SMART GRIDSSMART GRIDS

Seminář

25. 8. 2009

2

AGENDA

1. Smart Grids a Futuremotion

2. Smart Grids – základní filozofie

3. Smart Grids ve světě

4. Smart Grids v České republice

5. Bezpečnost a spolehlivost zásobování elektrickou energií

6. Smart Grids – cíle v EU

7. Smart Meters

8. Smart Home

9. Smart Storage

3

SKUPINA ČEZ NAPLŇUJE PROSTŘEDNICTVÍM FUTUREMOTION SVOJI ODPOVĚDNOST K ŽIVOTNÍMU PROSTŘEDÍ A ZÁKAZNÍKŮM

Inovace

V rámci iniciativy FUTUREMOTION podporujeme:

Projekty výzkumu a vývoje a zavádění nových technologií a postupů do praxe

Efektivní využití stávajících zdrojů výroby a distribuce elektrické energie

Lokální výrobu elektrické energie (zejména OZE)

Snadný přístup zákazníků k údajům o spotřebě energií a lepší možnost řízení této spotřeby

Využití elektřiny jako nejčistší energie v dalších oblastech – e-mobilita, atd.

Nová iniciativa Skupiny ČEZ – FUTUREMOTION

Smart Grids jsou jedním z hlavních pilířů iniciativy FUTUREMOTION

SmartGrids

Spotřeba

DistribuceVýroba

Storage Dálkové odečty a řízení sítě

OZE

Elefektivnostuhelných a jad. elektr.

Malákogenerace

Inteligentní elektroměry

Úspory

Elektromobily

4

Hlavní charakteristiky Smart Grids neboli chytrých sítí

VýrobaSmart Grids zapojují zdroje alternativní energie a efektivně je kombinují s tradičními zdroji.

DistribuceSmart Grids rozpoznají přetížení distribuční sítě a přesměrováním toku energie snižují přetížení a předchází výpadku. Monitorují děj a technický stav DS, řeší poruchy a výpadky a dávají podněty k obnově distribuční sítě.

ZákazníkSmart Grids komunikují se zákazníkem v reálném čase a optimalizují jeho spotřebu s přihlédnutím k ceně a životnímu prostředí.

HLAVNÍ CHARAKTERISTIKY SMART GRIDS JSOU I PŘES NEEXISTENCI UCELENÉ DEFINICE V PRAXI OVĚŘENÉ

Smart Grids jsou inteligentní, spolehlivé, samoregulační, samo se monitorující distribuční sítě 21. století.

Smart Grids jsou partnerstvím distribuční společnosti a zákazníka ve výrobě a spotřebě elektrické energie stojící na základech inteligentní distribuční sítě

5

Schéma Smart Grids

Chytré spotřebičeAutomatické odpojování/připojování do

distribuční soustavyŘízení poptávkyOdklad spotřeby mimo špičku

Alternativní zdroje energieVyrovnávání poptávky a nabídky v síti

Automatizované kontrolní centrumŘízení sítě v reálném časeDálkové ovladače a senzoryDetekce poruch a výkyvůAutomatické izolováníÚložiště elektřinyVyrovnávání výroby a spotřeby

Výroba Distribuce Zákazník

Tradičníelektrárna

Domy

Průmysl Větrné farmy

Kancelářské budovy

Izolovaná část distribuční sítě

Porucha v distribuční síti

E-mobility

Solární panely

SMART GRIDS POKRÝVAJÍ CELÝ HODNOTOVÝ ŘETĚZEC DISTRIBUČNÍ SPOLEČNOSTI: OD VÝROBY AŽ KE SPOTŘEBĚ KONCOVÉHO ZÁKAZNÍKA…

6

SMART GRIDS JSOU PŘÍNOSEM NEJEN PRO SKUPINU ČEZ, ALE I PRO ZÁKAZNÍKY A CELOU SPOLEČNOST

Vybrané přínosy Smart Grids

Skupina ČEZ

Efektivní kombinování elektrické energie z tradičních a alternativních zdrojů (zejména OZE)

Úspora nákladů díky např. detekci a zaměření potenciálního problému v distribuční soustavě před jeho vznikem, rychlejší obnově sítě a samoregeneraci, snížení počtu výpadků a efektivnějšímu využívání aktiv

