Notiek prezentācijas ielādēšana. Lūdzu uzgaidiet

Notiek prezentācijas ielādēšana. Lūdzu uzgaidiet

Energosistēmu darbība un vadība tirgus apstākļos Prof. Antans Sauhats

Līdzīgas prezentācijas


Prezentācija par tēmu: "Energosistēmu darbība un vadība tirgus apstākļos Prof. Antans Sauhats"— Prezentācijas transkripts:

1 Energosistēmu darbība un vadība tirgus apstākļos Prof. Antans Sauhats

2 Saturs Tēmas aktualitāte Latvijas enerģētika Kaimiņvalstu enerģētika
Par enerģijas tirgiem Nordpool enerģijas tirgus Kā notiek plānošana un režīma vadība Matemātiskie pamati Piemēri

3 Tēmas aktualitāte Enerģētika jau simtiem gadu ir cilvēku sabiedrības attīstības pamats. No primitīviem ugunskuriem, krāsnīm, vējdzirnavām un zirgu spēka, ko izmantoja ēdiena gatavošanai, mājokļa apsildīšanai un kravu pārvadāšanai, cilvēce ir nonākusi līdz mūsdienu rūpniecībai, transporta un sakaru sistēmām, kuras nav iedomājamas bez mūsdienīgiem, kvalitatīviem un drošiem enerģijas avotiem. Tieši elektroenerģijai piemīt īpašības, kuras nodrošina tai priekšrocības izmantošanai industriālās, automatizētās ražošanas, transporta un sakaru sistēmās. Labklājības un dzīves līmeņa celšanās stimulē vajadzību pēc enerģētiskajiem pakalpojumiem. Enerģijas patēriņš pastāvīgi aug; gaidāms, ka šī tendence saglabāsies arī pārskatāmā nākotnē un veicinās tālāku elektroenerģētikas sistēmu attīstību.

4 Tēmas aktualitāte Pasaules iedzīvotāju skaita pieaugums, energoresursu ierobežotība un tiekšanās pēc mūsdienu civilizācijas piedāvātajiem labumiem ir radījuši grandioza apmēra energosistēmas. Var apgalvot, ka enerģētiskās sistēmas ir vienas no sarežģītākajām cilvēka darbības rezultātā radītajām mākslīgajām tehniskajām sistēmām. Tajās ietilpst tūkstošiem ģeneratoru, transformatoru, simtiem tūkstošu kilometru elektropārvades līniju un miljoniem patērētāju. Energosistēmas darbības uzturēšanai un attīstībai jebkurā valstī ir nepieciešami nozīmīgi ieguldījumi. Patērētāji neatkarīgi no ģeneratoriem maina savu enerģijas pieprasījumu atbilstoši savām vēlmēm. Visi energosistēmas elementi funkcionē kā vienota sistēma. Energosistēmas darbību lielā mērā ietekmē daudzi dabas faktori: temperatūra, vēja ātrums, apgaismojuma līmenis u. tml. Darbības apstākļu izmaiņas rada nepieciešamību mainīt arī energoobjektu darbības režīmu. Taču daudzus faktorus nav iespējams precīzi izmērīt vai pat aprakstīt kā varbūtīgus lielumus. Tāpēc daudzi lēmumi jāpieņem nenoteiktības apstākļos.

5 Tēmas aktualitāte Enerģijas patēriņa pieaugums, energosistēmu pieaugošie izmēri, energosistēmu sarežģītība un nozīmīgums, energonesēju cenu pieaugums, gadījuma rakstura faktoru un nenoteiktības ietekme – viss minētais aktualizējis virkni nopietnu ar enerģētiku saistītu problēmu [12]; [28]; [59]: Energoapgādes efektivitāte un pieejamība. Diemžēl dažādu iedzīvotāju slāņu dzīves līmenis atšķiras pat attīstītās un ar enerģiju nodrošinātās valstīs. Vēl lielākas ir dzīves līmeņa atšķirības starp industriāli attīstītām valstīm un attīstības valstīm. Nodrošinājums ar energoresursiem dažādās pasaules vietās ir ārkārtīgi nevienmērīgs. Tā rezultātā ceturtdaļai planētas iedzīvotāju vēl joprojām nav piekļuves elektroenerģijas avotiem un līdz ar to arī vairumam mūsdienu civilizācijas sniegto labumu. Galvenais tā iemesls ir trūcīgajiem iedzīvotāju slāņiem nepieejamā enerģijas cena. Enerģijas cenu pieaugums bremzē ražošanas attīstību un attiecīgi ierobežo iespējas risināt daudzas sociālās un vides problēmas.

