Slimme Microgrids en Virtual Power Plants, bouwstenen van het net van de toekomst                         Tine Vandoorn   ...
Slimme microgrids    bron: EPRI                 Tine.Vandoorn@UGent.be   IFEST 2012   2
Microgrids   Microgrids in het distributienet    G                                                     MV/LV distribution ...
Slimme netten    Drivers                                     Microgrids   Methode                             Slimme micro...
Slimme netten    Drivers                                         Microgrids   Methode                                 Slim...
Slimme netten    Drivers                                         Microgrids   Methode                                 Slim...
Slimme netten    Drivers                                         Microgrids   Methode                                 Slim...
Slimme netten      Drivers                                          Microgrids     Methode                                ...
Slimme netten      Drivers                                          Microgrids     Methode                                ...
Slimme netten    Drivers                            Microgrids   Methode                    Slimme microgrids    Architect...
Slimme netten      Drivers                         Microgrids     Methode                 Slimme microgrids      Architect...
Slimme netten    Drivers                              Microgrids   Methode                      Slimme microgrids    Archi...
Slimme netten            Drivers                                Microgrids           Methode                        Slimme...
Slimme netten            Drivers                                Microgrids           Methode                        Slimme...
Slimme netten    Drivers                               Microgrids   Methode                       Slimme microgrids    Arc...
Slimme netten    Drivers                               Microgrids   Methode                       Slimme microgrids    Arc...
Slimme netten    Drivers                               Microgrids   Methode                       Slimme microgrids    Arc...
Slimme netten    Drivers                             Microgrids   Methode                     Slimme microgrids    Archite...
Slimme netten        Drivers                                            Microgrids       Methode                          ...
Slimme netten                      Drivers                                               Microgrids                     Me...
Slimme netten        Drivers                                          Microgrids       Methode                            ...
Slimme netten    Drivers                               Microgrids   Methode                       Slimme microgrids    Arc...
Slimme netten      Drivers                                                             Microgrids     Methode             ...
Slimme netten     Drivers                                                              Microgrids    Methode              ...
Slimme netten    Drivers                                     Microgrids   Methode                             Slimme micro...
Slimme netten    Drivers                                     Microgrids   Methode                             Slimme micro...
Slimme netten    Drivers                             Microgrids   Methode                     Slimme microgrids    Archite...
Slimme netten    Drivers                              Microgrids   Methode                      Slimme microgrids    Archi...
Slimme netten        Drivers                             Microgrids       Methode                     Slimme microgrids   ...
Slimme netten        Drivers                            Microgrids       Methode                    Slimme microgrids     ...
Slimme netten    Drivers                                          Microgrids   Methode                                  Sl...
Slimme netten    Drivers                               Microgrids   Methode                       Slimme microgrids    Arc...
Slimme netten    Drivers                               Microgrids   Methode                       Slimme microgrids    Arc...
Slimme netten    Drivers                                      Microgrids   Methode                              Slimme mic...
Slimme netten                                   Microgrids                           Slimme microgridsOverview 1   Slimme ...
Slimme netten                               Microgrids                       Slimme microgridsMicrogrid                   ...
Slimme netten                               Microgrids                       Slimme microgridsMicrogrid                   ...
Slimme netten                               Microgrids                       Slimme microgridsMicrogrid   Toepassingen    ...
Slimme netten                                     Microgrids                             Slimme microgridsMicrogrid   Toep...
Slimme netten                                 Microgrids                         Slimme microgridsMicrogrid   Voordelen   ...
Slimme netten                                         Microgrids                                 Slimme microgridsBetrouwb...
Microgrids                         Slimme microgrids                     Regeling van microgridsOverview  1   Slimme nette...
Microgrids                      Slimme microgrids                  Regeling van microgridsSlim microgrid  Evolutionaire ve...
Slimme microgrids                         Regeling van microgrids                                         BesluitOverview ...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids     Overzicht                Regeling van microgrids   Primaire regeling                                ...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids     Overzicht                Regeling van microgrids   Primaire regeling                                ...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids     Overzicht                   Regeling van microgrids   Primaire regeling                             ...
