Igor petryk wartsila_17_10_2013
-
Upload
ecolife-journal -
Category
Documents
-
view
327 -
download
0
description
Transcript of Igor petryk wartsila_17_10_2013
1 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author
Концепция интеллектуального производства
электроэнергии
17 октября 2013 г.
Игорь Петрик
Электростанции Wärtsilä
Бизнес• Станции 20…600 МВт• На газообразном и жидком топливе
• Подрядчик станций «под ключ» и
производитель двигателей
• 54 ГВт установленной мощ-ти в 169 странах
2012• Продажи 1,5 млрд евро
• Полученные заказы – 70 проектов
480 MW Flexicycle™
Wärtsilä в России
• Более 30 лет
• 52 реализованных проекта
• Безукоризненная репутация в распределенной генерации
• Электростанции для промышленных и коммунальных предприятий,
изолированных систем, нефтегазовой отрасли
3 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name /
Author
Информационный повод...
• Заказ на станцию 110 МВт, г. Тихвин Ленинградской обл.
• Объявлено о подписании контракта – в мае 2013 г.
• Окончание строительства – в конце 2014 г.
• Самая большая станция Wärtsilä в России
• Образец концепции «Интеллектуального производства
электроэнергии»
4 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author 4 © Wärtsilä
5 © Wärtsilä 16
October 2013
Presentation name /
Балансирование ГЭС
Бразилия, 330 МВт
Техас, США, 200 МВт
6 © Wärtsilä
Быстрый игрок на рынке
Элеринг, Эстония, 250 МВт
7 © Wärtsilä
Сверхбыстрый резерв сети
8 © Wärtsilä
Принципы Smart Power Generation
Smart
Power
Generation
Энерго
эффективность
МанѐвренностьТопливная
гибкость
• Неограниченные пуски и остановы без влияния на ТО
Быстрый пуск
и набор нагрузки- 30 с от пуска
станции до
синхронизации
- 5 мин до 100 %
нагрузки
• Высокий КПД на разных режимах• -50 % станции нетто, Flexicycle™
• -46 % станции нетто, простой цикл
• -Диапазон нагрузок ~ 3 … 100 %
• Быстрый останов-1 мин до полной остановки
• Эксплутационная гибкость при неизменном КПД
“Дело на миллиард долларов”…
9 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author
Исходная позиция в 2012“Подвергнуть сомнению
принятые практики”На выходе
Ка
ли
фо
рн
ия
-2020
Ве
ли
ко
бр
ита
ни
я-
2020
Системный оператор
Калифорнии объявил:
“Для сокращения
эксплуатационных
расходов системы, в
Калифорнии требуется
ввод 5.5 ГВт новых
мощностей ПГУ и ГТУ”
Департамент энергии и
изменения климата
заявил:
“Рынок Великобритании
должен обеспечить 4.8
ГВт новых мощностей
ПГУ для сокращения
расходов потребителей”
• $890 млн. в год
экономии без
дополнительных
инвестиций
• 50 % ниже затраты
на регулирование
• Все издержки
прозрачны
• $870 млн. в год
экономии без
дополнительных
инвестиций
• 50 % ниже затраты
на регулирование
• Все издержки
прозрачны
Отчет KEMA DNV
2012 г.:
“Путем моделирования
всей калифорнийской
системы, мы покажем
затраты на систему”
“Существует
альтернативная
технология”
Отчет Redpoint
2012 г.:
“Для принятия
правильных решений
необх. моделирование
всех системных затрат
будущих мощностей”
“Гибкая мощность дает
огромную экономию”
Поиск оптимальных энергосистем
ДИ
НА
МИ
ЧЕ
СК
ОЕ
М
ОД
ЕЛ
ИР
-Е •Оптимиз-я режимов парка мощностей для сокращения себестоимости генерации и выбросов всей системы
•Вводные данные
Особенности технологий
Нагрузки
Погодные условия
Системные требов-я
•Эксплуатация с-мы, оптимизированная по себестоимости почасово
АР
ХИ
ТЕ
КТ
УР
А Э
НЕ
РГ
ОС
ИС
ТЕ
МЫ
•Задачи будущей энергосистемы?
