ÚVOD DO PROBLEMATIKY

Probíhající transformace energetiky v souladu se strategickými cíli EU, konkrétně zvyšující se míra zapojení intermitentních obnovitelných zdrojů elektřiny (zejména fotovoltaických a větrných) do dodávek elektrické energie při postupném odstavování tradičních „špinavých“ točivých zdrojů (např. uhelných), zvyšuje významně potřebu dalších (alternativních) rezervních zdrojů elektřiny poskytujících krátkodobé služby výkonové rovnováhy (SVR) pro zajištění vyvážení okamžité bilance mezi výrobou a spotřebou elektrické energie v elektrizační rozvodné soustavě ČR.

ZÁKLADNÍ PŘEHLED O SVR/PPS

SVR jsou podkategorií podpůrných služeb (PpS), které nakupuje a využívá národní provozovatel přenosové elektrizační soustavy ČEPS, a. s.  Tento správce má klíčovou roli v zajišťování stability a kvality dodávek elektrické energie na území ČR.

Povinností správce je udržovat systémovou rovnováhu mezi produkcí a spotřebou elektrické energie. To zahrnuje udržování frekvence a napětí v rámci předepsaných limitů a zajištění nepřerušeného průtoku elektřiny k zákazníkům.

Tento proces vyžaduje správné vyvážení mezi výrobou a spotřebou elektrické energie. V případě vyšší spotřeby oproti výrobě je nutné zajistit dodatečný výkon, a naopak při nižší spotřebě je třeba snížit výrobu nebo zvýšit spotřebu.

Poskytovatelé SVR provozují certifikované agregační bloky (AB), do kterých mohou zahrnout energetická zařízení různého typu (zejména výrobní zdroje, jako jsou vodní elektrárny, plynové kogenerační jednotky, motorgenerátory, nově i bateriové systémy apod.)

V tomto případě představují poskytovatelé SVR tzv. agregátory flexibility, přičemž flexibilitou je označována schopnost na povel změnit množství odebírané/dodávané elektřiny z/do elektrizační soustavy v daném časovém intervalu (oproti původně předpokládaným diagramům odběru/dodávky).

Individuální zařízení náležející do daného AB jsou řízeny z řídících systémů agregátorů na základě konsolidovaných povelů, které jsou danému agregátorovi vydávány z dispečerského řídícího systému ČEPS.

Současná krize v oblasti elektroenergetiky, strategické ohrožení některých základních a tradičních zdrojů elektrické energie a z toho plynoucí hrozby blackoutů s velkými ekonomickými dopady jasně ukázaly, jak vysoká může být funkční i ekonomická hodnota služeb výkonové rovnováhy. A to zejména ve chvílích, kdy je trh s energiemi narušen a rozrušen. Díky silné korelaci cen SVR s cenou silové elektřiny na energetických trzích přineslo v posledním období poskytovaní služeb výkonové rovnováhy (SVR) nadstandardní ekonomické výsledky (demonstrované mj. prudce rostoucími výdaji ČEPS na tuto oblast). To přitáhlo k těmto, jinak velmi specializovaným, službám velkou pozornost i ze stran podnikatelů, kteří se energetice do té doby nijak specificky nevěnovali.

AGREGÁTOR – je subjekt využívající flexibilitu od většího počtu výrobců/spotřebitelů. Jedná se o prostředníka mezi výrobnou a provozovatelem přenosové soustavy ČEPS. Jeho služby pokrývají vše od dispečinku, obchodování s elektřinou a predikcí vývoje cen, až po poskytování podpůrných služeb.

Primární možností většiny partnerů je poskytnutí dané části časové a výkonové flexibility (odběru/výroby elektřiny) energetických zařízení do agregačního bloku některého ze stávajících agregátorů. Alternativní možností je usilování o získání statutu samostatného poskytovatele SVR (vytvoření vlastního AB), která ovšem vyžaduje hluboké znalosti a dlouhodobější přípravu v technické, regulačně-právní i personálně-kompetenční oblasti. Tato varianta je obvykle spojena s vyššími inherentními riziky neúspěchu, se značnými časovými a finančními nároky (odhadem 18 až 24 měsíců) a v důsledku se ztrátami z nerealizovaných výnosů z poskytování SVR (ušlé příležitosti). Je dokonce pravděpodobné, že pro danou disponibilní výši výkonové flexibility (např. pro několik málo MW) takový postup nebude ani rentabilní.

