ΕΙΚΤΕΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΚΑΙ ΚΟΣΤΟΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΠΕΛΑΤΩΝ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΣΗΕ) ΕΙΚΤΕΣ ΑΠΟ ΟΣΗΣ ΚΑΙ ΚΟΣΤΟΣ ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΠΕΛΑΤΩΝ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΙΑΛΥΝΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Ε.Μ.Π. ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΣΗΕ 1 1

2 Νέο Θεσµικό Πλαίσιο της Ανταγωνιστικής Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Εφαρµόζεται σε πολλές χώρες του κόσµου Στην Ελλάδα εφαρµόζεται από τον Φεβρουάριο 2001 Στις νοµοθετικές ρυθµίσεις υπάρχουν αναφορές για ιδιαίτερη µέριµνα που αφορά την εξασφάλιση επαρκούς στάθµης αξιοπιστίας και ασφάλειας λειτουργίας των συστηµάτων ηλεκτρικής ενέργειας Παράδειγµα (στην Ελλάδα) Σύσταση και Καταστατικό του ιαχειριστή Ελληνικού Συστήµατος Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (Π.. 328/ ΦΕΚ Τ.Α. 268) Εξασφαλίζει την ασφάλεια, αξιοπιστία και αποδοτικότητα του συστήµατος µεταφοράς 2 2

3 Σηµαντικό Ερώτηµα που έχει διαµορφωθεί τα τελευταία χρόνια σε πολλές χώρες του κόσµου: ιατηρείται η στάθµη αξιοπιστίας λειτουργίας των Συστηµάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΣΗΕ) µετά από την εφαρµογή του θεσµικού πλαισίου της ανταγωνιστικής αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας; Η Αξιοπιστία Λειτουργίας των ΣΗΕ αφορά: Επάρκεια: Ικανότητα του συστήµατος να ικανοποιεί τις απαιτήσεις των πελατών του (ισχύς, ενέργεια) λαµβάνοντας υπόψη τις εξαναγκασµένες (τυχαίες) βλάβες και τις προγραµµατισµένες διακοπές (συντηρήσεις) του εξοπλισµού του. Ασφάλεια: Ικανότητα του συστήµατος να παραµένει σε λειτουργία µετά από ξαφνικές διαταραχές που µπορεί να συµβούν (π.χ. βραχυκύκλωµα, απώλεια εξοπλισµού, κ.λ.π.). Περιλαµβάνει οποιεσδήποτε ενέργειες µπορούν να προκαλέσουν τέτοιες διαταραχές (θεοµηνίες, ανθρώπινα σφάλµατα, κ.λ.π.) 3 3

4 Αιτιοκρατικά Κριτήρια Τεχνικές Σχεδιασµού ΣΗΕ Εκατοστιαία Εφεδρεία σε σχέση µε τη συνολική εγκατεστηµένη ισχύ ή την αιχµή ζήτησης φορτίου - Απώλεια Μεγαλύτερης Μονάδας Παραγωγής: για Σύστηµα Παραγωγής (ανεξάρτητα από Σύστηµα Μεταφοράς). Ν-1: για Σύστηµα Μεταφοράς (ανεξάρτητα από Σύστηµα Παραγωγής) όπως αναφέρεται στον Ελληνικό Κώδικα ιαχείρισης Συστήµατος και Συναλλαγών Ηλεκτρικής Ενέργειας (Άρθρο 267). Πιθανοτική Ανάλυση - Ιεραρχική Στάθµη Ι: Σύστηµα Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας (Μέθοδος συχνότητας και διάρκειας, Ρ.Μ.Π..) - Ιεραρχική Στάθµη ΙΙ: Συνδυασµένο Σύστηµα Παραγωγής και Μεταφοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας - Ιεραρχική Στάθµη ΙΙΙ: Συνολικό Σύστηµα (Παραγωγή - Μεταφορά - ιανοµή) 4 4

