WIND energy integration

in Low Inertia Power

SystemFakultet elektrotehnike i računarstva

Sveučilište u Zagrebu

Zagreb WINDLIPS Presentation

O projektu

• Prof.dr.sc. Igor Kuzle

Voditelj:

• 36 mjeseci (1.1.2018. – 31.12.2020.)

Trajanje:

• 2.4 mil. Kn

Fond:

Zagreb WINDLIPS Presentation 2

Potpora i sudionici

projekta

▪ Hrvatska zaklada za znanost

▪ Potpora projektu

▪ Hrvatski operator prijenosnog

sustava d.o.o.

▪ Potpora i partner projektu

▪ HEP-Proizvodnja d.o.o.

▪ Potpora i partner projektu

Zagreb WINDLIPS Presentation 3

Projektni tim

Prof. dr. sc. Igor Kuzle igor.kuzle@fer.hr

Prof. dr. sc. Nenad Debrecin nenad.debrecin@fer.hr

Prof. dr. sc. Tomislav Tomiša tomislav.tomisa@fer.hr

Prof. dr. sc. Davor Grgić davor.grgic@fer.hr

dr. sc. Perica Ilak perica.ilak@fer.hr

Mateo Beus, mag. ing. el. mateo.beus@fer.hr

Matej Krpan, mag. ing. el. matej.krpan@fer.hr

Goran Grdenić, mag. ing. el. goran.grdenic@fer.hr

Tomislav Baškarad, mag. ing. el. tomislav.baskarad@fer.hr

Josip Đaković, mag. ing. el. josip.djakovic@fer.hr

Zagreb WINDLIPS Presentation 4

Projektni tim

dr. sc. Igor Ivanković igor.ivankovic@hops.hr

dr. sc. Miroslav Mesić miroslav.mesic@hops.hr

Antun Andrić, dip. Ing. antun.andric@hops.hr

dr. sc. Renata Rubeša renata.rubesa@hops.hr

Goran Levačić, dipl. ing. goran.levacic@hops.hr

Boris Avramović, dipl. ing. boris.avramovic@hops.hr

dr. sc. Kristijan Frlan kristijan.frlan@hops.hr

Ivan Tolić, mag. ing. El. ivan.tolic@hops.hr

Zagreb WINDLIPS Presentation 5

Projektni tim

mr. sc. Nenad Švarc nenad.svarc@hep.hr

Marko Špoljarić, mag. ing. el. marko.spoljaric@hep.hr

Tomislav Robina, mag. ing. el. tomislav.robina@hep.hr

Zagreb WINDLIPS Presentation 6

Problematika

Povećanom integracijom vjetroelektrana u EES:

▪ Smanjuje se konstanta tromosti EES-a,

▪ Smanjuje se stabilnost sustava na neravnotežu djelatne snage – veća odstupanja frekvencije

▪ Povećava se udio teško predvidljive proizvodnje koja ne sudjeluje u pomoćnim uslugama –potreba za fleksibilnošću sustava

VARIJABILNOST I NESIGURNOST

POTROŠNJE

VARIJABILNOST I NESIGURNOST OIE

UZ SMANJENJE TROMOSTI SUSTAVA

POREMEĆAJI

ZAHTJEVI ZA FLEKSIBILNOST

ELEKTRANE

UPRAVLJANJE POTROŠNJOM

SPREMNICI ENERGIJE

IZVORI FLEKSIBILNOSTI

RAZMJENA ENERGIJE

DINAMIČKE ZNAČAJKE FREKVENCIJE

ODSTUPANJA OSCILACIJE

Koordinirano upravljanje

f

t

f

t

Zagreb WINDLIPS Presentation 7

Ciljevi

Identificiranje statičkih i dinamičkih

parametara hrvatskog EES-a

Razvoj matematičkog modela za

istraživanje frekvencijske

stabilnosti EES-a

Razvoj nove strategije upravljanja

i zakonodavnog okvira za sustav s

visokim udjelom OIE

Ekonomski kvantificirati

pružanje pomoćnih usluga OIE

Zagreb WINDLIPS Presentation 8

Metodologija

▪ Izrada matematičkog modela:

▪ Inercijski odziv agregata i primarna regulacija frekvencije i djelatne snage uz sudjelovanje VE i FN