Schématické znázornění řízení agregačních bloků

Jakými prostředky ČEPS zajišťuje systémové služby

ČEPS, neboli Česká elektrizační přenosová soustava, zajišťuje stabilní a bezpečný chod elektrické přenosové soustavy v České republice. K tomu využívá systémové služby, které jsou nezbytné pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti dodávek elektřiny. Mezi tyto služby patří primární, sekundární a terciální regulace, které spolu úzce souvisí a jsou nezbytné pro udržení rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektrické energie.

    • Primární regulace: Jejím úkolem je reagovat na okamžité změny v bilanci výroby a spotřeby elektrické energie. To je nezbytné pro udržení frekvence elektrického proudu v síti na požadované hodnotě, která v Evropě činí 50 Hz. Primární regulace je automatický proces, kdy generátory elektráren mají nastavenou určitou rezervu výkonu, která je okamžitě využita v případě potřeby. Tato regulace začíná působit během několika sekund od detekce odchylky.
    • Sekundární regulace: Pokud primární regulace není schopna sama vyrovnat rozdíl mezi výrobou a spotřebou, zapojuje se sekundární regulace. Tato regulace se snaží vrátit frekvenci i výkon do požadovaných hodnot. Jedná se o kontinuální automatickou regulaci, která je řízena z řídicího střediska a je založena na analýze aktuálního stavu sítě. Sekundární regulace zahrnuje také přeshraniční výměny energie s okolními přenosovými soustavami.
    • Terciální regulace: Tato regulace slouží k dalšímu jemnému doladění bilance výroby a spotřeby energie. Jedná se o manuální zásah do systému, který se aktivuje v případě, že primární a sekundární regulace nedokážou plně vyrovnat rozdíly. Terciální regulace zahrnuje například spuštění nebo zastavení dodatečných zdrojů výroby elektřiny, jako jsou plynové turbíny nebo vodní elektrárny.

 

ZÁLOHA PRO REGULACI VÝKONOVÉ ROVNOVÁHY S MANUÁLNÍ AKTIVACÍ (mFRR) – terciální regulace

  • Zálohy pro regulaci výkonové rovnováhy s manuální aktivací (mFRR) poskytují jednotky prostřednictvím změny hodnoty výkonu, tak jak je požadováno Dispečinkem ČEPS.
  • Aktivace mFRR probíhá buď jako plánovaná (SA) nebo přímá (DA). Plánovaná aktivace probíhá jen v daný (plánovaný) čas, na který je regulační energie ze zálohy mFRR nabízena. Přímá aktivace může proběhnout kdykoliv ve čtvrthodině následující po bodu plánované aktivace. Celou velikost mFRR musí být jednotka schopna poskytnout do 12,5 minut od požadavku.
  • U poptávky na plánovanou aktivaci může Dispečink ČEPS stanovit maximální cenu, za kterou může být poptávka akceptována (tzv. elastická poptávka). Ke stanovování této ceny Dispečink ČEPS využívá cenovou arbitráž k ceně služby aFRR.
  • mFRR je obstarávána jako asymetrická, kladná záloha (mFRR+) a záporná záloha (mFRR-) zvlášť.
  • Minimální množství poskytovaného mFRR na jedné jednotce: 1 MW
  • Maximální množství poskytovaného mFRR na jedné jednotce: 99 MW

 

ZÁLOHY PRO REGULACI VÝKONOVÉ ROVNOVÁHY S AUTOMATICKOU AKTIVACÍ (aFRR) – sekundární regulace