Сокращение CO2
Надежность
Издержки
•Доступные технологии
•Сценарии мощности
•Сценарии спроса
•Сценарии цены
•Размещение объектов
•Эксплуат. философия
Надежность Экологичность
Доступность
Smart
Power
System
ЭФ
ФЕ
КТ
О
Т О
ПТ
ИМ
ИЗ
АЦ
ИИ
•Результаты сценариев
Эксплуатационные расходы системы
Эмиссия CO2
•Требования по оперативному резерву и себестоимость
ШАГ 1 ШАГ 2 ШАГ 3
• При статической
оптимизации
энергосистем ШАГ 1
обеспечивал адекватную
информацию для
принятия «правильных»
решений по развитию
портфеля генерирующих
мощностей
• Использование
динамической
оптимизации
позволило увидеть
«скрытые издержки» и
изменить подход к
определению
оптимальной
конфигурации мощ-тей
Потребность системы в резервировании
Три главных причины резервирования:
1. Внеплановые отключения
электростанций и/или ЛЭП
2. Отклонение спроса (нагрузки)
от прогноза
3. Отклонение выработки ВИЭ от
прогноза
1
2
3
Системный оператор обязан предусмотреть достаточные
оперативные резервы для безусловного обеспечения потребностей
в электороэнергии в режиме реального времени
Объем оперативного резерва
4
3
2
1
1ч 2ч 3ч 4ч0ч
~ 2 x наибольших
блока
1.5 % нагрузки
3 x1.5 % нагрузки
Требования по 4-часовому резерву для системы 50 ГВт, крупнейший блок 1 ГВт
99.7 % надежности =
2,250 МВт резерв
нагрузки
Аварийный резерв =
2,000 МВт
SUM= 99.99 %
надежности
+
Резерв первичного регулирования
Резерв вторичного регулирования
Резерв третичного регулирования
Для обеспечения целевой надежности
системы Системный оператор
ОБЯЗАН зарезервировать 4,3 ГВт
мощностей
ГВт
Стоимость резерва зависит от технологии
Предоставляя резерв, электростанции работают на частичной нагрузке, что
понижает их электрический КПД. Это вызывает дополнительную себестоимость,
часто «скрытую» и не монетизированную.
75%
78%
80%
83%
85%
88%
90%
93%
95%
98%
100%
50% 60% 70% 80% 90% 100%
Re
lati
ve e
ffic
ien
cy
Relative output
Relative part load efficiency per technology
SPG
GT-HD
CCGT-HD
Индустр ГТУ
Индустр ПГУ
SPG
Относительный КПД частичной нагрузки в завис. от технологии
Отн
оси
тел
ьны
й К
ПД
Относительная нагрузка
Удовлетворение спроса на энергию
14 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author
1000 МВт
1000 МВт
1000 МВт
500 МВт
500 МВт
500 МВт
500 МВт500 МВт
100%
50%
100%
50%
Спрос 4500 МВт
Предложение 4500 МВт
Мощность
Цена
Penergy
Спрос
34%
30%
34%
30%
100%
50%
34%
30%
100%
50%
40%
35%100%
50%
40%
35%
100%
50%
40%
35%
100%
50%
55%
48%
100%
50%
55%
48%
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПДНагр Эл КПД
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПДНагр Эл КПД
Penergy= Цена удовлетворения спроса
Удовлетв. спроса на энергию + резерв
15 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author
1000 МВт
1000 MW
1000 МВт
500 МВт
500 МВт
500 МВт
500 МВт500 МВт
100%
50%
100%
50%
Спрос 4500 МВт +
резерв 500 МВт
Предложение 4500 МВт+
+500 МВт резервПредложение 4500 МВт
Мощность
Цена
PEnergy
Спрос
PReserve
PReserve > PEnergy
34%
30%
34%
30%
100%
50%
34%
30%
100%
50%
40%
35%100%