6 Tēmas aktualitāte Energoapgādes drošums. Cilvēce pakāpeniski pieradusi un pielāgojusi savu dzīvesveidu apstākļiem, kas nav iedomājami bez garantētas enerģijas piegādes. Mūsdienu pilsētas, rūpniecības uzņēmumi, transporta sistēmas pat īslaicīgu energoapgādes pārtraukumu gadījumos cieš postījumus un liela apmēra ekonomiskus zaudējumus, tām draud avārijas un katastrofas pat ar iespējamiem lieliem cilvēku upuriem. Ietekme uz vidi. Enerģijas ražošana praktiski nav iespējama, neietekmējot klimatu, gaisa un ūdens baseina stāvokli, dabas ainavas un tā rezultātā arī cilvēku dzīves vidi. Ilgtspējīgums. Mūsdienu sabiedrības enerģijas avotu pamat resursu ierobežotība. Lai gan pēdējās desmitgades laikā ievērojami pieaudzis atjaunojamo avotu saražotās enerģijas apjoms, sagaidāms, ka gandrīz 85% no saražotās enerģijas apjoma pieauguma būs saistīti ar fosilā kurināmā patēriņa pieaugumu.

7 Tēmas aktualitāte Minētās problēmas ir cieši savstarpēji saistītas. Šo savstarpējo saistību ir nepieciešams ievērot mēģinājumos veidot racionālas energoapgādes shēmas. Vēl vairāk, var apgalvot, ka šo problēmu aplūkošanai atsevišķi visbiežāk nav jēgas un tā ved pie maldinošiem, nepareiziem rezultātiem un secinājumiem. Enerģētikas attīstības problēmu kompleksas aplūkošanas nozīme ir vispāratzīta, taču praksē sastopamas situācijas, kurās tiek piedāvāti, pamatoti un pat realizēti risinājumi un projekti, kuri nepietiekamā mērā aptver visas iepriekš nosauktās problēmas. Nosaukto problēmu nopietnība kļuvusi par iemeslu starptautiskā līmenī pieņemtiem lēmumiem par energosistēmu restrukturizāciju un tirgus apstākļu un mehānismu izmantošanu energosistēmu attīstības un darbības vadībā. Energosistēma tiek sadalīta daudzās juridiski neatkarīgās, savstarpēji konkurējošās daļās. Tieši konkurence ir galvenais faktors, kas var nodrošināt racionālu energosistēmu attīstību. Konkurences apstākļos neizbēgami pirmām kārtām izdzīvos uzņēmumi, kuri pieņem pareizus, tehniski un ekonomiski pamatotus lēmumus.

8 Tēmas aktualitāte Sistēmas sadalīšana vairākās daļās samazina vadāmo objektu izmērus, šķiet, ka vienkāršojas vadības un lēmumu pieņemšanas modeļi un algoritmi, taču vienlaicīgi rodas jaunas problēmas, kas pirmam kārtām saistītas ar konkurentu darbības savstarpēju ietekmi. Pārmaiņu nepieciešamību energosistēmās izraisa darbības apstākļu izmaiņas. Jāatzīmē, ka pārmaiņas enerģētikā, kuras saistītas ne tikai ar restrukturizāciju un tirgus mehānismiem īpaši strauji pēdējās desmitgadēs notikušas Latvijā un citās Baltijas valstīs. Strauji mainījies enerģijas pieprasījums, cenas, standarti. Kļuvusi pieejama vesela virkne jauno tehnoloģiju enerģijas ražošanā un sadalē (tvaika-gāzes tehnoloģijas, izkliedētie ģeneratori, alternatīvie avoti, elegāzes iekārtas, jauna tipa vadi, energoelektronikas iekārtas). Notikušās izmaiņas savukārt izraisījušas nepieciešamību realizēt lielu skaitu projektu. Projektu realizācijas gaitā daudzos gadījumos veidojas nenoteiktības apstākļi. Šo apstākļu ievērošanu lēmumu pieņemšanas procesā var izmantot ekonomisko uzdevumu risinājumu būtiskai uzlabošanai. Var tikt izmantoti spēļu teorijas paņēmieni. Diemžēl enerģētikas uzdevumos šāda pieeja tiek izmantota tikai atsevišķos gadījumos. Šo darbu var uzskatīt par virzītu uz nenoteiktības apstākļu negatīvās ietekmes mazināšanu, izstrādājot enerģētisko sistēmu attīstības projektus.