  • aFRR je zprostředkována pomocí změny hodnoty výkonu regulované jednotky, tak jak je požadováno z Dispečinku ČEPS regulátorem frekvence a salda předávaných výkonů (LFC)
  • Celou velikost aFRR musí být jednotka schopna poskytnout do 7,5 minut od požadavku.
  • aFRR je obstarávána jako asymetrická, kladná záloha (aFRR+) a záporná záloha (aFRR-) zvlášť.
  • Minimální množství poskytovaného aFRR na jedné jednotce: 1 MW
  • Maximální množství poskytovaného aFRR na jedné jednotce: 99 MW

 

Vývoj ceny mFRR+ v průběhu roku 2023

KLÍČOVÉ ROZDÍLY PRO VYUŽITÍ V OBLASTI SLUŽEB VÝKONOVÉ ROVNOVÁHY – SVR

Motorgenerátory KOHLER jsou vhodné pro využití v oblastí podpůrných služeb (SVR) díky svým níže uvedeným klíčovým vlastnostem:

 1. OPTIMALIZOVANÁ HLADINA HLUKU

Neoddiskutovatelnou prioritou značky KOHLER je snižování hlučnosti. Společnost se plně hlásí k politice snižování hlučnosti vně obestavěného prostoru: v souladu s evropskou normou pro hladinu hluku jsou prováděny pravidelné kontroly standardního sortimentu tak, aby byl zajištěn soulad s těmi nejpřísnějšími normami. Hodnoty hlučnosti jsou pak deklarovány protokolem měření přímo z výrobního závodu.

 

2. SPOLEHLIVÉ NAPÁJENÍ I V EXTRÉMNÍCH PODMÍNKÁCH

Klíčovým faktorem při výběru motorgenerátoru je také chlazení. Efektivní systém chlazení umožňuje udržet jmenovitý výkon generátoru, a to i v náročných – nebo i extrémních – podmínkách, kdy je okolní teplota velmi vysoká.

Generátory KOHLER vykazují úroveň ATB nejméně 40 °C v nepřetížitelném výkonu (Standby Power) a 45 °C při trvalém výkonu (Prime Power). To znamená, že při 40 nebo 45 °C, kdy někteří výrobci nedokážou nabídnout chlazení potřebné k tomu, aby jejich generátory mohly běžet na plný výkon, poskytují generátory KOHLER 100 % kapacitu bez omezení, což je při integraci do sítě ČEPS zásadním kritériem.

 

3. PLNÁ KONTROLA NAD SPOTŘEBOU PALIVA

Spotřeba paliva je při výběru motorgenerátoru jedním z rozhodujících kritérií. Spotřeba má přímý dopad na provozní náklady, a to nejen ekonomické, ale i environmentální.

Spotřeba motorgenerátorů KOHLER je optimalizována od samého počátku konstrukce a všechny komponenty jsou vybírány tak, aby dosahovaly co nejlepších poměrů s ohledem na spotřebu a vysoký výkon. Konstruktéři a technici KOHLER navíc vyvíjejí specifická řešení, která tento výkon dále zlepšují.

 

4. PROSTOROVÁ NENÁROČNOST – MASIVNÍ VÝKON

Prostorová náročnost motorgenerátoru – jak plošná, tak objemová – je jedním z hlavních parametrů instalace bez ohledu na limity cílového umístění. Motorgenerátory KOHLER díky inovativní konstrukci nabízejí masivní výkon v kompaktním provedení, a to jak v kapotovaném, tak v otevřeném provedení. 

 

5. I PŘI SKOKOVÉM ZATÍŽENÍ SE PRACUJE DÁL

Výkonnostní třída G odpovídá schopnosti generátoru absorbovat skokovou změnu zatížení v přechodných fázích se zachováním kvality vyrobené elektřiny z hlediska frekvence a napětí. Jedná se o zásadní faktor z hlediska zajištění optimálních výstupních parametrů.

Norma ISO 8528-5 stanovuje tři výkonnostní třídy: G1, G2 a G3, kdy G3 je nejvyšší, nejpřísnější kategorií. Společnost KOHLER klade na tento faktor velký důraz, neboť je klíčový pro těžký rozběh technologií s integrovanými motory a kriticky důležitá použití (datová centra, nemocniční vybavení atd.).

