Режимът на тока в Калифорния ускорява ВЕИ и батериите
Абонирайте се за Капитал

Всеки петък икономически анализ и коментар на текущите събития от седмицата.
Съдържанието е организирано в три области, за които Капитал е полезен:

K1 Средата (политическа, макроикономическа регулаторна правна)
K2 Бизнесът (пазари, продукти, конкуренция, мениджмънт)
K3 Моят капитал (лични финанси, свободно време, образование, извън бизнеса).

Абонирайте се за Капитал

Режимът на тока в Калифорния ускорява ВЕИ и батериите

Reuters

Режимът на тока в Калифорния ускорява ВЕИ и батериите

2021 г. ще е изключително интересна година, когато планираните системи за съхранение и новите мощности влязат в работа

3521 прочитания

Reuters

© Reuters


За автора

Симеон Белорешки е инженер по автоматизация, EMBA от Американския университет в Благоевград, с дългогодишен управленски опит в Близкия изток, а преди това консултант по енергийни проекти в EMEA и ръководител на проекти в ТЕЦ "Бобов дол", модернизацията на блокове 1, 3, 4 в "Марица-изток 2" и редица проекти в "Лукойл Нефтохим".
Текстът се публикува в партньорство с www.gorichka.bg.

Бях в гимназията, когато през 1979 излезе трилърът на Артър Хейли "Свръхнатоварване", в който по много интересен и правдив начин се описва апокалиптични събития в електроснабдяването, както и проблемите на енергийната система на Калифорния с нейните специфики и рискове.

За съжаление Холивуд пропусна да направи филм по тази книга, но затова има причина - пак тогава, през 1979, излиза филмът "Китайски синдром", описващ авария в американска атомна централа. На всичкото отгоре "Китайски синдром" се появява кармично по киносалоните само седмици преди първия истински сериозен инцидент в атомната централа Three Mile Island - инцидент, който поставя началото на упадъка на атомната енергетика, такава каквато я познава светът тогава и която беше бъдещето, както обсъдихме тук.

Интересен факт е, че след това в продължение на десетилетия в Калифорния не се строят нови мощности по различни причини (пазарни, зелени движения) и едва след 2000 г. започва бурно развитие на газови централи, соларни и вятърни паркове, изтласкващи въглищните и атомните централи.

През 2001 има доста сериозно изпитание за енергийната система в Калифорния и макар най-разпространяваната версия да е заради спекулации на пазара (невярна, разбира се), нещата са по-сложни и добре резюмирани тук.

През 2018 г. има опустошителни пожари, като причината за тях се оказват електропроводите на местната ютилити компания PG&E, която впоследствие влиза в процедура по банкрут и иска защита от кредиторите. Именно затова през 2019, за да се предотвратят нови пожари, се стига до превантивното спиране или ограничаване на електроподаването, което засяга милиони домакинства. Нещо повече, самите PG&E започват да предлагат на своите клиенти решения за собствено генериране и съхранение на енергия.

Очевидно е, че в Калифорния има наслагвани с години проблеми, известни пробойни в пазарните механизми, електропреносна мрежа - подложена на ограничения заради горещините и пожарите, както и финансови затруднения на основната ютилити компания на фона на, разбира се, невиждани горещини. Ето защо временният режим на тока през август 2020 в Калифорния всъщност е една закономерност и експертите в щата работят по предотвратяването на такова събитие от няколко години (както ще стане по-ясно по-долу), но наистина изненада доста хора, които не следят нещата, и беше нормално да видим доста гръмки заглавия по вестниците.

Ефектът на аварията

Няма спор, че отпадането на захранването на сравнително голям район е извънредно събитие и "авария" с много участници. Винаги когато има разследване на авария, то преминава през добре известни на специалистите етапи по установяване на причините, като основната задача е най-вече да се направят изводи и решения как да се предотврати това в бъдеще. И докато не излезе официалният доклад, всички мнения би трябвало да се тълкуват единствено през призмата на хипотези или по-лошо - като внушения, търсещи други ефекти - и точно затова трябва да сме много скептични към появилите се веднага след събитията статии, описващи апокалиптични картини и посочвайки причини, нямащи нищо общо с действителните.