PROIZVODNI PORTFELJ

RAZMJENAENERGIJE

NAČIN VOĐENJA SUSTAVA

ZAŠTITA SUSTAVA

POGONSKASTANJA

SUSTAVA

OPTEREĆENJE

POGONSKISCENARIJI

MOGUĆI POREMEĆAJI

FREKVENCIJSKI ODZIV SUSTAVA

SADAŠNJE STANJE

FREKVENCIJSKI ODZIV SUSTAVAU BUDUĆNOSTI

PLANOVI RAZVOJA SUSTAVA

SCENARIJI PORASTA UDJELA

OIE

PROMJENA NAČINA

VOĐENJA EES-A

PRIMJENA NOVIH

TEHNIČKIH RJEŠENJA

PROMJENA MREŽNIH

PRAVILA ZAOIE

SUDJELOVANJE OIE U

POMOĆNIM USLUGAMA

SUSTAVAZagreb WINDLIPS Presentation 9

Radni plan

▪ Ukupno 6 radnih grupa (paketa)

▪ Zaposleno dvoje novih doktoranada

Upravljački odbor

Projektni menadžment

WP1 WP2 WP3 WP4 WP5 WP6

Igor Ivanković, MSc Prof. Igor Kuzle Perica Ilak, PhD Renata Rubeša, Phd Nenad Švarc, MSc

Definicija koncepta radnog okvira

Potencijal fleksibilnosti OIE

Optimizacijsko i simulacijsko

modeliranje pogona EES-a male tromosti

Validacija modela na stvarnim sustavima

Regulatorni i tržišni aspekti konstante

tromosti u EES-ima budućnosti s visokim

udjelom OIEProf. Davor Grgić

Prošireni model EES-a budućnosti s

malom tromošću i visokim udjelom OIE

Zagreb WINDLIPS Presentation 10

Prof. dr. sc. Igor Kuzle, FER

dr. sc. Igor Ivanković, HOPS

mr. sc. Nenad Švarc, HEP

Znanstveni koordinatori:

Prof. dr. sc. Davor Grgić, FER

dr. sc. Renata Rubeša, HOPS

mr. sc. Nenad Švarc, HEP

Sazivanje sastanaka

Prikupljanje izvještaja od radnih skupina

Odluke o značajnijim izmjenama na projektu

Odgovorni za evaluaciju

znanstvenih rezultata,

izvještaje i publiciranje

rezultata.

Radna grupa 1

▪ WP1 – Definicija koncepta radnog okvira - zadatci

▪ Pregled tehničke i znanstvene literature.

▪ Analiza mogućnosti OIE za pružanje pomoćnih usluga sustava.

▪ Prikupljanje tehničkih i ekonomskih podataka EES-a Hrvatske.

▪ Pogonski scenariji s postojećim načinima vođenja i sistemskim zaštitama.

▪ Rekonstrukcija mini hidroelektrane u laboratoriju za napredne mreži.

Zagreb WINDLIPS Presentation 11

dr. sc. Igor Ivanković, HOPS - voditelj

Prof. dr. sc. Igor Kuzle, FER

mr. sc. Nenad Švarc, HEP

Prof. dr. sc. Tomislav Tomiša, FER

dr. sc. Miroslav Mesić, HOPS

mr. sc. Nenad Švarc, HEP

Radna grupa 1

▪ WP1 – Definicija koncepta radnog okvira - isporuke

▪ Izvještaj o mogućnostima OIE za pružanje pomoćnih usluga sustava.

▪ Osuvremenjen laboratorij za napredne elektroenergetske mreže.

▪ Podatci o tehnologijama OIE u RH.

Zagreb WINDLIPS Presentation 12

dr. sc. Igor Ivanković, HOPS - voditelj

Prof. dr. sc. Igor Kuzle, FER

mr. sc. Nenad Švarc, HEP

Prof. dr. sc. Tomislav Tomiša, FER

dr. sc. Miroslav Mesić, HOPS

mr. sc. Nenad Švarc, HEP

Radna grupa 2

▪ WP2 – Potencijal fleksibilnosti OIE - zadatci

▪ Pregled tehničke i znanstvene literature.

▪ Istraživanje postojećih tehnologija VE i FN elektrana s obzirom na dinamičke značajke istih.

Zagreb WINDLIPS Presentation 13

Prof. dr. sc. Igor Kuzle, FER - voditelj

Prof. dr. sc. Nenad Debrecin, FER

Goran Levačić, dipl. ing., HOPS

Boris Avramović, dipl. ing., HOPS

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 2

▪ WP2 – Potencijal fleksibilnosti OIE - isporuke

▪ Izvještaj s konstantom tromosti H svih agregata u sustavu uključujući OIE uz pregled tehnologija postojećih VE i FN elektrana u EES-u Hrvatske.

