Energetikai gazdaságtan

Az előadások a következő témára: "Energetikai gazdaságtan"— Előadás másolata:

1 Energetikai gazdaságtan
Gazdaságos üzemvitel terheléselosztás indítás leállítás csúcsvitel © Gács Iván (BME)

2 Cél: költségminimum Üzemvitel csak a változó költséget módosíthatja.
Cél: villamosenergia-igény kielégítése minimális (változó) költség mellett Évi (évi átlagos) változó költség: Pillanatnyi változó költség: © Gács Iván (BME) 2017

3 Költségminimum két blokk esetén
Célfüggvény: a két blokk összes változó költségének minimuma Feltétel: az igényeket ki kell elégíteni Szélsőérték megkeresése: ? mert a feltételi egyenletből: © Gács Iván (BME) 2017

4 hőfogyasztás (q) fogalmát:
Növekmény költség jelentése: mennyi többletköltséget okoz 1 kWh (1 GJ) többlet villamosenergia megtermelése vezessük be a fajlagos hőfogyasztás (q) fogalmát: evvel: © Gács Iván (BME) 2017

5 Növekmény hőfogyasztás
© Gács Iván (BME) 2017

6 Növekmény hőfogyasztás
© Gács Iván (BME) 2017

7 Terhelés elosztás két gép között
ha az optimum feltétele: ha a szerkesztés menete ugyanez, de qΔ helyett a kΔ használandó, több gép esetén hasonló módon, de több görbével © Gács Iván (BME) 2017

8 Gyakorlati megvalósítás
több gép esetén: sok görbe vízszintes metszékeinek összegzése, eltérő hálózati veszteségek figyelembevétele a hálózati növekménnyel, iteráció: terheléselosztás → hálózati terhelési kép →hálózati veszteség → új terheléselosztás … © Gács Iván (BME) 2017

9 Első diszpécser központ
1938 – tól: Váci út, néhány erőmű (Kelenföldi, Bánhidai, Phőbus (Újpesti) és Révész utcai), operatív beavatkozás, elsősorban üzemzavar-kisegítés, önálló távközlési rendszer © Gács Iván (BME) 2017

10 Teherelosztó,Budai Vár, Úri utca 72.
1962–től vonalzós rendszer, egész erőműrendszer irányítása © Gács Iván (BME) 2017

11 1978-tól Petermann bíró utca:
Induláskor 2 db. Hitachi HIDIC-80 on-line számítógép, a maga korában a legkorszerűbb rendszer © Gács Iván (BME) 2017

12 Indítás, leállítás (érdemes-e leállítani egy blokkot?)
n blokkal üzemelő rendszer változó költsége: kΔ P Pmin,n kΔ,n © Gács Iván (BME) 2017

13 Indítás, leállítás (érdemes-e leállítani egy blokkot?)
n-1 blokkal üzemelő rendszer változó költsége: kΔ P Pmin,n kΔ,n kΔ,n-1 Pmin,n-1 megtakarítás: © Gács Iván (BME) 2017

14 Üzemköltség megtakarítás
P Pmin,n kΔ,n kΔ,n-1 Pmin,n-1 Pmin,n P © Gács Iván (BME) 2017

15 Mikor érdemes leállítani?
P éjszakai völgyidőszak Pmin,n τle τind τ © Gács Iván (BME) 2017

16 Érdemes leállítani? indítás költsége: tüzelőanyag, villamos energia,
pótvíz, egyéb anyagok. Q ind, ind τ állás © Gács Iván (BME) 2017

17 Villamosenergia piac Mi lesz csökkenő piaci ár mellett? Sok szereplő:
több termelő (erőmű) ad árajánlatot több kereskedő képviseli a fogyasztókat, vásárolnak nyereség évi költség bevétel Ft/kWh meredekség, Ft/kWh: fajlagos változó költség piaci egységár fedezeti pont költség veszteség Mi lesz csökkenő piaci ár mellett? árbevétel eladott energia, kWh/év © Gács Iván (BME) 2017