Slimme microgrids     Overzicht                   Regeling van microgrids   Primaire regeling                             ...
Slimme microgrids     Overzicht                   Regeling van microgrids   Primaire regeling                             ...
Slimme microgrids       Overzicht                   Regeling van microgrids     Primaire regeling                         ...
Slimme microgrids     Overzicht                   Regeling van microgrids   Primaire regeling                             ...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids     Overzicht                    Regeling van microgrids   Primaire regeling                            ...
Slimme microgrids          Overzicht                           Regeling van microgrids        Primaire regeling           ...
Slimme microgrids        Overzicht                      Regeling van microgrids      Primaire regeling                    ...
Slimme microgrids            Overzicht                                  Regeling van microgrids          Primaire regeling...
Slimme microgrids     Overzicht                         Regeling van microgrids   Primaire regeling                       ...
Slimme microgrids       Overzicht                        Regeling van microgrids     Primaire regeling                    ...
Slimme microgrids     Overzicht                         Regeling van microgrids   Primaire regeling                       ...
Slimme microgrids     Overzicht               Regeling van microgrids   Primaire regeling                               Be...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids         Overzicht                                Regeling van microgrids       Primaire regeling        ...
Slimme microgrids     Overzicht                     Regeling van microgrids   Primaire regeling                           ...
Slimme microgrids     Overzicht                    Regeling van microgrids   Primaire regeling                            ...
Slimme microgrids     Overzicht                  Regeling van microgrids   Primaire regeling                              ...
Slimme microgrids                  Regeling van microgrids                                  BesluitBesluit  Smart microgri...
Slimme microgrids                Regeling van microgrids                                BesluitVragen? bron: EPRI         ...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Slimme microgrids en Virtual Power Plants, bouwstenen van het net van de toekomst

890 views

Published on

Slimme microgrids en Virtual Power Plants, bouwstenen van het net van
de toekomst. Presentatie door Tine Vandoorn tijdens IFEST 2012, op woensdag 15 februari 2012 in Flanders Expo.
www.ifest.be

Published in: Business
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
890
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Slimme microgrids en Virtual Power Plants, bouwstenen van het net van de toekomst

  1. 1. Slimme Microgrids en Virtual Power Plants, bouwstenen van het net van de toekomst Tine Vandoorn Universiteit Gent Vakgroep Elektrische Energie, Systemen & Automatisering (EESA) Laboratorium voor Elektrische Energietechniek (EELAB) Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 1
  2. 2. Slimme microgrids bron: EPRI Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 2
  3. 3. Microgrids Microgrids in het distributienet G MV/LV distribution network G HV transmission HV/MV DG DG transformer network (HV) transformer generators MV/LV transformer PCC PCC DG DG DG microgrid microgrid Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 3
  4. 4. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurOverview 1 Slimme netten Drivers Methode Architectuur 2 Microgrids 3 Slimme microgrids 4 Regeling van microgrids 5 Besluit Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 4
  5. 5. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: sterke toename DG Sterke toename DG (incl. hernieuwbare energiebronnen): bron: /www.eurelectric.org Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 5
  6. 6. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: sterke toename DG Sterke toename DG (incl. hernieuwbare energiebronnen): bron: /www.eurelectric.org Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 5
  7. 7. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: sterke toename DG Sterke toename DG (incl. hernieuwbare energiebronnen): bron: /www.eurelectric.org Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 5
  8. 8. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurSterke toename DG Fotograaf: Nic Vermeulen, Greenbridge Wetenschapspark Oostende, UGent Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 6
  9. 9. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurSterke toename DG Fotograaf: Nic Vermeulen, Greenbridge Wetenschapspark Oostende, UGent Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 7