5 Επιπτώσεις του Περιβάλλοντος της Ανταγωνιστικής Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας Αλλαγή της φύσης των ΣΗΕ. Η αξιοπιστία λειτουργίας απειλείται από τις ελλείψεις στην παραγωγή ισχύος και από τους περιορισµούς που υπάρχουν από τις εγκαταστάσεις του συστήµατος µεταφοράς (προβλήµατα στην ανάπτυξη δικτύων, περιβαλλοντικοί λόγοι). Αύξηση των µονάδων παραγωγής από ΑΠΕ και, γενικά, από εγκαταστάσεις διασπαρµένης παραγωγής. Αλλαγή στις µεθόδους βελτιστοποίησης της λειτουργίας των ΣΗΕ (πολλές διαφορετικές επιχειρήσεις, αλλαγές στους οργανισµούς διαχείρισης των συστηµάτων - ιαχειριστής Συστήµατος Μεταφοράς και ιαχειριστής ικτύου ιανοµής) 5 5

6 Επιπτώσεις του Περιβάλλοντος της Ανταγωνιστικής Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας (συνέχεια) Καθορισµός των απαιτήσεων για στρεφόµενη εφεδρεία ισχύος Νέες συνθήκες: Πραγµατική ικανότητα του συστήµατος µεταφοράς Θεώρηση της διασπαρµένης παραγωγής Θεώρηση των διασυνδέσεων µε γειτονικάσυστήµατα εφαρµόζοντας τους κανόνες ανταγωνιστικής αγοράς (π.χ. διακινήσεις ισχύος) Αύξηση της στάθµης αβεβαιότητας για την πρόβλεψη της ζήτησης φορτίου (επιλέγoντες πελάτες, νέα δοµή και παράµετροι των τιµολογίων) 6 6

7 Ανάπτυξη και λειτουργία του Συστήµατος Μεταφοράς Νέες απαιτήσεις: ιαθέσιµη ικανότηταµεταφοράς σε πραγµατικό χρόνο, αναγνώριση των αιτίων που οδηγούν σε περιορισµούς, λειτουργία διασπαρµένης παραγωγής, περιβαλλοντικοί παράγοντες, αντιδράσεις από κοινωνικούς φορείς Εξάρτηση από το ίκτυο Φυσικού Αερίου και σχετικοί περιορισµοί Επιπρόσθετες ιαπιστώσεις: - Οι Παραγωγοί διαθέτουν εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ισχύος αλλά δεν είναι υπεύθυνοι για την επάρκεια της παραγόµενης ισχύος του συστήµατος (ενδιαφέρονται µόνο για τους πελάτες τους). - Ο ιαχειριστής Συστήµατος Μεταφοράς είναι υπεύθυνος για την αξιόπιστη λειτουργία του συστήµατος (επάρκεια ισχύος, ασφάλεια, κ.λ.π.) αλλά δεν διαθέτει εγκαταστάσεις παραγωγής ισχύος που µπορούν να ελέγξουν τη λειτουργία του (µακροπρόθεσµος - βραχυπρόθεσµος χρονικός ορίζοντας). 7 7

8 - Κώδικες Συστήµατος. - Χρήση Επικουρικών Υπηρεσιών. - Υπάρχει ανάγκη για καθορισµό των βέλτιστων θέσεων εγκατάστασης των νέων µονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε σχέση µε την ανάπτυξη του Συστήµατος Μεταφοράς (γεωγραφικές θέσεις, πηγές ενέργειας, άλλα ενεργειακά δίκτυα, θέσεις φορτίων σε βραχυπρόθεσµο και µακροπρόθεσµο χρονικόορίζοντα). - Υπάρχει ανάγκη για θεώρηση του κόστους αξιοπιστίας της τροφοδότησης των πελατών του συστήµατος. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ: Υπάρχουν σοβαρές επιπτώσεις στην Αξιοπιστία Λειτουργίας των Σ.Η.Ε. Απαιτούνται Βελτιωµένες ή Νέες Μέθοδοι για το Σχεδιασµό και τη Λειτουργία του Συστήµατος λαµβάνοντας υπόψη τους είκτες Αξιοπιστίας του 8 8

9 Αξιολόγηση της Χρήσης των Αιτιοκρατικών Κριτηρίων Σχεδιασµού και Λειτουργίας Έχουν στατικό χαρακτήρα (ικανοποίηση κριτηρίου ή µη ικανοποίηση). εν λαµβάνεται υπόψη ότι οι βλάβες των στοιχείων του συστήµατος µπορούν να συµβούν µε διαφορετικές τιµές συχνότητας και έχουν διαφορετικές επιπτώσεις. εν λαµβάνεται υπόψη η µεταβολή της ζήτησης φορτίου κατά τη διάρκεια του έτους. εν υπολογίζονται δείκτες που µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε µελέτες αξιολόγησης εναλλακτικών σχεδιασµών. 9 9