На 6 октомври 2020 г. излезе предварителният общ доклад до губернатора на Калифорния, подготвен от системния оператор (CAISO), публичната ютилити компания (CPUC) и Калифорнийската енергийна комисия (CEC), в който всъщност се намират почти всички отговори: какво е станало, защо се е стигнало дотам, какви са били предприетите дейности, какви са поуките и как да се предпазят в бъдеще. А докладът е предварителен, макар и 121 страници, защото има допълнителни данни да се обработват.

Източник: Reuters

Първо да уточним някои общовалидни факти, когато има прекъсване и режим на тока:

  • Когато има такова събитие, то ВИНАГИ е резултат на проблем в управлението на мрежата: дали ще е неправилно планиране, неправилно сработила защити, дали ще е нещо непредвидено и непредсказуемо и никога, ама никога не е резултат от едно-единствено нещо - така е и в този случай. Докладът посочва три основни причини:
  • Съществуващата система за планиране не отчита толкова екстремни режими на работа, които се наблюдават вследствие промените в климата там;
  • В прехода към надежден, чист и достъпен микс (да, това е малко обтекаемо по принцип) планирането на ресурсите не е било достатъчно, за да осигури необходимите генериращи мощности в ранните вечерни часове.
  • Някои пазарни практики като търговията за ден напред допълнително влошават осигуряването на ресурси в моменти със стресово натоварване.
  • Разследването на причините, довели до събитието, обикновено изисква доста време и анализ и е нормално времето до публикуването им да отнеме поне месец. В този случай предварителният доклад излиза след близо месец и половина с ясни причини за станалото и ясен план за действие в краткосрочен план (една-две години напред).

Ето интересните неща от доклада:

Проблеми с генерацията

  • Заради извънредните горещини газовите централи, които поддържат мрежата в пиковите моменти, намаляват номиналната си мощност, когато са най-необходими.
  • На 14 август 2020 г., в 2:57 ч. Blythe Energy Center отпада заради авария на 494 MW блок (стр. 50).
  • На 15 август в 18:13 ч. в Panoche Energy Center поради грешка на диспечера блокът се разтоварва с 248 MW (стр. 51). С две думи, две газови централи са се държали неадекватно в най-критичните моменти. Забележете, че това по принцип са точно централите, на които се залагат огромни надежди за балансирането в критични моменти.
  • Противно на първоначалните новини, всъщност ток има достатъчно в района - договорен е "внос" от съседни щати (атомната в Аризона и ВЕЦ-ът на "Хувър дам"), но заради влошените климатични условия електропроводът е ограничен по мощност (стр. 51).

Проблеми с управление на търсенето

  • В Калифорния отдавна има demand/response програми, като идеята е точно при недостиг на производство автоматично (доброволно) да се намали потреблението, за да се избегне изключване на консуматори. Явно това не е сработило добре и точно това е частта, заради която докладът е предварителен, тъй като се изисква още събиране на данни и допълнителна обработка. Причината частично е и в това, че тези програми се предлагат от доста фирми и агрегатори, а не само от PG&E, която е основната ютилити компания.
  • В същото време кампанията по ограничаването на потреблението и привличането на допълнителни ресурси (описани са подробно по мегавати) избягва режим на тока през следващите дни, въпреки че и прогнозите за ден напред, и консумацията достигат по-големи стойности на 18 август. Това, от една страна, демонстрира по блестящ начин, че въпреки по-голямата консумация на 18 и 19 август не се стига до режим на тока и че всичко е въпрос на планиране и управление (стр. 60), а от друга страна, демонстрира изключително добрата комуникация и кооперация на населението и властите по време на кризисната ситуация. След като не могат да осигурят баланса на консумацията и производството, се стига до принудително изключване на консуматори на 14 и 15 август.

Какви са препоръките

Още в първите моменти, когато са атакувани от анти-ВЕИ лобисти, CEO-то на системния оператор Стив Берберик изрично упоменава, че проблемът не е във ВЕИ, а в осигуряването на нужните ресурси.

