási lehetősége. A legtöbb megújuló forrással működő erőművet csak „lefelé” lehet szabályozni. Az ellennyomású erőműegységeket a hőkiadásra szabályozzák, de a hőt lehet tárolni, a villanyt nem, ezért gyakran hőtárolókkal teszik a kapcsolt termelést szabályozhatóvá a villamos oldalon.
Célszerű a villamos rendszer tekintetében négy erőműtípust megkülönböztetni (43. ábra): 1. szabályozható, 2. irányítható, 3. kényszermenetrendes és 4. tartalék
erőműegységeket. A szabályozható egység villamos teljesítménye szabadon beállítható a pillanatnyi
maximum (teljesítőképesség) és a minimum között (44. ábra). A legtöbb nagyerőmű ilyen. Az üzemi tartomány felett és alatt azonban van egy szabályozási tartalék is a primer vagy a szekunder tartalékhoz. Az üzemi tartományban előírnak ± %/min terhelésváltoztatási sebességet, amelynek értéke kis változási tartományokban sokkal nagyobb lehet a normál értéknél (a szabályozási tartalék területén). Menetrendkövetésre rendelkezésre áll az üzemi tartomány, amely akkor kedvezően nagy, ha a tartós minimális terhelés elég alacsony (pl. 25%). Ilyen gépegységek nélkül hőerőműves rendszerekben igen nehéz a menetrend követése, a forgó tartalékok tartása. Ezek legtöbbször szénhidrogén-tüzelésű blokkok, de lehetnek széntüzelésűek is. Szabályozható Irányítható Kényszerű TartaléSzabályozható Irányítható Kényszerű Tartalékk
igén
ybe
vehe
tő
igén
ybe
vehe
tő
igén
ybe
vehe
tő
igén
ybe
vehe
tő
üzem
i
üzem
i
tarta
lék
tartalék
min
. min
.
min
.tény tény té
ny
tény
=0
menetrendtartó alaperőmű pl. megújuló hideg tartalék
MW
idő
MW
idő
MW
idő
MW
idő
kapcsolt termelés
szélerőmű
perces
órás
atomerőműszénhidrogén-tüzelésű erőmű
szabályzáshozesetleges
visszaterheléshőmérséklet-és szélfüggés
indításparancs
gázturbina
gőztu
rbina
Alapvető erőműtípusok
43. ábra
25
beép
ített
telje
sítő
képe
sség
-ne
ttó
max
imál
is te
ljesí
tőké
pess
ég -
nettó
min
imál
ista
rtós
telje
sítő
képe
sség
-ne
ttó
teljesítőképességek, MW
üzem
i tar
tom
ány
alsó szabályozási határ
felső szabályozási határ
megengedhető terhelésváltoztatási
sebességek
szabályozási tartalék
szabályozási tartalék
menetrend-követés
igén
ybe
vehe
tő te
ljesí
tőké
pess
ég -
nettó
Szabályozható erőműegység
44. ábra
Az irányítható erőműegységeket korlátozott mértékben lehet szabályozni. Ezek azok az alaperőművek, amelyeket nagy kihasználásra méreteztek, és nem érdemes őket kis terhelésen járatni (atomerőműves, lignittüzelésű és egyéb blokkok). Itt általában a visszaterhelés jön szóba a normál vezérlés (indítás, leállítás) mellett. A gyártók sokszor előírják a visszaterhelhetőség megengedhető mértékét, sebességét, gyakoriságát.
A kényszermenetrendes erőműegységek legnagyobb villamos teljesítménye valamely olyan külső feltételtől függ, amely kívül esik a villamos rendszer érdekkörén. A megújuló források változó kínálata szabja meg például a szél-, a nap- és a folyami vízerőművek legnagyobb teljesítményét. Ellennyomású kapcsolt termelésben pedig a hőigény. Az adottságoktól függő maximumtól persze „lefelé” itt is el lehet térni, legfeljebb nem érdemes. Legtöbbször azonban az ilyen erőművek rugalmassága is megnövelhető (pl. hő- vagy víztárolással).
Vannak eleve tartalékként épített erőművek, amelyeket csak vezérelnek: indítanak és leállítanak. Szabályozásra azért mód lehetne ezeknél is, csak a feltételek ezt nem teszik célszerűvé.
Nézzük meg a néhány magyar nagyerőmű jellemzőit (45. ábra) - minimális, névleges és maximális teljesítőképességűket, a blokkszámot, az átlagos terhelésváltoztatási sebességet és egy blokk éves indításának számát!
A paksi és a mátrai blokkok kimondottan alaperőműves, irányítható egységek, amelyeket célszerű teljes terhelésen üzemeltetni (áramdíjuk viszonylag kicsi).