10 Σύστηµα Παραγωγής Έχουν πολύ µικρό βαθµό ακρίβειας και µπορεί να οδηγήσουν σε λανθασµένες αποφάσεις ενίσχυσης του συστήµατος. Σύστηµα Μεταφοράς - Αποτελεί κύρια το κριτήριο ασφάλειας λειτουργίας. - εν λαµβάνει υπόψη τις βλάβες κοινής αιτίας του εξοπλισµού. - εν λαµβάνει υπόψη τις ιδιαίτερες συνθήκες τροφοδότησης των πελατών (καταναλωτών) και των σχετικών επιπτώσεων του κόστους αξιοπιστίας τους

11 Κόστος Αξιοπιστίας της Παροχής Ηλεκτρικής Ισχύος στους Καταναλωτές (Πελάτες) (Κόστος Απωλειών στους καταναλωτές από τις διακοπές της παροχής ηλεκτρικής ισχύος) Κόστος Συνολικό κόστος Κόστος Απωλειών Κόστος συστήµατος Βέλτιστη στάθµη Αξιοπιστία-Ποιότητα Βέλτιστη Στάθµη της ποιότητας παροχής ηλεκτρικής ισχύος 11 11

12 Συναρτήσεις Κόστους Αξιοπιστίας ( ιακοπών) για Βιοµηχανικούς Καταναλωτές σε 3 Χώρες 1$=0,88EURO, 1UK P=1,6$, 1$CAN=0,66$ 12 12

13 ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΟΣχεδιασµός του Ελληνικού Συστήµατος Παραγωγής και Μεταφοράς πρέπει να στηρίζεται σε σχετικές αναλύσεις της αξιοπιστίας λειτουργίας του (αλλαγές στους Κώδικες). Η Ανάλυση Αξιοπιστίας Λειτουργίας πρέπει να λαµβάνει υπόψη: - το συνδυασµένο σύστηµα παραγωγής και µεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και να στηρίζεται σε πιθανοτικά µοντέλα αναπαράστασης των λειτουργικών χαρακτηριστικών του - τις επιπτώσεις των υποδοµών του δικτύου Φυσικού Αερίου στην επάρκεια τροφοδότησης των σταθµών παραγωγής (βραχυχρόνια, µακροχρόνια) και στην ασφάλεια λειτουργίας του δικτύου µεταφοράς - τις επιπτώσεις της αυξανόµενης στάθµης διείσδυσης των ανανεώσιµων πηγών ενέργειας και διασπαρµένης παραγωγής (ιδιαίτερα των αιολικών πάρκων) - τις επιπτώσεις του κόστους απωλειών των πελατών του συστήµατος σε ενδεχόµενα µη τροφοδότησης τους 13 13

14 Ποιότητα Παροχής Ηλεκτρικής Ισχύος (Quality of Supply) εν υπάρχει ένας κοινά αποδεκτός ορισµός Περιλαµβάνει: ΑΞΙΟΠΙΣΤΙΑ ΠΑΡΟΧΗΣ: ιαθεσιµότητα ισχύος στους ζυγούς παροχής (Ολική ή Μερική Απώλεια Συνεχείας) ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΑΣΗΣ: Χαρακτηριστικά της κυµατοµορφής της τάσης στους ζυγούς παροχής Ένας ευρύτερος ορισµός θα µπορούσε να συµπεριλάβει τις ΣΧΕΣΕΙΣ ΜΕ ΤΟΥΣ ΠΕΛΑΤΕΣ 14 14

15 Ποιότητα Παροχής Ηλεκτρικής Ισχύος Αποκτά ιδιαίτερο ενδιαφέρον µετά τις δραστικές αλλαγές που έχουν συµβεί και στο νέο θεσµικό ανταγωνιστικό περιβάλλον της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Αποτελούσε στόχο σε εθνικό επίπεδο. Αποτελεί θέµα εµπορικής συναλλαγής µεταξύ των εταιρειών παροχής ηλεκτρισµού και των πελατών τους. Ήταν µία παράµετρος της ανάλυσης των συστηµάτων παροχής ηλεκτρικής ενέργειας µε σαφείς επιπτώσεις. Είναι µία παράµετρος που έχει σαφείς επιπτώσεις στις οικονοµικές συναλλαγές