50%
40%
35%
100%
50%
40%
35%
100%
50%
55%
48%
100%
50%
55%
48%
Эл КПД
Эл КПД
Эд КПДЭл КПД
Эл КПД
Эл КПД
Эл КПДЭл КПД
Penergy= Цена удовлетворения спроса
PReserve= Цена удовлетворения спроса + требование по резерву
Нагр
Нагр
Нагр
Нагр
Нагр
Нагр
НагрНагр
Удовлетв. спроса на энергию + резерв c SPG
16 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author
1000 МВт
1000 МВт
1000 МВт
500 МВт
500 МВт
500 МВт
500 МВт500 МВт
100%
50%
100%
50%
Спрос 4500 MВт +
Резерв 500 МВт
Предложение 4500 МВт
+500 МВт резерв
Предложение 4500 МВт
Мощность
Цена
PEnergy
Спрос
PReserve = PEnergy
34%
30%
34%
30%
100%
50%
34%
30%
100%
50%
40%
35%100%
50%
40%
35%
100%
50%
40%
35%
100%
50%
55%
48%
100%
50%
55%
48%
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПДНагр Эл КПД
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПД
Нагр Эл КПДНагр Эл КПД
Penergy= Цена удовлетворения спроса
PReserve= Цена удовлетворения спроса + требование по резерву
Есть новый способ резервирования…
Эл.
КПД
55 %
400 МВт
Эл.
КПД
48 %
200 МВт
200 МВт
резерв
ной
мощ-ти
Эл.
КПД
51%
ПГУ 400 МВт
работает на
полной
нагрузке
ПГУ 400 МВт
работает на
частичной
нагрузке
ПГУ 200 МВт
начала
выработку
энергии
Традиционный путь покупки резервов
Эл.
КПД
55 %
ПГУ 400 МВт
работает на
полной
нагрузке
200 МВт
резерв
ной
мощ-ти
SPG 200 МВт в
горячем
резерве
Новый путь
•Использовать гибкие генераторные агрегаты с быстрым пуском
•Выгода 1 = Оптимизация режимов всего парка (нет необходимости
эксплуатировать электростанции на частичных нагрузках)
•Выгода 2 = Нет необходимости запускать дорогостоящую генерацию для
выработки энергии
Электрический КПД 50 % Электрический КПД 55 %
Выводы из двух исследований систем
18 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author
1,200 $
млн
600 $
млн
Базовый
вариант
Гибкий
вариант
Ежегодная
экономия
затрат
(- 50 %)
Калифорния – стоимость регулирования
2020
1500
$ Млн
0
7501,600 $
млн
740 $
млн
Гибкий
вариант
Ежегодная
экономия
затрат
(- 54 %)
Великобритания – стоимость
регулирования 2020
1,500
$ Млн
0
750
•Обычно часть затрат на регулирование (сетевые услуги) спрятана в тарифах на
передачу и эта стоимость не учитывается при моделировании энергосистем
•При оптимизации парка генерирующих мощностей ВСЕ эксплуатационные
затраты системы должны быть приняты во внимание
Базовый
вариант
Существует большой потенциал экономии
19 © Wärtsilä 16 October 2013 Presentation name / Author
• Данные для развития механизма рынка
• Эффект от технологии
• $870 млн в год (5% от эксплуатац. расходов
системы) без дополнительн. инвест. затрат
• На 54% ниже стоимость регулирования
системы
Исследование Redpoint
• Точнее информация для планирования
будущего портфеля генерирующих мощностей
• Эффект от технологии
• $890 млн в год (11% от эксплуатац. расходов
системы) без дополнительн. инвест. затрат
• На 50% ниже стоимость регулирования
системы
Исследование KEMA DNV
Links to the studies: www.smartpowergeneration.com/downloads
Doc.ID: Revision: Status:20/ © Wärtsilä
WARTSILA.COM