  10. 10. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurKleine en medium-grote windturbines Evance 5kW Skystream 2.6kW Raum 3.5kW Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 8
  11. 11. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurVreemde vormen Nheowind 3D 3.5kW Energy ball 2.5kW Turby 2.5kW Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 9
  12. 12. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurOnderzoek in EELAB, UGent Golfvorm van de stromen in de generator (PMSG) wordt bepaald door de gelijkrichter (Rectifier). Onderzoek Welke golfvorm geeft het hoogste rendement van de turbine en de generator? Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 10
  13. 13. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: grote invloed DG op net Uitdagingen: Een veranderende netarchitectuur en vermogensprofiel Gecentraliseerd: Large Power Plants hydro-electric nuclear plant coal plant plant transmission grid transformers distribution grid industrial consumer households Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 11
  14. 14. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: grote invloed DG op net Uitdagingen: Een veranderende netarchitectuur en vermogensprofiel Gedecentraliseerd: Large Power Plants hydro-electric nuclear plant coal plant plant transmission grid transformers distribution grid industrial consumer households wind/PV Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 11
  15. 15. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: grote invloed DG op net Uitdagingen: Een veranderend spanningsprofiel Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 12
  16. 16. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: grote invloed DG op net Uitdagingen: Een veranderend spanningsprofiel Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 12
  17. 17. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: grote invloed DG op net Uitdagingen: Een veranderend spanningsprofiel Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 12
  18. 18. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: grote invloed DG op net Uitdagingen: Intermitterend gedrag van toenemend aantal eenheden (www.greenenergynet.com) Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 13
  19. 19. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net: grote invloed DG op net Uitdagingen: Intermitterend gedrag van toenemend aantal eenheden Meting door Power-Link, het energiekennisplatform van de UGent. Raum 1.5 turbine (1,5kW max vermogen), 5 min intervallen, 2 dagen met fluctuerende windsnelheid. Negatieve vermogens zijn het eigenverbruik van de inverter. Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 13
  20. 20. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net Uitdagingen: Intermitterend gedrag van toenemend aantal eenheden PJ MLoad and W Contribution ind Chicago LMP August 26, 2009 August 26,2009 $40.00 120,000 800 700 100,000 $30.00 arginal Price- $/M h W 600 80,000 500 W W M $20.00 Load M ind W 60,000 400 300 Locational m 40,000 $10.00 200 20,000 PJ M Load, MW 100 PJ M Total Wind, MW $0.00 11:00 AM 11:00 PM 1:00 AM 3:00 AM 5:00 AM 7:00 AM 9:00 AM 1:00 PM 3:00 PM 5:00 PM 7:00 PM 9:00 PM 0 0 2:00 AM 4:00 AM 6:00 AM 8:00 AM 12:00 PM 10:00 PM 12:00 AM 10:00 AM 2:00 PM 4:00 PM 6:00 PM 8:00 PM 12:00 AM -$10.00 ⇒ gelijktijdigheidprobleem PJM data (PJM Interconnection: serves 13 states and the District of Colombia.) Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 14
  21. 21. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurToenemende consumptie Uitdagingen: Toenemende energie-consumptie → OESO landen (o.a. Noord Amerika, Europa): vrij vlak → Rest van de wereld (vnl. China en India): sterke stijging bron: Energy Information Administration (EIA), International Energy Outlook, 2011 Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 15
  22. 22. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurToenemende consumptie Uitdagingen: Toenemende energie-consumptie OESO landen: energie-consumptie vrij vlak maar: heel sterke toename elektriciteitsconsumptie: >x3 • elektrische voertuigen • warmtepompen Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 16
  23. 23. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurErg variabele consumptie Uitdagingen: Variabele consumptie Lastvariaties tussen de dagen (weekend, weekdag) /maanden (zomer, winter) 10 % of yearly consumption 9.5 9 8.5 8 7.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Month Residentiële last, 2009, VREG Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 17
  24. 24. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurErg variabele consumptie Uitdagingen: Variabele consumptie Lastvariaties binnen de dag: relative consumption ×10−5 5 4 3 2 0 5 10 15 20 25 Hour SLP profiel België, Residentiële last, Januari 2010, VREG Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 17