18 ! Villamosenergia piac Csökkenő piaci ár esetén: meredekség, Ft/kWh:
költség, bevétel Ft/kWh meredekség, Ft/kWh: fajlagos változó költség piaci egységár költség veszteség ! csökkenő veszteség nincs fedezete az állandó költségnek árbevétel termelni érdemes, de erőművet építeni nem eladott energia, kWh/év © Gács Iván (BME) 2017

19 Merit order kereslet P, MW kínálati árak
EUR/MWh atomerőmű lignit feketeszén szénhidrogén kereslet piaci ár P, MW kínálati árak min: változó ktsg. terhelés állandó költség fedezete: a piaci ár és változó költség különbsége © Gács Iván (BME) 2017

20 Merit order + megújuló kereslet P, MW kínálati árak
atomerőmű lignit feketeszén szénhidrogén ár, EUR/MWh kereslet régi piaci ár új piaci ár P, MW kínálati árak min: változó ktsg. régi terhelés új terhelés állandó költség fedezete: a piaci ár és változó költség különbsége © Gács Iván (BME) 2017

21 Csúcsviteli módok Csúcsüzemű berendezések indítása, leállítása
nyíltciklusú gázturbinák (magas változó költség) vízerőművi egységek (nincs igazi változó költség) Rövididejű túlterhelések gázturbinák gőzerőművi blokkok Tárolásos csúcsviteli módok víztározás (helyzeti energia) levegő tározás (nyomás alatt) hőtárolás

22 Nyíltciklusú gázturbina
alacsony beruházási költség: olcsón, gyorsan építhető magas változó költség: alacsony hatásfok, drága üzemanyag gazdaságos terheléselosztásnál: magas növekmény költség  utolsónak terhelődik fel könnyű, gyors, olcsó indíthatóság: elsőként kerül leállításra piacon a merit order végére kerül: csak magas igény esetén tud eladni © Gács Iván (BME) 2017

23 Gazdaságos terheléselosztás
Hőerőművi egységek között: azonos növekmény költségek © Gács Iván (BME) 2017

24 Vízerőművi egység jelleggörbéi
Analóg fogalmak: fajlagos vízfelhasználás növekmény vízfelhasználás Bevezethető egy fiktív „vízár” : pV Evvel a fiktív növekményköltség: © Gács Iván (BME) 2017

25 Terheléselosztás hőerőművi és vízerőművi egységek között
Napi tározás lehetséges! hőerőművek Ha a napi vízfogyasz- tás nem egyezik meg a rendelkezésre álló napi vízmennyiséggel, a „fiktív vízárat” (pV) addig kell változtatni, amíg az egyezés létrejön. © Gács Iván (BME) 2017

26 Minimális vízáteresztési igény
Jelleggörbét -nál el kell vágni (kis esésű folyami vízerőműveknél) Pmin © Gács Iván (BME) 2017

27 Szivattyús-tározós vízerőmű
üzem vízturbina üzem © Gács Iván (BME) 2017

28 Szivattyús-tározós vízerőmű
napi üzemköltség megtakarítás: © Gács Iván (BME) 2017

29 Légtározós gázturbina
K G T Pl. KWU 93.4 (kerekített számok): PT = 450 MW PK = 300 MW PG = 145 MW 1,5x (5 MW veszteség) töltés kisütés PT [MW] 450 PK [MW] 445 PG [MW] töltés ideje kb. kétszerese a kisütés idő- tartamának © Gács Iván (BME) 2017

30 Forróvíz tárolás a táprendszerben
Töltés: 1.5-szeres tápvíz áram többlet a tárolót tölti PKE : 7…10% csökkenés Kisütés: tápvíz-előmelegítés leáll, tápvíz a hőtárolóból megy a kazánba, PKE : 14…20% növekedés 1.5 x © Gács Iván (BME) 2017