▪ Definiranje izvora fleksibilnosti i pripadnih potencijala s obzirom na zahtjeve sustava i tehničke mogućnosti.

Zagreb WINDLIPS Presentation 14

Prof. dr. sc. Igor Kuzle, FER - voditelj

Prof. dr. sc. Nenad Debrecin, FER

Goran Levačić, dipl. ing., HOPS

Boris Avramović, dipl. ing., HOPS

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 3

▪ WP3 – Optimizacijsko i simulacijsko modeliranje pogona EES-a male tromosti - zadatci

▪ Izrada statičkog modela prijenosne mreže.

▪ Izrada dinamičkih modela svih elemenata EES-a.

Zagreb WINDLIPS Presentation 15

dr. sc. Perica Ilak, FER - voditelj

dr. sc. Renata Rubeša, HOPS

Antun Andrić, dipl. ing., HOPS

Matej Krpan, mag. ing., FER

Goran Grdenić, mag. ing., FER

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 3

▪ WP3 – Optimizacijsko i simulacijsko modeliranje pogona EES-a male tromosti - isporuke

▪ Ocjena najznačajnijih utjecaja na pogon elektroenergetskog sustava s malom tromosti.

▪ Statički i dinamički model elektroenergetskog sustava.

▪ Statička stanja EES-a na temelju stvarnih mjerenja u NDC-u i validacija statičkog modela.

Zagreb WINDLIPS Presentation 16

dr. sc. Perica Ilak, FER - voditelj

dr. sc. Renata Rubeša, HOPS

Antun Andrić, dipl. ing., HOPS

Matej Krpan, mag. ing., FER

Goran Grdenić, mag. ing., FER

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 4

▪ WP4 – Validacija modela na stvarnim sustavima - zadatci

▪ Laboratorijska ispitivanja na minijaturnom elektroenergetskom sustavu.

▪ Usporedba simulacijskih odziva sa zapisima stvarnih poremećaja.

G

AC Trošila DC Trošila

Ba

terijs

ko

skla

diš

te

AC

230V

DC

110V

Mini VE

10x130 W

10x140 W

6x200 W

6x150 W

SE 4800 W

Ele

ktrič

na

vo

zila

HE20 kVA

cos fi 0,5

GMini HE

5.5 kW

cos fi 0.78

GTE

15 kVA

cos fi 0,86

GMini TE

2,5 kVA

cos fi 0,8

GEES

AC/DC

3x2000W

AC/DC

3x2000W

DC/AC

3x1800W

6x150Ah

12V

32x100Ah

3,2V

Snaga proizvodnje u AC

mreži je oko

30 kW

Snaga proizvodnje u DC

mreži je oko

25 kW

Zagreb WINDLIPS Presentation 17

dr. sc. Renata Rubeša, HOPS - voditelj

mr. sc. Kristijan Frlan, HOPS

Ivan Tolić, dipl. ing, HOPS

Tomisav Robina, HEP

Mateo Beus, mag. ing., FER

Matej Krpan, mag. ing., FER

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 4

▪ WP4 – Validacija modela na stvarnim sustavima - isporuke

▪ Predstavljanje rezultata laboratorijske demonstracije.

▪ Validacija s mjerenjima iz WAMS sustava nekih snimljenih poremećaja iz prošlosti.

▪ Postojeći zapisi dinamičkih pojava.

G

AC Trošila DC Trošila

Ba

terijs

ko

skla

diš

te

AC

230V

DC

110V

Mini VE

10x130 W

10x140 W

6x200 W

6x150 W

SE 4800 W

Ele

ktrič

na

vo

zila

HE20 kVA

cos fi 0,5

GMini HE

5.5 kW

cos fi 0.78

GTE

15 kVA

cos fi 0,86

GMini TE

2,5 kVA

cos fi 0,8

GEES

AC/DC

3x2000W

AC/DC

3x2000W

DC/AC

3x1800W

6x150Ah

12V

32x100Ah

3,2V

Snaga proizvodnje u AC

mreži je oko

30 kW

Snaga proizvodnje u DC

mreži je oko

25 kW

Zagreb WINDLIPS Presentation 18

dr. sc. Renata Rubeša, HOPS - voditelj

mr. sc. Kristijan Frlan, HOPS

Ivan Tolić, dipl. ing, HOPS

Tomisav Robina, HEP

Mateo Beus, mag. ing., FER

Matej Krpan, mag. ing., FER

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 5

▪ WP5 - Prošireni model EES-a budućnosti s malom tromošću i visokim udjelom OIE - zadatci

▪ Budući energetski mix i konstanta tromosti sustava za planirani razvoj EES-a.