16 Βασικοί είκτες: Αξιοπιστία Παροχής Ηλεκτρικής Ισχύος σε Καταναλωτές (Πελάτες) Ρυθµός βλαβών (διακοπών) σε γεγ./έτος Μέσος χρόνος διακοπών σε ώρες Συνολικός χρόνος διακοπών σε ώρες/έτος Μη Τροφοδοτούµενη Ενέργεια σε ΜWh/έτος Μέσο Μη Τροφοδοτούµενο Φορτίο σε ΜW Κύρια Αίτια: Τεχνικοί περιορισµοί που προκαλούνται από ενδεχόµενα βλαβών στις γεννήτριες ή στον εξοπλισµό του συστήµατος µεταφοράς. Εµπορικές Συναλλαγές: Κόστος παροχής σε ένα από τα συµβαλλόµενα µέρη µεγαλύτερο από το σχετικό πρόστιµο για τη µη τήρηση των όρων της σύµβασης (π.χ. Κόστος συµφόρησης µεγαλύτερο από το πρόστιµο)

17 Αξιοπιστία Παροχής Ηλεκτρικής Iσχύος σε Καταναλωτές (Πελάτες) Υπολογισµός εικτών: ιεθνείς οργανισµοί έχουν καθορίσει ένα σύνολο δεικτών για τους καταναλωτές (πελάτες) οι οποίοι πρέπει να υπολογίζονται από τις επιχειρήσεις ηλεκτρισµού. Ανάπτυξη κατάλληλων και αποδοτικών συστηµάτων που επιτρέπουν τη συλλογή δεδοµένων για τη λειτουργική απόδοση των συστηµάτων (βλάβες εξοπλισµού και διακοπές παροχής ισχύος σε πελάτες)

18 Κύρια χαρακτηριστικά: Ποιότητα Τάσης Συχνότητα, µέγεθος, κυµατοµορφή, συµµετρία φάσεων Κύρια προβλήµατα: αποκλίσεις από την ονοµαστική συχνότητα αποκλίσεις από τις ανοχές του µεγέθους της τάσης βυθίσεις τάσης µεταβατικές υπερτάσεις αρµονικές ασυµµετρία φάσεων 18 18

19 Καταγραφή των αιτίων που δηµιουργούν τα προβλήµατα, των επιπτώσεων και των µεθόδων για τον περιορισµό τους Σε διάφορες χώρες έχουν καθορισθεί όρια για τα κύρια χαρακτηριστικά της ποιότητας τάσης στα συστήµατα µεταφοράς και διανοµής ηλεκτρικής ενέργειας 19 19

20 Απαιτήσεις Ποιότητας για τους Τελικούς Χρήστες Οι καταναλωτές ενδιαφέρονται για τη συνέχεια της παροχής ισχύος στον εξοπλισµό τους και το συνολικό κόστος της. Ένα µικρό µέρος καταναλωτών έχουν ιδιαίτερες τεχνικές απαιτήσεις διότι διαθέτουν σχετικό εξοπλισµό. Η στάθµη ποιότητας επηρεάζει το κόστος. Οι καταναλωτές είναι διατεθειµένοι να καλύψουν µόνο το κόστος της απαιτούµενης ποιότητας. Οι απαιτήσεις ποιότητας µπορούν να µειωθούν για να µειωθεί αντίστοιχα το κόστος. Απαιτείται να εφαρµοσθεί ένα συνολικό επιχειρηµατικό σχέδιο Ποιότητας 20 20

21 Απαιτήσεις Ποιότητας για τους Παραγωγούς Αξιοπιστία του σηµείου σύνδεσης στο σύστηµα µεταφοράς ή διανοµής για να υπάρχει συνέχεια της παροχής ισχύος ή των επικουρικών υπηρεσιών Προβλήµατα συµφόρησης στο σύστηµα µεταφοράς δεν είναι επιθυµητά αλλά µπορεί να ευνοήσουν µερικούς παραγωγούς Μειωµένες χρεώσεις για τη χρήση του συστήµατος Απαιτείται να εφαρµοσθεί ένα συνολικό επιχειρηµατικό σχέδιο Ποιότητας 21 21