Kimondottan jól szabályozható egység kevés van ma rendszerünkben: a) a tíz dunamenti és tiszai 215 MW-os blokk; b) a csepeli CCGT-egység és c) néhány régi szénerőműves kisblokk, amelyek hamarosan leállnak.
Korlátozott mértékben szabályozhatók a dunamenti, az újpesti, a kispesti, (2005-től) a kelenföldi és a debreceni CCGT egységek a hőkiadási feladatok ellátása miatt.
A nyílt ciklusú gázturbinás blokkok pozitív perces (üzemzavari) tartalékok. Kényszermenetrendes egységeink zöme a kiserőmű kategóriába esik, és ma többnyire
kötelező átvenni a termelésüket. Ma nincsenek hő- vagy víztárolós kiserőműveink, a kapcsolt termelés irányításában a hő játszik meghatározó szerepet. Semmi ösztönző sincs arra, hogy az ilyen blokkok részt vegyenek a szabályozásban vagy a menetrend követésében.
26
hőkiadás***15-20-± 21200190100Kelenföld
gőzkiadás**10-20-± 22210200120Duna G1 & G2
alaperőmű20-30-- 2321521290Mátra nagyok
alaperőmű*5-10-- 24480470320Paks
± 5± 5± 2± 2± 2± 2
± 2± 2,5
- 2
± 2,5
normálSebesség, %/min
db/a/blokkgyorsdbmax.névlegmin.
+perces tart.50-80± 10212512080Litér, Sajószöged
+perces tart.50-80± 101175170120LőrinciV. géppel20-30± 51606030Pécs
szabályozó20-30± 52605530Tiszapalkonyaszabályozó20-30± 54606030Oroszlány
hőkiadás***15-20-11109560Debrecen DKCE
hőkiadás***15-20-212011050Újpest, Kispest
hőkiadással25-50± 51400390150Csepel, CCGT
alaperőmű20-30-210010060Mátra kicsik
szabályozó25-50± 51022021550Duna F & Tisza
Megjegy-zések
IndításBlokkTeljesítőképesség, MWErőmű
hőkiadás***15-20-± 21200190100Kelenföld
gőzkiadás**10-20-± 22210200120Duna G1 & G2
alaperőmű20-30-- 2321521290Mátra nagyok
alaperőmű*5-10-- 24480470320Paks
± 5± 5± 2± 2± 2± 2
± 2± 2,5
- 2
± 2,5
normálSebesség, %/min
db/a/blokkgyorsdbmax.névlegmin.
+perces tart.50-80± 10212512080Litér, Sajószöged
+perces tart.50-80± 101175170120LőrinciV. géppel20-30± 51606030Pécs
szabályozó20-30± 52605530Tiszapalkonyaszabályozó20-30± 54606030Oroszlány
hőkiadás***15-20-11109560Debrecen DKCE
hőkiadás***15-20-212011050Újpest, Kispest
hőkiadással25-50± 51400390150Csepel, CCGT
alaperőmű20-30-210010060Mátra kicsik
szabályozó25-50± 51022021550Duna F & Tisza
Megjegy-zések
IndításBlokkTeljesítőképesség, MWErőmű
(2005-re felvett adatok a nagyerőművekre)
* hetente egyszer max. 150 MW; ** gőzkiadástól függően; *** hőkiadástól függőenMegjegyzések:
Irányítható magyar erőművek 45. ábra
Meg kell nézni a tapasztalatok alapján az irányítható nagyerőművek idő és energia szerinti rendelkezésre állási mutatószámait, a tényleges indítási számokat is (46. ábra) ahhoz, hogy az erőműveinket a rendszer egészének szabályozhatósága tekintetében megítéljük.