Motorgenerátory KOHLER pro služby SVR jsou standardně dodávány ve třídě provedení G3.

 

6. VYŠŠÍ BEZPEČNOST, ZÁRUKA OCHRANY

Zajištění bezpečnosti lidí a instalovaných zařízení pro služby SVR a další aplikace patří ke stěžejním cílům výrobní filozofie společnosti KOHLER. Oddělení výzkumu a vývoje denně pracuje na tvorbě bezpečných řešení pro různé oblasti a typy použití.

Níže uvedené body patří k zásadním prvkům, které jsou pro zajištění spolehlivé dodávky v rámci podpůrných služeb SVR důležité:

 

PŘEDEHŘEV GENERÁTORU

Předehřev chladiva ohřeje blok motoru a zajišťuje:

  • vyšší zátěžový výkon při nízkých teplotách
  • okamžité zatížení motoru
  • snížení kouřivosti při rozběhu
  • Předehřev pomocí cirkulace, který je možno zvolit u některých výkonových řad, umožňuje trvalý oběh chladiva a rovnoměrný ohřev, prodloužení životnosti motoru a výrazné snížení spotřeby elektrické energie pro předehřev

 

NABÍJEČKA BATERIÍ 

Nabíječky baterií KOHLER se dodávají v různých velikostech pro použití s bateriemi všech napětí a proudů na trhu. Laboratoře KOHLER provádějí zátěžové zkoušky, jejichž cílem je zajistit robustní konstrukci, zaručující bezporuchový start motorgenerátoru po celou dobu jeho životnosti.

 

PŘÍSTROJE A OVLÁDÁNÍ

Vzhledem k individuálním potřebám našich zákazníků KOHLER vyvíjí specifické řídicí a ovládací jednotky.

APM802 – umožňuje uživatelsky přívětivé, ergonomické a autonomní ovládání výrobních soustrojí a elektráren – vhodný zejména pro podpůrné služby SVR

– 12palcový barevný dotykový displej

– Navigační systém

– 100% použitelný bez nutnosti použití externího počítače

 

APM802 zajišťuje:

  • Řízení elektrocentrály a/nebo elektrárny v manuálním i automatickém režimu, stejně jako testy mimo zátěž nebo při zátěži.
  • Zobrazení mechanických a elektrických měření
  • Zobrazení stavu a událostí s časovým údajem (až 1000 událostí).
  • Nastavení parametrů přístupných zákazníkovi (časovače atd.)
  • APM802 je dodáván s vestavěným:
    • Software přístupný z externího počítače, tabletu nebo chytrého telefonu, který slouží k úpravě některých parametrů a zobrazení dat APM802
    • Konfigurace funkcí specifických pro danou lokalitu

 

 APM802 je navržen pro provoz za následujících podmínek:

  • Provozní teplota – 20 °C až + 60 °C
  • Vlhkost: 93 % při 40 °C
  • Index ochrany na přední straně: IP65
  • Elektronika je chráněna proti prachu a vlhkosti tropickým lakem.

 

7. ROBUSTNÍ KONSTRUKCE RÁMU & KVALITNÍ KAPOTÁŽE

Kvalita rámu i kapotáže je zásadním předpokladem životnosti motorgenerátoru. Kvalitní kapotáž chrání jeho komponenty a umožňuje provoz v extrémních podmínkách (vysoké teploty, prašné či písečné prostředí atd.). Společnost KOHLER si rámy a kapotáže vybírá podle velmi přísných kritérií; tyto komponenty jsou vyráběny ve Francii.

 

KVALITNÍ MATERIÁLY 

  • Kapotáž vyrobená z elektrogalvanizované oceli splňující evropská měřítka kvality
  • Rám chráněný dvouvrstvým lakem
  • Konstrukce s optimální ochranou proti korozi (prevence průniku a zachycování vody)
  • Vysoce odolný epoxidový lak s certifikací QUALICOAT, vyvinutý speciálně pro KOHLER.

