Transcript Uvod v Elektorenergetska omrežja in naprave (EON_uvod)

Elektroenergetska omrežja in naprave
Uvod
Boštjan Blažič
[email protected]
leon.fe.uni-lj.si
01 4768 414
2013/14
Elektroenergetsko omrežje Slovenije
Elektroenergetsko omrežje Slovenije
Elektroenergetsko omrežje Slovenije

Energetska bilanca proizvodnje in porabe (2012)
– skupna poraba: 12.631 GWh (0,4 % manj kot 2011)
– izgube prenos + distribucija: 6,7 %
– pokritost z domačo proizvodnjo: 88 %
– najvišja urna obremenitev: 2.068 MW
Elektroenergetsko omrežje Slovenije


Poraba (2012)
Čezmejne prenosne zmogljivosti (ELES, 2012)
Cena električne energije
Cena električne energije – gospodinjski odj.
Cena električne energije – industrijski odj.
Elektroenergetsko omrežje Slovenije

Dejavniki razvoja elektroenergetskih sistemov
– večanje porabe energije
– trg z električno energijo
– razpršena proizvodnja
Zgradba elektroenergetskega sistema

Zgradba tradicionalnega elektroenergetskega sistema
– prenosno omrežje
Prenosno omrežje
 proizvodnja električne energije
Proizvodnja električne energije
 večji porabniki
– distribucijsko omrežje
 porabniki
Centralizirano
vodenje
Pretok
energije
Distribucijsko
omrežje
Poraba električne energije
Zgradba elektroenergetskega sistema

Prenosno
omrežje
Sodobno omrežje
– vse več majhnih virov
električne energije
– dvosmeren pretok energije
– hrbtenico omrežja še
vedno tvorijo velike
proizvodne enote
Center
vodenja
110 kV
RTP
20 kV
M
M
M
M
RV
TP 20 kV
M
M
RV
0,4 kV
M
Koncentrator
Merilni elementi
Stikalni elementi
Komunikacijske povezave
RV
Električni vodi
RV
M
Zgradba elektroenergetskega sistema
Razpršena generacija spreminja obratovalne razmere
– napetostni profil v omrežju
– delovanje zaščite
– stabilnost sistema
– potrebne proizvodne rezerve
 Nemčija (2011): več koz 20.000 vetrnih turbin, moč 31 GW
 Nemčija (2013): več kot 32 GW sončni elektrarn
 Slovenija (2013): 247 MW sončnih elektrarn
Kumulativna instalirana moč sončih elektrarn v Sloveniji
300
250
Moč (MW)

200
150
Instalirana moč (MW)
100
50
0
2007
2008
2009
2010
Leto
2011
2012
2013
Omrežna napetost

Omrežna napetost je izmenična (sinusna)
u
Uef*√2
360°
0
10 ms
20 ms
-Uef*√2
1
Uef 

T
t T

t
u 2  t  dt
t (ms)
Trifazni sistem

Zakaj trifazni sistem?
Trifazni sistem

Zakaj trifazni sistem?
– manjša poraba materiala za vodnike
– vrtilno polje
– konstantna moč
I = 12,5 A
U = 240 V
P = 3 kW
I = 6,25 AÐ0°
I = 4,17 AÐ0°
U = 240 VÐ0°
U = 240 VÐ0°
P = 1,5 kW
U = 240 VÐ240°
I=0A
U = 240 VÐ180°
I = 4,17 AÐ240°
P = 1,5 kW
U = 240 VÐ120°
I = 6,25 AÐ180°
I=0A
I = 4,17 AÐ120°
P = 1 kW
P = 1 kW
Omrežje industrijskega porabnika

Problematična bremena
– tiristorsko krmiljeni enosmerni motorji
– obločna peč
– filtrski kompenzatorji jalove energije
RTP Lipa
110 kV
RTP Štore 1
110 kV
TR 4
110/35
20 MVA
TR 3
TR 1
110/35
20 MVA
110/35
40 MVA
CTP 35 kV
35 kV
CTP 5 kV
Obločna
peč
Meritve – enosmerni motor

Generiranje harmonikov
– 5., 7., 11. in 13.
Meritve – obločna peč

Generiranje harmonikov, flikerja
Meritve – tok kompenzatorja
Harmonsko
popačenje
Tok kompenzatorja v
RTP Lipa 35 kV
5 h (%)
60
7 h (%)
12
11 h (%)
4
13 h (%)
4
Valjarska proga - simulacije
Main : 12 pulzni pretvornik
0.100
Iprim L1
0.075
Tok (kA)
0.050
0.025
0.000
-0.025
-0.050
-0.075
-0.100
t (s)
0.200
0.225
0.250
0.275
0.300
...
...
...
0.275
0.300
...
...
...
Tok (kA)
Main : 6 pulzni pretvornik
0.100
0.080
0.060
0.040
0.020
0.000
-0.020
-0.040
-0.060
-0.080
-0.100
t (s)
Itu_1
0.200
0.225
Harmonsko popačenje
Osnovna
komponenta
50 Hz (A)
Tr. primar (35 kV) / 6p
65,1
20,7
11,8
7,6
6,1
Tr. primar (35 kV) / 12p
63,9
0,0
0,0
7,2
5,9
5 h (%)
7 h (%)
11 h (%)
13 h (%)
0.250