Vliv fotovoltaických elektráren na elektrizační soustavu

Martin Smoček

Doctoral thesis

Abstract:

Obnovitelné zdroje elektrické energie jsou významnou součástí rozvoje celkové energetické koncepce České republiky. V posledních letech došlo v rámci elektrizační soustavy České republiky k prudkému rozmachu fotovoltaických elektráren, avšak v současné době dochází k jejich stagnaci. K datu 1. 1. 2015 je celková hodnota dosažitelného výkonu všech typů elektráren přibližně 22,2 GW a z toho fotovoltaické elektrárny představují necelých 2,1 GW. Z pohledu denního odběrového diagramu zatížení elektrizační soustavy fotovoltaické elektrárny ve svém extrému v odpoledních hodinách za vhodných meteorologických podmínek přispívají k celkové výrobě elektřiny z 15 až 20 %. Tento podíl není zanedbatelný a má přímý vliv na spolehlivost a kvalitu dodávek elektrické energie. Fotovoltaické elektrárny jsou zdroje, které jsou značně závislé na meteorologických podmínkách. To má dopad na jejich okamžitý vyráběný výkon, který vykazuje stochastický charakter. Z pohledu dispečerského řízení a regulací energií tato situace představuje nepříznivý stav pro elektrizační soustavu. Další nárůst těchto zdrojů by mohl vést k překročení regulačních a absorpčních možností elektrizační soustavy. V elektrizační soustavě musí platit rovnováha mezi výrobou a spotřebou elektrické energie, a to v každém okamžiku. Fotovoltaické elektrárny svým provozem narušují udržení této rovnováhy. To má nežádoucí vliv na samotný provoz a udržování síťových parametrů v požadovaných mezích. Tato disertační práce se zabývá analýzou provozu fotovoltaických elektráren v souvislosti s nárůstem rezervního výkonu v podobě podpůrných služeb.

Abstract:

Renewable energy resources represent a significant part of the overall energetic concept development. In recent years, there was a rapid expansion of photovoltaic power plant in electricity grid of Czech Republic. However, nowadays, there is their stagnation currently. The total maximum capacity value of all power plants achieves approximately 22.2 GW of witch photovoltaic plants represent 2.1 GW. From the perspective of the daily load diagram of electricity grid, photovoltaic power plants in their extreme production during afternoon, under appropriate weather conditions, contribute to the total electricity production from 15 to 20 %. This share is not negligible and has a direct impact on the reliability and quality of electricity supply. Photovoltaic power plants are sources that are highly dependent on weather conditions. This fact has an impact on their immediate produced power, which has a stochastic character. From the perspective of dispatching management and energy regulation, this situation presents an adverse condition for the electricity grid. Further increase these resources could lead to exceeding of regulatory and absorbing possibilities across electrical grid. In electricity grid, one rule has to be met. The balance between production and consumption of electricity must be equal in any time. Photovoltaic power plants themselves operations make it impossible to maintain this balance. This has an adverse effect on the operation and maintenance of network parameters within the required limits. This dissertation thesis analyses the operation of photovoltaic power plants with respect to the increase of reserve power in the form as ancillary services.

Keywords

Podpůrné služby, výpočetní metodiky, výpočetní aplikace, fotovoltaické elektrárny, měření, statistické metody

Keywords

Ancillary services, calculation methodology, computing applications, photovoltaic power plant, measurement, statistical methods

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 12. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 21. 1. 2016
• Supervisor: Zdeněk Hradílek
• Reader: Jiří Tůma, Petr Toman, Jiří Gurecký

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doctoral programme / field:
Elektrotechnika / Elektroenergetika