  25. 25. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurErg variabele consumptie Uitdagingen: Variabele consumptie Prijs wordt bepaald door de vraag Maar: geen feedback (cfr. vaste prijs (op dag/nacht tarief na)) Vraag/prijs curve voor 1 winterdag in Australië, prijs volgt de vraag www.marchmenthill.com Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 17
  26. 26. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurErg variabele consumptie Uitdagingen: Variabele consumptie Prijs wordt bepaald door de vraag Australië tijdens zomer: extreme prijzen op warme dagen www.marchmenthill.com Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 17
  27. 27. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurErg variabele consumptie Electriciteitsnetten en piekgeneratoren bouwen op basis van deze piekvraag, die slechts enkele uren per jaar voorkomt, is een erg dure aanpak! Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 18
  28. 28. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurEen veranderend net Traditionele elektriciteitsnetwerken: Toenemende (piek) last Conversie van slechts 1/3 van de brandstof-energie naar elektrisch vermogen 8% verlies in transmissie net 20% van generatie-capaciteit voor piekvraag (= slechts 5% v.d. tijd in gebruik) Geen benutting van restwarmte Uitdagingen generatiediversificatie laststuring (demand response) energiebesparing vermindering van de ecologische voetafdruk =⇒ Het elektrisch net zal “intelligenter” moeten worden Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 19
  29. 29. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurMethode: evolutie naar slimmere netten Communicatie, slimme meters (Rahimi et al, 2010, IEEE trans. on Smart Grid) Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 20
  30. 30. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurSlimme netten Communicatie, slimme meters (Rahimi et al, 2010, IEEE trans. on Smart Grid) Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 21
  31. 31. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurSlimme netten Demand response Pieken uitmiddelen i.p.v. de voortdurende capaciteit-upgrade http://www.i15.p.lodz.pl/ Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 22
  32. 32. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurSlimme netten Demand response Pieken uitmiddelen i.p.v. de voortdurende capaciteit-upgrade Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 22
  33. 33. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurSlimme netten Evolutie naar Smart Grids informatie en communicatie technologie demand response, buffering DG - intermitterend gedrag slimme meters (bidirectionele communicatie) regeling opslag elektrische voertuigen (EV) thuisnetwerk, energiemanagement ⇒ eindpunt: geïnterconnecteerd netwerk of smart microgrids met gedistribueerde regelingen Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 23
  34. 34. Slimme netten Drivers Microgrids Methode Slimme microgrids ArchitectuurSlimme netten Architectuur bron: www.consumerenergyreport.com Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 24
  35. 35. Slimme netten Microgrids Slimme microgridsOverview 1 Slimme netten 2 Microgrids 3 Slimme microgrids 4 Regeling van microgrids 5 Besluit Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 25
  36. 36. Slimme netten Microgrids Slimme microgridsMicrogrid Distributed Generation Units (DG) Wat? = power-electronic PV panel wind turbine converter Cluster van stand-alone mode CHP Fuel cell DG eenheden AC opslagelementen grid-connected mode energy storage (power-electronically interfaced) Utility grid lasten PCC distributed loads Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 26
  37. 37. Slimme netten Microgrids Slimme microgridsMicrogrid Distributed Generation Units (DG) Eigenschappen? = power-electronic converter PV panel wind turbine stand-alone mode CHP Fuel cell Eén connectiepunt met het distributienetwerk AC grid-connected Netgekoppeld bedrijf mode energy storage (power-electronically interfaced) Eilandbedrijf Utility grid PCC distributed loads Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 26
  38. 38. Slimme netten Microgrids Slimme microgridsMicrogrid Toepassingen Huishoudelijke klanten (geografische zone, o.a. stad) Commercieel/ industrieel Universiteit (campus) Militair Afgelegen Voorspelling 2015, Noord-Amerika Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 27
  39. 39. Slimme netten Microgrids Slimme microgridsMicrogrid Toepassing: bedrijventerreinen ACE Project: Answers to the Carbon Economy Energie- onafhankelijkheid Verhoging van economisch concurrentievermogen www.ace-low-carbon-economy.eu Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 28
  40. 40. Slimme netten Microgrids Slimme microgridsMicrogrid Voordelen milieu: gecoördineerde integratie en beheer van DG efficiëntie innovatief betrouwbaarheid Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 29