9 Eiropas enerģētikas tīkls
ENERGIJA PASAULĒ Eiropas enerģētikas tīkls

10 ENERGIJA PASAULĒ Nord Pool Spot is the power market for Sweden, Norway, Denmark, Finland, Estonia, Latvia and Lithuania

11 Lithuania-Poland interconnection will connect the Western and Central European electricity network (Austria, Belgium, Bosnia, Bulgaria, Czech Republic, West Denmark, Greece, Spain, Italy, Montenegro, Croatia, Poland, Luxembourg, Macedonia, France, The Netherlands, Portugal, Romania, Serbia, Slovak Republic, Slovenia, Switzerland, Hungary, Germany) with the Baltic state networks.

12 Zviedrija Nuclear power in Sweden
Nuclear power in Sweden include in total ten reactors. Swedish nuclear power is owned by the state company Vattenfall, Finnish Fortum and German E.ON. Sweden imports uranium from Australia, Canada, Russia and Namibia. Vattenfall imports from Namibia and E.ON from Canada and Russia.

13 Zviedrija Hydropower A very large amount of the electricity is produced by Hydroelectric power plants. The largest ones are predominantly located on the Lule River in the northern part of the country, but a few large and a lot of medium plants are located in the middle part of the country. Throughout the whole country are also more than 1100 smaller plants. Today there's about 46 plants with a capacity of 100 MW and over, 18 with 200 MW and over, and 6 with 400 MW and over. The largest one is very close to 1000 MW. No new plants other than ones owned by private persons are planned, mainly because of that the unharnessed rivers are protected by law and the regulated ones do not have more rapids to regulate. Most plants were built between

14 Zviedrija Wind power in Sweden
In 2008 Wind power was produced 2 TWh.[1] As of 2008, Sweden produced 1.6% of electricity with wind power. The European average was 4.1%.[9] [6] At the end of 2010 installed wind capacity met 3.2% of Swedish and 5.3% of the EU’s electricity needs. According to the Swedish National Action Plan (2010) for the European Union 2009 Renewable Energy Directive the Swedish government plan is 8% wind power of electricity (12.5 TWh) in 2020.[10] The Swedish Energy Agency recommended in 2007 a target of 30 TWh of wind power in 2020.[11] The annual electricity use was in average 146 TWh in 2000–2009. According to the Swedish National Action Plan (2010) the electricity use will be 156 TWh in 2020 giving 7% rise from the period 2000–2009 average (12.5TWh wind power is 8% of total = 12.5/0.08=156TWh)[10]

15 Zviedrija -9.2 mln. iedz. Biofuels
In 2008 the supply of biofuel in electricity production was 12.3 TWh in 2008 and 13.3 TWh in 2009. Fossil fuels In 2008 the fossil fuel supplies for electricity production were: oil 1 TWh, natural gas 1 TWh and coal 3 TWh.

16 Norvēģija -4.75 mln. Iedz. Installed capacity -30.46 GW
Share of fossil energy -4% Share of renewable energy 96% Average electricity use -27 MWh annually per capita

17 Lietuva KRUONIS pumped storage PP
With fully filled upper reservoir the plant can generate 900 MW for about 12 hours.

18 Lietuva -3.2 mln. Iedz. The Elektrėnai Power Plant or Lithuania Power Plant (Lithuanian: Lietuvos elektrinė) is an 1,800-MW electrical generating station

19 Igaunija 1.3 mln. Iedz. In 2014, electricity consumption in Estonia with grid losses was 8.1 TWh a year. By September 2014, the net installed capacity of the Estonian electricity system was 2713 MW. However, real possible net generation is lower, as it depends on repairs to equipment and emergencies and on the available production from wind and hydro-powered generation. By September 2014, 301 MW of wind parks had joined the Estonian electricity system, of which MW were directly connected to the main grid. At the moment the record production of wind parks is 279 MW, achieved on December 10th, 2014 between 14:45 and 14:50.The Elektrėnai Power Plant or Lithuania Power Plant (Lithuanian: Lietuvos elektrinė) is an 1,800-MW electrical generating station