szabályozó86,0 / 86,017,501056Dunamenti „F” rész
hőkiadás82,8 / 66,511,40575Kelenföld
gőzkiadás91,7 / 83,813,75554Duna G1 & G2
alaperőmű90,0 / 85,514,67443Mátra nagyok
alaperőmű71,6 / 70,54,75194Paksi Atomerőmű
18 - 15276743
11812
89108
55
81
összesIndítási szám
egy blokkdb
+ perces tart.41,9/30,1 – 98,5/10018 - 151 - 1Litér - Sajószöged+ perces tart.98,0 / 86,927,001Lőrincihőkiadással70,1 / 55,722,333Pécsszabályozónincs adat14,333Tiszapalkonya
szabályozó72,1 / 64,429,504Oroszlány
hőkiadás89,9 / 88,812,001Debrecen DKCE
hőkiadás91,9 / 89,189,001Újpesthőkiadással98,4 / 98,436,003Csepel, CCGT
alaperőmű81,5 / 71,027,502Mátra kicsik (100 MW)
szabályozó72,1 / 64,620,254Tisza II. Erőmű
MegjegyzésRendelkezésre állás, % időre / energiára
BlokkErőmű
szabályozó86,0 / 86,017,501056Dunamenti „F” rész
hőkiadás82,8 / 66,511,40575Kelenföld
gőzkiadás91,7 / 83,813,75554Duna G1 & G2
alaperőmű90,0 / 85,514,67443Mátra nagyok
alaperőmű71,6 / 70,54,75194Paksi Atomerőmű
18 - 15276743
11812
89108
55
81
összesIndítási szám
egy blokkdb
+ perces tart.41,9/30,1 – 98,5/10018 - 151 - 1Litér - Sajószöged+ perces tart.98,0 / 86,927,001Lőrincihőkiadással70,1 / 55,722,333Pécsszabályozónincs adat14,333Tiszapalkonya
szabályozó72,1 / 64,429,504Oroszlány
hőkiadás89,9 / 88,812,001Debrecen DKCE
hőkiadás91,9 / 89,189,001Újpesthőkiadással98,4 / 98,436,003Csepel, CCGT
alaperőmű81,5 / 71,027,502Mátra kicsik (100 MW)
szabályozó72,1 / 64,620,254Tisza II. Erőmű
MegjegyzésRendelkezésre állás, % időre / energiára
BlokkErőmű(2003-es adatok alapján a nagyerőművekre)
Nagyerőművek indítása, megbízhatósága 46. ábra
27
Megállapítható, hogy a régebbi egységek megbízhatósága, rendelkezésre állása nem a legkedvezőbb, és gyakran indítanak is szabályozható egységeket. Mivel mostanában az ösztönzők hatására elsősorban kiserőművek épülnek, így a meglévő erőmű-park csak korlátozottan lesz a közeljövőben alkalmas a rendszer kielégítő szabályozására.
Végül azt is jelezni kell, hogy a jelenhez képest a jövőben milyen menetrend-követési tartományok várhatók és milyen sebességű terhelésváltozásra kell felkészülni (47. ábra).
Terhelésnövekedés, MWTerhelésnövekedés, MWMax. db/nap
60070080040050060010Hétfő70080090050060070021Hétvége40055070030040050010Munkanap
25002350220019001800170053Hétfő16001450130012001100100021Hétvége20001850170015001400130042MunkanapNyárŐszTélNyárŐszTélJövőJelen
Jövő: 2020Jelen: 2003-2004IndulásszámTerhelésnövekedés, MWTerhelésnövekedés, MWMax. db/nap
60070080040050060010Hétfő70080090050060070021Hétvége40055070030040050010Munkanap
25002350220019001800170053Hétfő16001450130012001100100021Hétvége20001850170015001400130042MunkanapNyárŐszTélNyárŐszTélJövőJelen
Jövő: 2020Jelen: 2003-2004Indulásszám
regg
eli
napk
özi
15 - 17 MW/min11 - 12 MW/minHétfő reggeli maximális7 - 8 MW/min5 - 6 MW/minHétvégi maximális
13 - 14 MW/min9 - 10 MW/minMunkanapi maximális
15 - 17 MW/min11 - 12 MW/minHétfő reggeli maximális7 - 8 MW/min5 - 6 MW/minHétvégi maximális
13 - 14 MW/min9 - 10 MW/minMunkanapi maximális
Napi menetrend-követések, MW
47. ábra
Az új erőművek építésekor várható követelményeket ezzel jellemeztük a befektetők részére. Ki lehet számítani könnyen, hogy kellenek új, jól szabályozható erőművek: gyorsan indíthatók, kicsi a minimális tartós terhelésük részaránya, nagy a teljesítmény-változtatási sebességük, nem nagy az indítási veszteségük.
~ 27422,5580Kapcsolt termelés*~ 26620,02,545Feketeszén-erőmű**
~ 1091,10,133Atomerőmű
~ 37432,7555Földgáztüzelés***
~ 1153112,51032Gázturbina olajjal*****~ 55550,0536Olajtüzelés****
~ 20812,91,542Ligniterőmű**
~ 1012-1,4-0,125Hulladék
~ 78672630Szalma, energianövény~ 54648430Fa, faapríték~ 8800100Szél, víz, nap
EUR/MWhEUR/MWhEUR/MWhEUR/GJ%Változó költségEgyébEnergiaárBeszerzésHatásfokErőműtípus
~ 27422,5580Kapcsolt termelés*~ 26620,02,545Feketeszén-erőmű**
~ 1091,10,133Atomerőmű
~ 37432,7555Földgáztüzelés***
~ 1153112,51032Gázturbina olajjal*****~ 55550,0536Olajtüzelés****
~ 20812,91,542Ligniterőmű**
~ 1012-1,4-0,125Hulladék
~ 78672630Szalma, energianövény~ 54648430Fa, faapríték~ 8800100Szél, víz, nap
EUR/MWhEUR/MWhEUR/MWhEUR/GJ%Változó költségEgyébEnergiaárBeszerzésHatásfokErőműtípus
Megjegyzések: * földgázzal; ** CO2-költség nélkül; *** CCGT kondenzáció;
**** hagyományos olajtüzelés (ETO); ***** nyílt ciklusú gázturbina gázolajjal
VGB PowerTech, 6/2004.