Nové obchodní příležitosti, např. obchodování s elektřinou na spotovém trhu

Zákazníci

Zvýšení informovanosti o využití elektřiny a možnosti zefektivnit spotřebitelské návyky a náklady

Snížení délky výpadků a přerušení dodávek elektrické energie

Lepší integrace OZE do distribuční soustavy

Lepší dostupnost elektrické energie v místech s omezenou kapacitou stávající distribuční soustavy

“Plug and Play” integrace inteligentních domácích spotřebičů

Společnost

Zkvalitnění životního prostředí díky lepšímu využití stávajících zdrojů elektrické energie a většímu zapojení alternativních zdrojů

Schopnost lépe uspokojit růst spotřeby elektrické energie ve společnosti

Vznik nových pracovních míst a zvýšení HDP země, podpora inovací a obchodních příležitostí na poli Smart Grids technologií

7

SMART GRIDS PŘEDSTAVUJÍ V POROVNÁNÍ S TRADIČNÍMI SÍTĚMI INTELIGENTNÍ A OTEVŘENÝ SYSTÉM

Tradiční distribuční síť Smart Grids

Radiální topologie Centralizovaná výroba elektrické energie Tok energie od výroby k zákazníkovi Jednosměrná komunikace Málo senzorů Žádné monitorování Manuální obnovování Náchylné na poruchy a výpadky Zákazník není začleněn

Síťová topologie Začlenění distribuované výroby Různé směry toku energie Obousměrná komunikace Kontroly a senzory v celém systému Samo-monitorování Poloautomatické obnovování a autoregenerace . Adaptabilní ochrana a izolace problému Začlenění zákazníka

Srovnání tradičních a chytrých distribučních sítí

8

SMART GRIDS PŘEDSTAVUJÍ V SOUČASNOSTI AKTUÁLNÍ TÉMA ENERGETICKÉHO TRHU NA CELÉM SVĚTĚ

Evropa

Většina distribučních společností vyvíjí vlastní koncept Smart Grids Formuje se koncept podpory ze strany EU (zejména v oblasti Smart Meters) Směřování rozvoje Smart Grids v EU je ovlivněno vývojem v Severní

Americe (technologický vývoj a unifikace technologií)

Severní Amerika

Asie

Velké průmyslové skupiny jsou hlavní silou rozvoje Koncept Smart Grids je silně podporován federální vládou, federálními

energetickými úřady a jednotlivými státy Největší důraz je kladen na Smart Meters a domácí aplikace

Asie následuje vývoj v Severní Americe a Evropě Hlavní sílu rozvoje představují energetické společnosti Hlavní motivací je získání dodatečné kapacity elektrické energie

Smart Grids ve světe

9

NĚKTERÉ ENERGETICKÉ SPOLEČNOSTI PŘEBÍRAJÍ INICIATIVU A ZAČÍNAJÍ S IMPLEMENTACÍ SMART GRIDS

Příklady Smart Grids ve světe

SG Projekt Telegestore, Enel – Itálie

Světově největší nasazení Smart Meters s více než 27 miliony zákazníky

Enel vyvinul vlastní Smart Meters, infrastrukturu a software

Charakteristiky: integrovaná obousměrná komunikace, pokročilé měření energie

Vlastnosti: dálkové vypínání či zapínání energie u zákazníka, čtení informací o spotřebě z elektroměrů, detekce výpadků, detekce neoprávněného odběru elektřiny, změna maxima elektřiny, které může zákazník v danou dobu odebírat, změna z paušálních sazeb na multi-tarifní sazby na dálku

Xcel Smart Grids City – Boulder, Colorado, USA

Jeden z největších Smart Grids projektů v USA

Smart Meters, Automatizované VN/NN trafostanice atd.

Zapojení OZE do distribuční soustavy

E-mobility nabíjecí stanice + baterie e-storage v každém elektromobilu

Dálková regulace proudu v distribuční soustavě k regulaci špiček a snížení technických ztrát v sítích

Zákaznické portály správy spotřeby EE

10

EVROPSKÁ UNIE PŘEDSTAVILA VIZI 20-20-20 TÝKAJÍCÍ SE ENERGETICKÉHO TRHU

Evropská Unie – Vize 20-20-20

Bez komplexní Smart Grids strategie bude obtížné cíle VIZE 20-20-20 splnit (zejména v oblasti OZE)

EVROPSKÁ UNIE představila program VIZE 20-20-20 mající za cíl:

Zajistit zdroje, bezpečnost energetických přeměn, přepravy, distribuce a zabezpečení dodávek energie pro konečného spotřebitele

Zvýšit ochranu klimatu a životního prostředí

V oblasti obnovitelných zdrojů energie:

Dosažení 20% podílu obnovitelných energií na všech energiích v EU do roku 2020 (předpoklad pro ČR 13%)

V oblasti Smart Meters:

Nasazení Smart Meters na min. 80% spotřebních míst v EU do roku 2020

V oblasti emisí:

Návrh snížení emisí v sektorech EU systému obchodování s povolenkami o 20%, atd.