20 Latvijas ražotāji

21 Baltijas elektroenerģijas bilance 2016
Baltijas elektroenerģijas bilance gadam (patēriņš 30 TWh, ģenerācija 25 TWh)

22 ENERGIJA BALTIJAS VALSTĪS
IGAUNIJĀ – degslānekļa atradņu izmantošana LATVIJĀ – hidro resursi LIETUVĀ – ražota atomenerģija Baltijas valstu karte Enerģētikas drošumam nozīmīgi objekti: - pazemes gāzes krātuve Inčukalnā, Latvijā - naftas rūpnīca Mažeiķos, Lietuvā

23 1. ENERGOUZŅĒMUMU REŽĪMU VADĪBAS ĪPATNĪBAS ELEKTROENERĢIJAS TIRGUS APSTĀKĻOS
1.1.att. Energouzņēmumu režīmu plānošana un vadība Elektrisko staciju vadības režīma vadības uzdevumu sadale laikā

24 Matemātiskā modeļa teorētiskais formulējums Uzdevuma struktūra
Optimizācijas uzdevuma vispārinātā struktūrshēma Uzdevuma specifika: Ieejas un izejas procesi ir tikai daļēji novērojami; optimizācija notiek uz prognožu pamata.

25 Tirgus shēma

26 Divi elektrības tirgus veidi :
Tirgus shēma Divi elektrības tirgus veidi : Izšķirošas cenas („marginal pricing”), kad nosaka līdzsvara cenu tirgus dalībniekiem; Maksa, ka solīji („pay-as-bid”).

27 Tirgus brīvības pakāpe
Tirgus brīvības pakāpe. Var nosaukt divus robežgadījumus: Pilnīgi brīvais tirgus, kad enerģijas plūsmas tiek noteiktas tikai ar pieprasījumu un cenām. Šinī gadījumā, jebkurš enerģijas patērētājs ir līdzvērtīgs citiem iepērkamās enerģijas cenas ziņā; Ierobežotas brīvības tirgus. Šinī gadījumā enerģijas plūsmas daļēji tiek noteiktas ņemot vērā pārvades līniju tehniskos ierobežojumus. Tiek izveidotas dažas cenu zonas ( var būt valstu vai to reģionu robežas).

28 Priekšlikums tirgus operatoram

29 Spēļu teorijas izmantošana energoapgādes plānošanas uzdevumā
ENERGOPLĀNOŠANA Spēļu teorijas izmantošana energoapgādes plānošanas uzdevumā

30 uzdevums “IESLODZĪTĀJS”
ENERGOPLĀNOŠANA uzdevums “IESLODZĪTĀJS” NEŠA līdzsvars Pirmais cietumnieks atzīstās 6 / / 1 Pirmais cietumnieks neatzīstās 1 / / 3 Ieslodzīto stratēģijas Otrais cietumnieks atzīstās Otrais cietumnieks neatzīstās Kooperatīva rīkošana

31 Ražošanas modeļa izveide.TEC

32 Ražošanas modeļa izveide.TEC . HES

33 Patēriņš un apgrozījums salidzīnājumā ar Skandināvijas valstīm
2013.gads (TWh) [21] Patēriņš Diennakts uz priekšu darījumu tirgus Palīgpakalpojumu tirgus Regulēšana augšup Regulēšana lejup Pērk Pārdod DK 33,5 29,4 31,0 0,03 14,5 6,9 FI 81,4 50,7 38,7 0,012 16,94 3,95 NO 128,1 122,8 120,9 0,32 62 63,3 SE 137,5 129,5 139,0 0,02 25 11 LV 6,7 2,9 0,5 - EE 7,9 7,3 10,7 >0,01* LT 9,7 8,0 6,3

34 SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA
Koģenerācija – vienlaicīga elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošana

35 Rīgas siltumapgāde

36 Siltuma pieprasījums gadā

37 ENERGOPLĀNOŠANA PAMATPROBLĒMAS
Katra uzņēmuma peļņa ir atkarīga ne tikai no paša uzņēmuma pieņemtajiem realizācijas lēmumiem, bet arī no citu uzņēmumu stratēģijām. Konkurējošo uzņēmumu intereses atšķiras. Rezultātā vienlaicīga visu uzņēmumu maksimāla peļņa nav iespējama!