Várható növekményköltségek 48. ábra
28
Természetesen nem csak földgáztüzelésű, hanem például feketeszén-tüzelésű egységek is szóba jöhetnek. Nem kerülhető el előbb, vagy utóbb az sem, hogy valamilyen tárolós erőmű, például szivattyús, tárolós vízerőmű épüljön hazánkban, a szabályozási zónánkban.
Fel kell hívni a figyelmet arra, hogy a mérlegkörös, liberalizált rendszerben is alapvető fontossága van az ún. növekményköltség-alapú energiaáraknak. A kereskedők éppen úgy optimálnak, mint régen a rendszer egészét gazdaságilag is irányítók. Ide tartozik minden teljesítménnyel arányos, azzal közel lineárisan változó költség, elsősorban a felhasznált primer energia beszerzésének változó költsége (a lekötési díj például nem). Természetesen a jövőre nézve csak tájékoztató adatok adhatók (48. ábra), és nagyon sok függ például a széndioxid-adótól is.
A kötelező átvételek (megújuló, kapcsolt) vagy a kvótás, bizonyítványos rendszerek miatt is megváltozhat ez a sorrend, de ennek a rendszer szabályozására gyakorolt hatása ma még nem jelezhető előre.
8. Összefoglalás
A villamosenergia-rendszer fizikai szabályozásában nem, de jogi szabályozásában már jelentős változások várhatók a közeljövőben. Ez az ábrákkal díszített rövid leírás csak felhívta a figyelmet arra, hogy a működési modell kialakításakor, jövőbeni formálásakor milyen tényezőkre kell kitérni. Teljességre nem tudtunk törekedni, mert nem tankönyvet akartunk írni, hanem csak figyelemfelkeltő képeskönyvet, mely könnyebben kezelhető, mint az energetikai „alkotmány”.
A 2003. évi adatokkal és a 2004. év első felének tényeivel – szintén ábrákkal és táblázatokkal – a VI. fejezetben találkozhat az olvasó. Példákat ezért tényszámokkal itt nem mutattunk be, inkább a várható jövőt elemeztük.
A villamosenergia-rendszer szabályozásának jó vagy elégtelen ismerte hatással lehet a jogszabályok alkotására is, ezért tértünk ki – az egyszerű képek és tájékoztató táblázatok segítségével – a részletekre, de nem tudtunk minden érdekes részletet bemutatni. Az iparági szereplők segíthetnek.
Kérjük az észrevételeket! Fel kell hívni a figyelmet arra, hogy a kereskedői irányításokba, az egyes mérlegkörök
hosszabb távú jövőjébe nem lehetett elmerülni, hiszen minden kereskedő maga köti a szerződéseit mind a forrásokkal, mind a fogyasztókkal. Nem ismerhetjük sem a kereskedők szerződéseit, sem a várható kockázatvállalási képességüket. Stratégiájukat és taktikájukat maguk alakítják úgy, hogy a megfelelő biztonságú és olcsó villannyal hosszú távon megfeleljenek tulajdonosi érdekeltségüknek - adott esetben például a részvényesi értéket maximálják. Ebbe a célfüggvénybe már nem tudtunk belemenni. A gazdasági, jogi szabályzások részletei messze vezetnének ...
9. Állásfoglalás
Az érvényes jogrend alapján nem könnyű a villamosenergia-rendszer irányítását optimálni, de a változások reményt adnak ahhoz, hogy az egész magyar szabályozási zóna szabályozásához kedvező feltételeket fognak teremteni. Elsősorban a rugalmas, jól szabályozható erőművekből kell több. Megfontolandó egy szivattyús, tárolós vízerőmű létesítéséhez az állami ösztönzés rendszerének kellő pontosítása. A kapcsolt termelés és a megújulók használata nehezíti a legkedvezőbb szabályozás kialakítását, így azok ösztönzését összhangba kell hozni a rendszer irányításának javítására vonatkozó intézkedésekkel. Lényeges, hogy a kereskedők importból való vásárlásakor is érvényesüljenek a gazdasági ösztönzők a kiegyenlítéshez, a menetrend tartásához. Meg kell oldani végül a decentralizált, elosztott termelés elterjedésével járó irányítási gondokat is a megfelelő jogszabály-alakítással.
29