▪ Vjetroagregati koji sudjeluju u pomoćnim uslugama

▪ Modeli upravljive potrošnje

▪ Baterijski spremnici energije

▪ Analiza različitih udjela OIE na kratkoročne i dugoročne prilike u EES-u

Zagreb WINDLIPS Presentation 19

Izv. prof. dr. sc. Davor Grgić, FER - voditelj

dr. sc. Perica Ilak, FER

Boris Avramović, dipl. ing., HOPS

Goran Grdenić, mag. ing., FER

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 5

▪ WP5 - Prošireni model EES-a budućnosti s malom tromošću i visokim udjelom OIE - isporuke

▪ Popis problema i prijedlog rješenja vezanih za integraciju velike količine VE i FN elektrana.

▪ Cjeloviti popis zahtjeva za priključenja novih VE i većih FN elektrana u Hrvatskoj. Kreiranje vjerojatnih scenarija za buduću integraciju OIE uz predviđanje lokacija u EES-u.

▪ Izvještaj s konceptima upravljanja VE s umjetno sintetiziranom (virtualnom) tromosti.

Zagreb WINDLIPS Presentation 20

Izv. prof. dr. sc. Davor Grgić, FER - voditelj

dr. sc. Perica Ilak, FER

Boris Avramović, dipl. ing., HOPS

Goran Grdenić, mag. ing., FER

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 6

▪ WP6 - Regulatorni i tržišni aspekti konstante tromosti u elektroenergetskim sustavima budućnosti s visokim udjelom OIE - zadatci

▪ Analiza postojećih regulativa u jugoistočnoj Europi

▪ Izrada preporuka za uvođenje virtualne inercije u sustavima vođenja VE i FN

▪ Ocjena ekonomske koristi pružanja pomoćnih usluga od strane OIE

Zagreb WINDLIPS Presentation 21

mr. sc. Nenad Švarc, HEP - voditelj

Prof. dr. sc. Igor Kuzle, FER

dr. sc. Perica Ilak

mr. sc. Igor Ivanković, HOPS

Antun Andrić, dipl. ing., HOPS

Marko Špoljarić, mag. ing., HEP

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Radna grupa 6

▪ WP6 - Regulatorni i tržišni aspekti konstante tromosti u elektroenergetskim sustavima budućnosti s visokim udjelom OIE - isporuke

▪ Izvještaj s presjekom regulative vezane za priključenje OIE na jugoistoku Europe.

▪ Promjena mrežnih pravila vezanih za mogućnost pružanja inercijskog odziva OIE te njihovo sudjelovanje u pomoćnim uslugama sustava

Zagreb WINDLIPS Presentation 22

mr. sc. Nenad Švarc, HEP - voditelj

Prof. dr. sc. Igor Kuzle, FER

dr. sc. Perica Ilak

mr. sc. Igor Ivanković, HOPS

Antun Andrić, dipl. ing., HOPS

Marko Špoljarić, mag. ing., HEP

Tomislav Baškarad, mag. ing. el.

Josip Đaković, mag. ing. el.

Isporuke

• 10 konferencijskih radova • 5 radova u časopisima• Specijalne sesije• Radionice

EEEIC 2018, Palermo, Italija

IEEE PES General Meeting, Portland, SAD

HRO CIGRE, Rovinj

MEDPOWER 2018, Cavtat, 12-15.11.2018.Zagreb WINDLIPS Presentation 23

Zahvala

„This work has been supported in part by the Croatian Science

Foundation under the project WINDLIPS – WIND energy integration in

Low Inertia Power System (grant No. HRZZ-PAR-02-2017-03).”

„Istraživanje je provedeno u sklopu projekta WINDLIPS – WIND energy

integration in Low Inertia Power System Hrvatske zaklade za znanost,

br. HRZZ-PAR-02-2017-03.

Zagreb WINDLIPS Presentation 24

Doktorandi u HOPS-u i u obilasku

postrojenja HEP-Proizvodnje

▪ Provođenje nekoliko dana mjesečno doktoranada u HOPS-u u svrhu prikupljanja podataka

▪ Posjet postrojenjima HEP-Proizvodnje i postrojenjima OIE

Kontakt

• http://windlips.com/

Web stranica:

• Igor.kuzle@fer.hr

Kontakt email:

Zagreb WINDLIPS Presentation 26

Hvala na pažnji

Zagreb WINDLIPS Presentation 27