Univerza v Mariboru Fakulteta za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Boštjan Polajžer, Drago Dolinar, Jožef Ritonja (FERI) bostjan.polajzer@um.si Andrej Semprimožnik (ELES) KAZALNIKI KAKOVOSTI DELOVANJA SEKUNDARNE REGULACIJE V REGULACIJSKEM OBMOČJU/BLOKU 12. konferenca slovenskih elektroenergetikov, Portorož, 27. 5. 2013, CIGRE ŠK C2 1
Vsebina Regulacijski blok način regulacije PLURALISTIČNI HIERARHIČNI Ocena kakovosti delovanja sekundarne regulacije (LFC) statistični parametri regulacijskega odstopanja (ACE) v skladu z novim kodeksom omrežja (NC LFC&R) primerjava med ACE in ACEO Rezultati obdobje april 2012 april 2013 trendi kazalnikov kakovosti zaključki in predlogi 2
Regulacijsko območje Sistemski operater (TSO) vodi proizvodnjo regulacijskih enot na osnovi meritev f in P na mejah območja. 3
Regulacijski blok pluralistično REGULACIJSKI BLOK sestavlja več območij, eden od TSO jev je koordinator bloka (BC). Pluralističen način regulacije: BC s SVOJIM sekundarnim regulatorjem vodi proizvodnjo LASTNIH regulacijskih enot na osnovi meritev f in P CELOTNEGA bloka. OSTALI člani bloka izvajajo regulacijo samo znotraj LASTNEGA območja. Vir: Delfino B.: IEE Proc. GT&D (5) 2002 4
Regulacijski blok hierarhično REGULACIJSKI BLOK sestavlja več območij, eden od TSO jev je koordinator bloka (BC). Hierarhičen način regulacije: Regulacija se izvaja na DVEH nivojih. Na OSNOVNEM nivoju vsak član bloka izvaja regulacijo znotraj lastnega območja. Nadrejeno regulacijo izvaja BC, ki s HIERARHIČNIM regulatorjem vodi PODREJENE regulatorje VSEH članov bloka na osnovi meritev f in P CELOTNEGA bloka. Vir: Delfino B.: IEE Proc. GT&D (5) 2002 5
Kakovost delovanja LFC zahteve za f ČASOVNI POTEK FREKVENCE OB DOGODKU IN DEFINICIJA OBMOČIJ Vir: SD NC LFC&R, Fig. 5 največje trenutno odstopanje frekvence (800mHz) največje odstopanje frekvence v kvazi stac. stanju (200mHz) nazivna frekvenca (50Hz) standardno območje frekvence (SFR = 50mHz) čas vzpostavitve frekvence (15min) ZAHTEVA za proces vzdrževanja frekvence v CE: f > 50mHz največ 15000 min/leto (2,85% časa) območja 6
Kakovost delovanja LFC zahteve za ACE i ZAHTEVI za proces vzpostavitve frekvence v CE: ACE > nivo 1 največ (10512 15min intervalov)/leto (30% časa) ACE > nivo 2 največ (1752 15min intervalov)/leto (5% časa ) Oba nivoja vsako leto določijo regulacijski bloki: način še ni določen glede na zahtevi velja: nivo 1i ACEi nivo 2i 2 nivo 1i HISTOGRAM NORMALNE PORAZDELITVE Vir: WikipediA ACE i in ACE j (i j) so popolnoma neodvisna nivo 1 i Ki K ZA VELIKA SINHRONA OBMOČJA (CE in NERC) ACE ACE i in ACE j (i j) so popolnoma korelirana za celotni sinhrono območje: ACE = K f nivo 1i K n h 1 i K 2 h ACE Vir: Havel P.: IFAC (8) 2008 7
Kazalniki kakovosti ACE i ZAHTEVE za zajemanje podatkov ACE i (NC LFC&R): 15min povprečne vrednosti natančnost 1mHz napačne podatke je potrebno izpustiti manjkajočih podatkov ni dopustno nadomestiti s starimi Normalna stanja: povprečna vrednost ACEi standardni odklon ACEi percentili (1%, 5%, 10%, 90%, 95%, 99%) skupni čas ACE > nivo 1i Izredni obratovalni dogodki: 0,6FRR št. dogodkov: (ločeno za ACE>0 in ACE<0) ACE 1min povpr. vrednosti skupni čas ACE > nivo 2i (ločeno za ACE>0 in ACE<0) 0,15FRR >15min t FRR = skupna reg. rezerva 8