Това се демонстрира по безапелационен начин по-късно от най-интересната част от доклада - какво се препоръчва да се прави (стр. 64):

  • Иска се гаранция и потвърждение, че предвидените и изпълнявани в момента нови генератори и системи за съхранение (батерии и хибридни системи за съхранение с мощност 2100 MW) и допълнителни 300 MW соларни и вятърни мощности ще работят през 2021 г. и няма да има забавяния в реализацията (уязвимостта на енергийната система вследствие на големите ВЕИ мощности е известна отдавна и редица проекти са в процес на изпълнение).
  • Осъвременяване на моделите за планиране с оглед очакваните екстремни условия и новите експлоатационни режими на генериращите мощности.
  • Настройка на част от пазарните механизми.

Ако трябва да обобщим казаното, Калифорния доказва, че въпреки изключително голямото производство на енергия от ВЕИ източници процесите са не само известни, но и управляеми. Нещо повече, концепцията за "базови" мощности, често срещана в пресата у нас, дори не се споменава в доклада, защото това е безсмислено при ситуацията в Калифорния. А за нуждата от атомни централи е смешно дори да помислим.

И ако някои продължават да ронят сълзи по закритите атомни блокове в Калифорния, нека обърнат внимание, че ситуацията в тях е трагична - операторът на атомната Onofre централа я спира през 2012 поради изтичане на радиация от НОВИЯ парогенератор. Оказва се, че парогенераторът не може лесно да се поправи и собствениците решават да го спрат (да, има и протести след изпуснатата радиация). Но има и един интересен момент - през септември 2011 г. има пак блекаут в областта Сан Диего, като в крайна сметка се стига до спиране на атомната централа Onofre, така че тогава е имало "базови" мощности, но пак се е стигнало до режим - просто защото причините са с осигуряване на генерацията, а не каква технология използва и колко "базова" е тя, както казва и Стив Берберик.

А за другата атомна централа (Diablo) операторът реши да НЕ подновява лиценза, защото новите изисквания налагат допълнителни инвестиции, които няма как да се изплатят, а централата все пак продължава поради нещо много важно и единствено - тя е на регулирания пазар и цената на тока ѝ не е заплашена от газовите централи. Затова и ще съществува до изтичането на лиценза на реакторите през 2024.

Безспорно 2021 г. ще е изключително интересна година, когато планираните системи за съхранение и новите мощности влязат в работа, за да посрещнат новите, вероятно още по-екстремни условия.

За автора

Симеон Белорешки е инженер по автоматизация, EMBA от Американския университет в Благоевград, с дългогодишен управленски опит в Близкия изток, а преди това консултант по енергийни проекти в EMEA и ръководител на проекти в ТЕЦ "Бобов дол", модернизацията на блокове 1, 3, 4 в "Марица-изток 2" и редица проекти в "Лукойл Нефтохим".
Текстът се публикува в партньорство с www.gorichka.bg.

Благодарим ви, че четете Капитал!

Вие използвате поверителен режим на интернет браузъра си. За да прочетете статията, трябва да влезете в профила си.
Влезте в профила си
Всеки потребител може да чете до 10 статии месечно без да има абонамент за Капитал.
Вижте абонаментните планове

4 коментара
  • 1
    telqk avatar :-|
    telqk

    Като се има предвид, че каскета е "докторант" там, мнението на някакъв си преподавател едва ли е меродавно.

  • 2
    sfasaf avatar :-|
    sfasaf

    До коментар [#1] от "telqk":

    Изказаното мнение или е крайно неинформирано, или откровена манипулация. Гешев е докторант в ЮЗУ, а г-н Белорешки е следвал в Американския университет, който по стечение на обстоятелствата се намира в същия град.

    Разликата между двете учебни заведения е нещо като разликата между СУ и Харвард.