  41. 41. Slimme netten Microgrids Slimme microgridsBetrouwbaarheid van het net cost of unreliability total cost of reliability cost of reliability lowest in U.S. Perfection world today today Marnay, IRED 2010 Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 30
  42. 42. Microgrids Slimme microgrids Regeling van microgridsOverview 1 Slimme netten 2 Microgrids 3 Slimme microgrids 4 Regeling van microgrids 5 Besluit Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 31
  43. 43. Microgrids Slimme microgrids Regeling van microgridsSlim microgrid Evolutionaire verandering naar het smart grid =⇒ microgrid als bouwsteen voor het slimme net =⇒ smart microgrid = Microgrid + slimme eigenschappen: • intelligente software: monitoring, beheer en optimalisatie • energie management systeem • (gedistribueerde) regeling Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 32
  44. 44. Slimme microgrids Regeling van microgrids BesluitOverview 1 Slimme netten 2 Microgrids 3 Slimme microgrids 4 Regeling van microgrids Overzicht Primaire regeling DG eenheden Slimme lasten Secundaire regeling 5 Besluit Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 33
  45. 45. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingOverzicht Primaire versus secundaire regeling Primaire regeling betrouwbaarheid snel, liefst zonder communicatie Secundaire regeling meer globale verantwoordelijkheden trager, smart grid Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 34
  46. 46. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingRegeling DG Regeling DG = Regeling vermogenselektronische interface (convertor) Types PV invertoren Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 35
  47. 47. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingRegeling DG Regeling DG = Regeling vermogenselektronische interface (convertor) Types wind turbines (+ invertoren) Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 35
  48. 48. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: netgekoppeld bedrijf Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 36
  49. 49. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: netgekoppeld bedrijf Netgekoppeld bedrijf: net-volgend Vaste referentiewaarden van vermogen (vb. bepaald door de maximum power point tracking) Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 37
  50. 50. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: eilandbedrijf Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 38
  51. 51. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: eilandbedrijf Eilandbedrijf: net-vormend vermogensbalancering vermogensverdeling spanningsregeling Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 38
  52. 52. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: eilandbedrijf Eilandbedrijf: net-vormend Stel: gewone spanningsregeling 2 DG eenheden ac net vereenvoudigen met dc voorstelling Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 39
  53. 53. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: eilandbedrijf Eilandbedrijf: net-vormend Stel: gewone spanningsregeling 2 DG eenheden ac net vereenvoudigen met dc voorstelling Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 39
  54. 54. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: eilandbedrijf =⇒ specifieke regelstrategie voor eilandbedrijf noodzakelijk Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 40
  55. 55. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingDroop Regeling Conventionele netregeling: o.b.v. roterende inertie: Bewegingsvergelijking van een generator: df M = Pm − Pe dt M: inertie f: frequentie Pm : mechanisch vermogen aan generator Pe : elektrisch vermogen door generator vermogensonbalans: ⇒ verandering van frequentie f ⇒ last-frequentie regeling Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 41
  56. 56. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingDroop Regeling In conventionele netten met voldoende inertie: P /f droop regeling f fnom kp P Pnom Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 42
  57. 57. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingPrimaire regeling: eilandbedrijf Echter: eigenschappen microgrid erg verschillend van deze van het hogergelegen net• Vermogenselektronische interface → weinig roterende inertie• Laagspanningsnet → resistieve lijnparameters• Hoge graad aan variabele bronnen → voorspelbaarheid Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 43
  58. 58. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingDroop Regeling In resistieve netten met weinig inertie: P /V droops V Vnom Kp P Pnom cfr. veel PV injectie: grote invloed op spanning in het net Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 44