11

V ČESKÉ REPUBLICE JE V SOUČASNOSTI EVIDOVÁNO VELKÉ MNOŽSTVÍ POŽADAVKŮ NA PŘIPOJENÍ OZE DO DISTRIBUČNÍ SOUSTAVY

Smart Grids umožní plné využití potenciálu OZE

Obnovitelné zdroje energie (OZE)

Disponibilita závislá na externích podmínkách Vysoká elasticita dodávky Náročné na řízení distribuční soustavy po jejich připojení

Tradiční síť

Nelze plně využit potenciál OZE, distribuční a přenosová soustava

primárné závislá na velkých centrálních zdrojích elektrické energie

Smart Grids

Lze zapojit jakékoliv množství OZE a plně využívat jejich kapacitu (dálková regulace a ovládání, regulace napětí

na DTS, Smart Storage atd.)Geotermální energie Biomasa

Solární energie

Vodní energie Větrná energie

Elektrická energie

12

SMART GRIDS VÝZNAMNĚ ZVYŠUJÍ BEZPEČNOST A SPOLEHLIVOST DODÁVKY ELEKTRICKÉ ENERGIE

Zajištění bezpečnosti dodávky elektrické energie v případě poruchy:

Smart Grids nejsou univerzálním prostředkem k vyřešení všech problémů provozování DS

Tradičníelektrárna

Domy

Průmysl Větrné farmy

Kancelářské budovy

Izolovaná část distribuční sítě

Porucha v distribuční síti

E-mobility

Solární panely

Spolehlivost dodávky elektrické energie

Ostrovní provoz

Při rozpadu elektrizační soustavy na ostrovní provozy umí systém za předpokladu existence decentralizovaných zdrojů

elektrické energie v lokalitě plně automaticky řídit jejich vlastní provoz

Self healing – Samoobnovující se síť

Schopnost lokalizovat poruchu v síti a nezávisle na lidském faktoru najít novou cestu pro distribuci elektrické energie k

zákazníkovi

13

Proč Smart Meters?

Instalace bude vyžadována směrnicí EU ke splnění EU 2020

Smart Meters budou v budoucnosti součástí páteře chytré sítě

Smart Meters lze rozšířit o home control jednotku – základ pro Demand Response

V BUDOUCNOSTI SE SMART METERS STANOU DŮLEŽITÝM PRVKEM ŘÍZENÍ SÍTĚ

Koncept

Smart Meters – elektřina

Home control jednotka

Domácí spotřebiče

Jednotka koordinující měřící

přístroje

voda plyn

teplo elektr

Smart Meters – elektřina

Koncept Smart Meters

Přínosy pro zákazníka:

Zvýšení informovanosti o využití elektrické energie

Možnosti zefektivnění spotřebitelských návyků a nákladů

Základ pro Smart Home koncept a integraci inteligentních domácích spotřebičů

14

SMART METERS UMOŽŇUJÍ OBOUSMĚRNOU ELEKTRONICKOU KOMUNIKACI MEZI DISTRIBUČNÍ SPOLEČNOSTÍ A KONCOVÝMI ZÁKAZNÍKY

Koncept Smart Meters (neboli chytrá měřidla) – základ Smart Grids

Měření odebrané a dodané energie

Online spínání různých tarifů podle denní doby – na požádání či podle smluvních podmínek (i pro různé spotřebiče – Demand Response)

Blokování jedné či více skupin spotřebičů zákazníka

Vzdálené odpojení/znovu připojení odběrného místa

Omezení výše dodávky v odběrném místě na stanovenou úroveň

Evidence a hlášení fyzické manipulace se Smart Meters

Události v odběrném místě - přepětí/podpětí

Atd.