  • 3
    gbz avatar :-|
    gbz

    Докладът е California Independent System Operator (CAISO) е прочетен и цитиран неизчерпателно.
    - Режим на тока през август 2020г. в Калифорния не е имало. На 14.08.2020 е имало прекъсване на захранването на различни групи потребители в обем от 84MW до 588MW, с варираща продължителност от 15 минути до 2 часа и 30 минути. На 16.08.2020 прекъсването е било в по-малки обеми и с продължителност от 8 минути до час и половина. За справка общото потребление в 18:30, на двете дати е било съответно 46GW и 43GW. Това кратковременно прекъсване в часовете на максимално натоварване, възлизащо съответно на 1.27% и на 1.07% от общия товар, не следва да се определя и да се представя като режим на тока;
    - Причината за частичното прекъсване е форсмажор. В доклада се посочва, че Калифорния и останалите западни щати са претърпели най-горещата вълна в историята си, като в периода 14-19 август 2020г. са регистрирани четири от петте най-горещи дни от 1985г. 14.08.2020 третият най-горещ ден, 15.08.2020 най-горещият ден;
    - Адекватността на системата е била планирана с 15% запас. Посочено е, че нехарактерно нарастващите криви на товара в резултат на Ковид-19, в комбинация с извънредната гореща вълна не са били очаквани и не е имало как да бъдат предвидени в итеративния процес по обезпечаване на краткосрочната и средносрочна адекватност на системата, за който се използват и исторически данни. В резултат е регистриран моментен дефицит на мощности в целия регион въобще;
    - Според регистрираните данни за 18:30 на 14.08.2020, в периода на прекъсванията генериращият състав е бил: ВЕИ – 6.4GW; Газ – 25.5GW; ВЕЦ – 5GW; Внос – 6.9GW; Батерии – 132MW; АЕЦ – 2.3GW; Въглища – 11MW. Общо генерация 46.2GW, при потребление от 45.9GW;
    - Заключението по отношение на газовите централи е некоректно. Отпадналата газова мощност (475MW) представлява съответно: 1.86% от работещите газови централи; 1.21% от генерацията без внос. Към разглеждания момент делът на газовите централи в общия микс (без внос) е 65%, и да базови мощности са;
    - При възникване на късо съединение към земя е възможно да се стигне до пожар. С или без ВЕИ, електропроводите са неизбежна инфраструктура. В Калифорния не са тъпаци и ограничения в преноса в следствие на пожарите са били за периода на възстановяване на евентуално засегната инфраструктура, а не за да не се генерират пожари;
    - Променливо-токовите електрически мрежи са затворени мрежи и най-общо потокоразпределението в тях е функция от инжекциите (генерация и потребление) и импедансът на мрежата. При равни други условия управлението на потоците (натоварването) се осъществява чрез промяна в топологията или чрез фазорегулиращи устройства (в случай, че има инсталирани). Това са т.нар. “non-costly remedial actions”. Ако последните се окажат недостатъчни за да се ограничи дадено претоварване, може да се стигне до редиспечиране, което обаче минава през пазара и е свързано с разходи за оператора на мрежата;
    - Променливотоков електропровод в затворена електрическа мрежа не се ограничава по мощност. Това което се казва, е че в следствие на изключен критичен електропровод са констатирани претоварвания на сечението по направление север-североизток. Това редуцира пропускателната способност с около 650MW, което е в диапазона на изключения товар;
    - При мащабни системни аварии (терминът на английски език е “blackout”) електроенергийната система образно се разпада и буквално изгасва. В такива ситуации не само АЕЦ, но и всички други видове източници са изключени от мрежата. АЕЦ San Onofre е в процес на трайно извеждане от експлоатация и не работи;
    - Обемът на екзотичните системи за съхранение на енергия в Калифорния към момента на смущението от 14.08.2020 са 132MW. Демек покриват флуктуация от ВЕИ в размер на 0.29% общата генерация. Интерес представлява как и с колко работният им диапазон се свива с покачване на околната температура. Новите мощности от тях още дълго няма да оказват съществено влияние.

  • 4
    emy1584107924641899 avatar :-|
    Simeon Beloreshki

    До коментар [#3] от "gbz":
    Отговорил съм подробно в LinkedIn , от където е коментара.


Нов коментар

За да публикувате коментари,
трябва да сте регистриран потребител.


Вход

С използването на сайта вие приемате, че използваме „бисквитки" за подобряване на преживяването, персонализиране на съдържанието и рекламите, и анализиране на трафика. Вижте нашата политика за бисквитките и декларацията за поверителност. OK