22 Απαιτήσεις Ποιότητας Προµηθευτών Οι Προµηθευτές δεν σχετίζονται άµεσα µε το σχεδιασµό και τη λειτουργία των εγκαταστάσεων του συστήµατος. Ο κύριος ρόλος τους είναι η παρουσίαση των δικαιωµάτων των πελατών τους σε διαπραγµατεύσεις µε τις αντίστοιχες επιχειρήσεις παροχής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι υπηρεσίες που παρέχουν µπορεί να επικεντρωθούν µόνο στις χαµηλές τιµές ή να συµπεριλάβουν τεχνικές υποστήριξης που αφορούν απαιτήσεις ποιότητας. Οι απαιτήσεις ποιότητας θα αποτελέσουν ένα σηµαντικό θέµα εάν οι διαδικασίες προµήθειας ηλεκτρικής ενέργειας επεκταθούν σηµαντικά στο µέλλον 22 22

23 Νέες Ρυθµίσεις στο Ανταγωνιστικό Περιβάλλον της Αγοράς Ηλεκτρικής Ενέργειας α) Οικονοµικές αποζηµιώσεις καταναλωτών (πελατών) Έχουν αναπτυχθεί σχέδια σε διάφορες χώρες για: πρόστιµα στις επιχειρήσεις ηλεκτρισµού όταν δεν ικανοποιούνται οι απαιτούµενες προδιαγραφές της ποιότητας παροχής (πρόστιµα από τη Ρυθµιστική Αρχή ή αποζηµίωση των καταναλωτών) αποζηµιώσεις σε καταναλωτές για όλες τις διακοπές της παροχής ηλεκτρισµού β) ) Στάθµη ποιότητας ανάλογα µε τις ανάγκες των καταναλωτών ιαφορετικά τιµολόγια ανάλογα µε την επιθυµητή στάθµη αξιοπιστίας-ποιότητας 23 23

24 γ) ) Απαιτούµενες ενέργειες καθορισµός κριτηρίων και ορίων ποιότητας σύγκριση διαφόρων προτύπων µέτρηση των δεικτών αξιοπιστίας-ποιότητας πρόστιµα και αποζηµίωση για µη συµµόρφωση µε τα πρότυπα επίλυση διαφορών 24 24

25 Σ ΥΜ Π Ε Ρ Α Σ Μ Α Τ Α Το νέο ανταγωνιστικό περιβάλλον της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας έχει προκαλέσει σηµαντικές αλλαγές σε όλα τα θέµατα που αφορούν την αξιοπιστία λειτουργίας των Σ.Η.Ε. Τέτοιες αλλαγές έχουν ήδη παρατηρηθεί στο Ελληνικό Σύστηµα Ηλεκτρικής Ενέργειας. Ο ρόλος του ιαχειριστή Συστήµατος Μεταφοράς είναι σηµαντικός για να εξασφαλίσει την ασφαλή και αξιόπιστη µεταφορά της ηλεκτρικής ισχύος στο σύστηµα µε διαφανή, αντικειµενικά και αµερόληπτα κριτήρια. Απαιτείται να εφαρµοσθούν νέα βελτιωµένα εργαλεία και µέθοδοι που θα επιτρέπουν την εκτίµηση της αξιοπιστίας λειτουργίας των Σ.Η.Ε. και των επιπτώσεών τους στους πελάτες τους (χρήση πιθανοτικών κριτηρίων, όχι εµπειρικών κριτηρίων)

26 Σ ΥΜ Π Ε Ρ Α Σ Μ Α Τ Α (συνέχεια) Οι Κώδικες πρέπει να προσαρµοσθούν κατάλληλα λαµβάνοντας υπόψη τις εκτιµήσεις της αξιοπιστίας λειτουργίας του συστήµατος και του κόστους της για τις µελέτες σχεδιασµού και λειτουργίας του. Οι σχέσεις των επιχειρήσεων ηλεκτρισµού µε τους πελάτες τους λαµβάνουν ιδιαίτερη σηµασία. Πρέπει να καθορισθούν στάθµες αξιοπιστίας - ποιότητας και απαιτήσεις ποιότητας οι οποίες πρέπει να συσχετισθούν µε τα τιµολόγια των καταναλωτών (πελατών)