38 VIEGLĀK NONĀKT PIE LABĀKA RISINĀJUMA, KAD VAR NORUNĀT KOPĪGO RICĪBU!
ENERGOPLĀNOŠANA Problēmu atrisināšanai izmanto scenāriju pieeju. Var izmantot vienu no spēļu teorijas pamata kritērijiem (Min-Max, Minimal Risk, Hurwitz, Laplace) TEORIJAS NOZĪME – veidot koalīciju (apvienoties - papildus peļņas ieguves nolūkā) VIEGLĀK NONĀKT PIE LABĀKA RISINĀJUMA, KAD VAR NORUNĀT KOPĪGO RICĪBU!

39 Siltumapgādes sistēmas pamat sastāvdaļas
SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA Siltumapgādes sistēmas pamat sastāvdaļas - Siltuma avoti - Siltuma pārvades sistēmas - Siltuma patērētāju sistēma Galvenās centralizētas siltumapgādes priekšrocības: 1. Viszemākās izmaksas 2. Visaugstākā kurināma izmantošanas efektivitāte 3. Viszemākais kaitīgo izmešu līmenis 4. Visaugstākā siltumapgādes drošība 5. Augsts un patērētājiem pievilcīgs servisa līmenis

40 SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA
Rīgas pilsētas siltuma centrāles un TEC shematiskais izvietojums (Labais, Kreisais krasts AC ”Rīgas siltums” un VAS “Latvenergo”)

41 SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA
Centralizētā siltumapgāde Helsinkos, Stokholmā un Rīgā. Rādītāji Mērvien. Helsinki Stokholma Rīga Iedzīvotāju skaits tūkst. 559 765 731 Iedzīvotāju blīvums cilv/km2 ~3000 ~2407 Vidējās āra gaisa temperatūras janvārī tC -6 -2,9 -4,7 Centralizēti piegādātā s/e patērētājiem gadā tūkst./MWh/a 6520 6400 3400 Publiskā un nedzīvojamā sektora daļa no centralizēti piegādātās s/e % 49,7 ~33 27 Vidējais īpatnējais s/e patēriņš ēkās gadā kWh/m2/a kWh/m3/a (120) 40,1 163 (54) 231 (77) Nosacīti s/e patēriņš attiecināts uz vienu pilsētas iedzīvotāju gadā MWh/iedz./a 12,4 12,5 9,1

42 SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA RĪGAS PILSĒTĀ
Patērētāju siltumenerģijas sagaidāmie apjomi Patērētāju siltumslodzes Nepieciešamās siltuma jaudas siltuma avotos

43 Rīgas pilsētas iedzīvotāju izmaiņas un prognoze
SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA RĪGAS PILSĒTĀ Rīgas pilsētas iedzīvotāju izmaiņas un prognoze

44 Rīgas pilsētas dzīvojamās platības izmaiņas un prognoze
SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA RĪGAS PILSĒTĀ Rīgas pilsētas dzīvojamās platības izmaiņas un prognoze

45 SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA RĪGAS PILSĒTĀ
Rīgas pilsētas dzīvojamās platības izmaiņas un prognoze uz vienu iedzīvotāju

46 Labā krasta labākie CSS attīstības varianti:
SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA RĪGAS PILSĒTĀ Labā krasta labākie CSS attīstības varianti: 1. Variants – CSS attīstība ar četriem siltuma avotiem: TEC-1, TEC-2, jaunu SC “Vējzaķusala” un rekonstruētu SC “Ķengarags”; 2. Variants – CSS attīstība ar trīs siltuma avotiem: TEC-1, TEC-2, rekonstruētu SC “Ķengarags”: TEC-1 paplašināt (uz 2009/10 apkures sezonu); TEC-2 un SC “Ķengarags” rekonstrukcija (uz 2009/10 apkures sezonu); Sūkņu stacijas PSS-4 izbūvi uz siltumtīklu maģistrāls M-14; atgaitas cauruļvada posmā starp K un K

47 Labā krasta operatīva siltumtīklu shēma
SILTUMAPGĀDES PLĀNOŠANA RĪGAS PILSĒTĀ Labā krasta operatīva siltumtīklu shēma

48 PALDIES PAR UZMANIBU! Enerģētikas nākotne ir mūsu rokās!


Lejuplādēt ppt "Energosistēmu darbība un vadība tirgus apstākļos Prof. Antans Sauhats"

Līdzīgas prezentācijas


Google reklāma