  59. 59. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingSpanningsgebaseerde droopregeling VBD control: regelstrategie = UGent variant op P /V droop control: rest of microgrid LC-filter VSI primary energy source P Pdc line Pc impedance ig T1 T4 Vdc L Pdc load C vg Cdc T2 T3 ∆Vdc toont ∆(Pdc , P ) → Vg /Vdc -droop control strategie Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 45
  60. 60. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingVoltage-based droop control strategy VBD control: regelstrategie Vg /Vdc -droop controller Pdc /Vg -droop controller Vg Pdc Vdc Vg Pdc Pdc,nom Vg,nom Vdc Vg,low Vg,up Vg Vdc,nom Vg,nom Q/f -droop controller duty ratio f voltage controller VSI Q f fnom Q Qnom Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 46
  61. 61. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingVoltage-based droop control strategy VBD control: regelstrategie Pdc Pdc Pdc,nom Pdc,nom Vg Vg Vg,nom Vg,nom a) dispatchable unit b) less controllable unit T. L. Vandoorn, B. Meersman, L. Degroote, B. Renders and L. Vandevelde, "A Control Strategy for Islanded Microgrids with dc-link Voltage Control," IEEE Trans. on Power Del, 2011 Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 47
  62. 62. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingOverview 1 Slimme netten 2 Microgrids 3 Slimme microgrids 4 Regeling van microgrids Overzicht Primaire regeling DG eenheden Slimme lasten Secundaire regeling 5 Besluit Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 48
  63. 63. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingSpanningsbegrenzing Regeling van slimme lasten: demand response P /V koppeling in laagspanningsnetten: =⇒ primaire last-regeling o.b.v. spanning • slimme lasten: veranderen consumptie (volgens spanning) • intelligente opslag: veranderen opslag (volgens spanning) consumed power consumed power Pmax 2h Pnom Pnom Pmin Vg,nom grid voltage Vg,nom grid voltage “Passive” load “Active” load Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 49
  64. 64. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingOverview 1 Slimme netten 2 Microgrids 3 Slimme microgrids 4 Regeling van microgrids Overzicht Primaire regeling DG eenheden Slimme lasten Secundaire regeling 5 Besluit Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 50
  65. 65. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingSecundaire regeling Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 51
  66. 66. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingSecundaire regeling Primaire regeling betrouwbaarheid snel, liefst zonder communicatie Secundaire regeling meer globale verantwoordelijkheden: optimalisatie noodgevallen coördinatie van primaire regelacties herstel van afgesproken consumptiepatronen herstel van nominale V and f regeling import/export energie van het microgrid trager, smart grid Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 52
  67. 67. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingSecundaire regeling Vb. vermindering brandstofverbruik 1 1 C. A. Hernandez-Aramburo, et al: 2005, IEEE Trans. on Ind. Appl, vol 41, no. 3 Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 53
  68. 68. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingSecundaire regeling Vb. virtueel eilandbedrijf (uitwisseling vermogen microgrid - rest van het net minimaliseren) generatoren prioriteiten ! opslag en buffering toegewijde opslag EV laden: vroeger of later energie terug naar het net buffering, tijdverschuiving werking toestellen, ventilatie lasten demand response (moet haalbaar zijn voor klant ) directe lastregeling o.b.v. prijssignalen (indirect) o.b.v. spanning Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 54
  69. 69. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingVirtual power plants (VPP) Virtual power plants (VPP) Vele kleine DG eenheden → geen visibiliteit → aggregatie tot VPP Capture the value of flexibility contracten aangaan met de markten diensten leveren aan de netwerkoperator congestiemanagement reductie van commercieel risico Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 55
  70. 70. Slimme microgrids Overzicht Regeling van microgrids Primaire regeling Besluit Secundaire regelingVirtual power plants (VPP) VPPs en microgrid: gelijkaardige concepten Microgrid VPP netgekoppeld, off-grid (remote systems), netgekoppeld eilandwerking DER in beperkte geografie DER niet fysisch samen utility network utility network PCC DG DG DG DG DR load DG DR load VPP DG microgrid Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 56
  71. 71. Slimme microgrids Regeling van microgrids BesluitBesluit Smart microgrids: Graduele implementatie van smart grid kenmerken in het elektrische systeem Hiërarchische regeling Primaire regeling snel automatische respons netwerk stabiliteit Secundaire regeling trager communicatie-gebaseerde respons optimalisatie e.d. Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 57
  72. 72. Slimme microgrids Regeling van microgrids BesluitVragen? bron: EPRI Tine.Vandoorn@UGent.be IFEST 2012 58

×