 

ZKOUŠKY

  • Kapotáž a rám jsou monitorovány a testovány Francouzským institutem pro korozi (French Corrosion Institute); kapotáž má zaručenu odolnost 500 hodin ve slané mlze, rám pak 1000 hodin odolnosti proti slané mlze (dle normy ISO 12944 pro korozivní prostředí třídy C2)
  • Měsíční zkoušky v souladu s požadavky vzorků poskytnutých dodavateli
  • Roční zkoušky odolnosti proti UV záření
  • Posouzení odolnosti proti korozi a jejímu šíření
  • Testuje se těsnost každé palivové nádrže

 

BEZPEČNOST OSOB A MAJETKU

  • Zámky IP64 z nerezových materiálů
  • Ochrana osob před horkými a rotujícími částmi tak, aby byly v souladu s nejpřísnějšími normami (směrnice o strojních zařízeních 2006/42/ES)
  • Provádí se zkouška trvalého elektrického spojení sestavy kapotáže/rámu
  • Dvě zvedací oka pro zvedání (jeden na kapotáži, druhý na rámu), splňující podmínky pro bezpečnou manipulaci s generátorem
  • Výška rámu optimalizovaná pro snadnou manipulaci vysokozdvižným vozíkem
  • Ergonomický přístup pro snadnou údržbu a připojení generátoru
  • Rám s retenční vanou pro ochranu životního prostředí

 

8. SCHVÁLENO DO PROVOZU DLE NEJPŘÍSNĚJŠÍCH NOREM

Společnost KOHLER nikdy nesleví z kvality svých výrobků. Všechny její generátory jsou testovány v laboratoři, která je jednou z pouhých dvou laboratoří na světě, které mají akreditaci pro testování motorgenerátorů s výkonem přes 10 kW

  • Motorgenerátory jsou navrženy a vyrobeny v závodě certifikovaném dle standardů ISO 9001:2015 a ISO 14001:2015.
  • Společnost KOHLER také pracuje v souladu s politikou společenské odpovědnosti podniků (Corporate Social Responsibility, CSR)
  • Generátory a jejich součástí se jsou navrhovány a vyráběny v závodě společnosti, jsou testovány při výrobě a splňují následující platné normy a předpisy

9. JISTOTA BEZPROBLÉMOVÉHO PROVOZU: TESTOVÁNÍ A ANALÝZY KVALITY

Každý generátor KOHLER je vyroben a před odesláním plně otestován. Operátoři otestují jeho hlavní parametry, jako je deklarovaný výkon a ověří jeho soulad se všemi požadavky. Každoročně jsou tak testovány desetitisíce motorgenerátorů těmi nejpřísnějšími postupy, které jsou dvakrát ročně podrobeny auditu v rámci certifikace ISO 9001. Koncový uživatel se tak může plně spolehnout na připravenost generátoru k provozu bez ohledu na zvolený výkon nebo konfiguraci.

 

10. HVO: ZELENÁ ALTERNATIVA

HVO, neboli Hydrotreated Vegetable Oil, je druh obnovitelného paliva – bionafta nové generace, která se vyrábí z rostlinných olejů nebo tuků. Díky procesu hydrotreatingu, který odstraňuje kyslík a vytváří dlouhé řetězce uhlovodíků, je HVO čistší a méně škodlivé pro životní prostředí než tradiční fosilní paliva.

HVO je náhradou fosilní nafty. Všechny motorgenerátory KOHLER® (kromě produktu řady D) jsou bez jakýchkoli úprav nebo vlivu na záruku certifikovány pro využití tohoto paliva. Testy ukazují, že použití HVO nemá žádný vliv na přechodový výkon nebo maximální výkon a že v kromě snížení emisí skleníkových plynů také snižuje přímé emise NOx, CO2 a pevné částice.

https://www.youtube.com/watch?v=_LD-gkxYx3o&t

Přihlásit se k newsletteru a získat katalogový list doporučeného motorgenerátoru KOHLER
Kategorie: Novinky