Základní funkcionalita

Cíl: Osazení 3,5 mil. Smart Meters (na každém odběrné místě)

1. pilotní projekt Smart Meters Skupiny ČEZ byl úspěšně dokončen v roce 2007 v

Královehradeckém a Pardubickém kraji

15

SMART HOME OBSAHUJE CELOU ŘADU APLIKACÍ A MOŽNOSTÍ

Koncept Smart Home neboli chytrý dům

Elektřina Plyn Voda Teplo

Smart Home

Dálková kontrola

Smart Meters

Distributor/ výrobce

Možnost řízení sítě nízkého napětí, nových tarifů (předplacená energie, atp.)

Řízení poptávky – optimalizace zatížení distribuční sítě přes dálkové řízení zákazníkových spotřebičů atd.…

Lepší informace o zákazníkovi a jeho spotřebě

Energetická společnost

Dálková správa přístrojů např. „Zapínání topení přes mobil“ či prostřednictvím internetu

Informace o aktuální spotřebě energie či vlastní výrobě přes zákaznický display/počítač

Integrace libovolného počtu OZE, E-mobility, …

Zákazníci

16

ŘÍZENÍ POPTÁVKY JE ZEJMÉNA ZDROJEM DODATEČNÝCH MW

Zákaznický servis

Dispečink DS

Spotový trh s elektřinou

Kontrolní centrum

Vygenerován příkaz:Spotřební místa Typy spotřebičůOdpojení/ x W redukce odběruOd - Do

Potvrzení přijetí příkazu:

Report o skutečné výši redukce

Potvrzení o uplynutí platnosti příkazu

Data ze sekundární strany distribuční soustavy

Data z distribuční soustavy

Agregovaný požadavek:

# MWOd - Do

Smart Meters

Smart Box

Zákazník Chytré spotřebiče

Schéma Demand Response – řízení poptávky

Získání dodatečných MW využitím poptávkového řízení kapacity místo zvyšování kapacity stálých zdrojů

Schopnost rychle reagovat na výkyvy v nabídce

Redukce špiček v některých případech až o 40 %

Posun spotřeby k době s nízkým odběrem

Nástroj zvýšení povědomí o spotřebě a nákladech elektrické energie u zákazníků

Příspěvek ke splnění EU směrnice – cílů 20/20/20

Přínosy – řízení poptávky

SMART STORAGE TECHNOLOGIE PŘISPĚJÍ V DLOUHODOBÉM HORIZONTU K VYROVNÁVÁNÍ NABÍDKY A POPTÁVKY V DISTRIBUČNÍ SOUSTAVĚ

CAES - 110 MW, Alabama, USA

Baterie - 1,2 MW, Charleston, USA

V současnosti probíhá studie využitelnosti Smart Storage technologií ve Skupině ČEZ s důrazem na aplikaci v oblasti OZE a E-mobility

Smart Storage neboli chytré skladováníPříklady ve světě

Přečerp. elektrárna

(PE)

Stlačený vzduch (CAES)

Baterie

Technologie

X00 MW

100 – 400 MW 10 – 25 MW

K dispozici Potenciál rozvoje

Velký potenciál rozvoje (zejména v oblasti E- mobility)

18

BUDOUCNOST DISTRIBUČNÍ SÍTĚ JE NEVYHNUTELNĚ „SMART“ A PŘINÁŠÍ NOVÉ OBCHODNÍ PŘÍLEŽITOSTI

Shrnutí

Největší světové distribuční společnosti investují a rozvíjejí vlastní koncept Smart Grids

Smart Grids představují nástroj ke splnění cílů v oblasti implementace nových technologií v distribuční společnosti

Smart Grids

Rostoucí význam Smart Grids ve světě

Smart Grids jsou vnímány jako evoluční – nikoliv revoluční krok – představují reakci na současnou situaci v utilitním trhu

Možnost ubírat se alternativní cestou se bude jevit jako méně progresivní

Hrozby doprovázející příležitosti plynoucí ze Smart Grids je nutné mít neustále na paměti

Evoluce vs. revoluce

Smart Grids jsou jednou z progresivních oblastí na utilitním trhu, a to zejména z hlediska nových technologií, tvorby know-how a investiční atraktivnosti

Výzkum a vývoj: příležitosti

Smart Grids otevírají cestu k novým obchodním modelům

Investice do Smart Grids musí být ekonomická, příliš „Smart“ řešení postrádá ekonomický smysl

Ekonomické příležitosti