Kazalniki kakovosti ACEO i in ACE i Definicija: ACEO i = ACE i + A Skrajni primeri: ACEO i = A idealna reg. (ACE i =0) ACEO i = ACE i neaktivna reg. ( A =0) ACEO i = ACE i reg. z napačnim predznakom Kazalnika za normalna stanja: korelacija ACEi ACEOi kazalnik iznosa aktivacije regulacijskih enot ( 0 in >0) korelacija ACEi daceoi/dt kazalnik hitrosti aktivacije regulacijskih enot ( 0 in >0) 9
Rezultati: frekvenca (apr.2012 apr.2013) 60 40 20 povprečni dnevni časovni potek [mhz] 1min podatki časovni potek [ mhz ] 14 12 10 histogram in funkcija normalne gostote verjetnosti [mhz] 15min podatki histogram in funkcija gostote verjetnosti - normalna [%] histogram funkcija = 0,05 mhz f = 17,16 mhz f 0-20 -40-60 -80 00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22 odstopanje ni naključno porazdelitev nekoliko odstopa od normalne (Gaussove) 8 6 4 2 0-100 -50 0 50 100 podatki (širina stolpca = 5 mhz) STANDARDNI ODKLON: 5,9 mhz iz SFR 17,16 mhz iz meritev 10
Rezultati: nivo i (apr.2012 apr.2013) Frekvenčni faktor (2012): K = 27.474 MW/Hz K i = 408 MW/Hz Standardni odklon frekvence (15 min povprečja): nivo 1 i K K i ACE 17,16 mhz iz meritev Standardni odklon ACE za celotno sinhr. območje: 471 MW nivo 1i = 57 MW nivo 2i = 114 MW 11
Rezultati: izr. dogodki (apr.2012 apr.2013) 500 250 0-250 -500 Apr May Jun časovni potek [ MW ] Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar datum 1min podatki čas. potek nivo 1 (+) nivo 1 (-) percentil 99% percentil 1% t N1(+) = 57174 min t N2(+) = 12518 min N izr.dog.(+) = 3 t N1(-) = 75723 min t N2(-) = 20019 min N izr.dog.(-) = 3 12
Rezultati: ACE i ACEO i (sept.2012) pozitivna ustrezen odziv velika vrednost majhna aktivacija reg. enot relativno hiter odziv reg. enot 13
Rezultati: kazalniki (apr.2012 apr.2013) ACEi < 0 (večinoma) ACEi - pov. vr. ACEi < nivo 1i (večinoma) ACEi - stand. odklon [MW] p 1% > p 99%, p 5% > p 95%, p 10% > p 90% (večinoma) p 1 p 5 p 10 p 90 p 95 p 99 - percentili [MW] 60 200 100 30 0-100 0-200 Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan FebMar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan FebMar 6000 t N1(+) t N1(-) - čas izven nivoja 1 [min] 1 0.75 - korel. ACE i -ACEO i - korel. ACE i -d(aceo i )/dt 3000 0.5 0.25 0 Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan FebMar 0 Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan FebMar čas izven nivoja1 je večji za ACE i <0 (večinoma) ACEi ACEOi >0 ACEi ACEOi 0,7 0,35 < ACEi daceoi/dt < 0,5 14
ZAKLJUČKI in PREDLOGI METODOLOGIJA ZA OCENO KAKOVOSTI DELOVANJA LFC NC LFC&R: ENOTNI KAZALNIKI STATISTIČNI PARAMETRI ACE DODATNO: MEDSEBOJNA ODVISNOST ACE IN ACEO PREDPOSTAVKA: NORMALNA PORAZDELITEV DODATNE RAZISKAVE OCENA ZA OBRAVNAVANI BLOK (APR.2012 APR.2013) BOLJŠE ODPRAVLJANJE ACE>0 IZNOS AKTIVACIJE REG. ENOT JE MAJHEN, PREDZNAK JE USTREZEN HITROST AKTIVACIJE REG. ENOT JE RELATIVNO VELIKA TRENDI IN UKREPI KAKOVOST DELOVANJA LFC V CE V ZADNJEM DESETLETJU UPADA! KRATKOROČNI UKREPI: on line obveščanje operativne procedure spremljanje regulacijskih enot INC mehanizmi DOLGOROČNI UKREPI: krajši časovni interval na trgu prehod voznih redov po rampi naprednejše obračunavanje nenamernih odstopanj dinamično spreminjanje želene vrednosti frekvence 15