Jižní Austrálie plánuje vytvořit největší virtuální elektrárnu na světě

Ano, takhle si představuji realizaci Smart Grids a IOT (internet of things). Jestli se tomu bude říkat virtuální úložiště nebo regulovatelná Smart Grid síť, která bude ovládaná pomocí IOT, je mi úplně jedno. Energetická samoregulovatelná a škálovatelná mikro-stavebnice, která se dá distribuovaně a postupně skládat, to je sen každého energetika, který chce síť co nejmíň regulovat centrálně. Celá města, vesnice by mohly fungovat jako virtuální úložiště. Tím bychom měli začít. Jestli se pak ukáže, že je třeba výstavba dalších bloků JE, když zavřeme uhelné elektrárny, nebo že stačí modernizovat jenom ty stávající; prostě teprve potom by mělo cenu začít něco podnikat v jaderné energetice. Ale ne naopak. Nemá cenu stavět velké bloky, pokud nevíme, co kolik energie budeme potřebovat a za kolik se to bude vyrábět a prodávat.

Jestli CO2 povolenky do roku 2030 zničí uhlí a velmi znevýhodní i plyn, tak už nezbývá žádný čas navíc, a jaderky se musí stavět rychle pro obří potřebu elektřiny nahrazující většinu severočeských uhelek, veškerého emisně nevyhovujícího domácího malého topení na uhlí a dřevo, a nakonec i pro hutní výrobu.

Globální soláry fakt nemají vůbec nic společného s potřebou zajistit v Česku dostatek elektřiny a tepla v chladnějším půlce roku s krátkou dobou slunce a ještě velkou oblačností.

Máte alespoň rámcově spočítané, jak by to vycházelo? Lepší by byla počítačová simulace, kde by se daly nastavovat různé parametry, jako je například proměnný sluneční svit, rozdíly v oblačnosti, přetoky z Německa, víkendy a všední dny ap. Nasimulovat takový grid není už dnes zase až tak komplikovaná záležitost. Nástroje jsou na to skoro v každém programovacím jazyku.

Jakousi velmi lehkou verzi toho co chcete, otázka jak přesnou, mám, jenom ty změny parametrů jsou změny celých konfiguračních souborů, není to moc pohodlné a ani to nemá GUI. Jediné co to spočítá je jestli se dá ta síť provozovat, maximální a minimální přebytek výkonu, přebytek/nedostatek proudu v GWh. Proměnlivé zdroje jsem kdysi řešil přes data ze skutečnosti.

Alespoň něco. Chtělo by to alespoň 2 nezávislé simulace, je totiž těžké se nevyvarovat nějaké systémové odchylky, která může zkreslovat. Napadlo mě, oslovit nějakou firmu, která dělá počítačové hry. Bohužel nehraju, takže úplně nevím, ale některé hry se podobají tomu, co by bylo potřeba. Dokonce si myslím, že by se některá dala přiohnout. Největší práce by pak byla tam nahrát infrastrukturu ČR se stávajícími zdroji a interakcí s okolními státy. Iteraktivní imulování výpadků, výstavby sítě a růst gridů by už nemuselo být tak náročné.

To co mám já nebere, pravda, v úvahu síť jako takovou, jak existuje, ale můžete do toho namlátit kolik elektráren chcete (do verze II) ale nedoporučuji víc než asi 20, pak je z toho v druhém souboru až moc sloupců a s počtem hodin v 53 týdnech to zhazuje libreofficeacký "excel". Hru nevím jestli ohnout, to by nemuselo dopadnout dobře, je tam hodně zjednodušení, v zásadě když si vezmete prastaré simcity2000 tak jedno vedení na něčem co vypadalo jako dřevěné sloupy mohlo přenést výkon 10 jaderek - 5GW, studio vám to neudělá, ale víte co by možná šlo? Je program na řízení plynovodů železnice a pod, v tom by to asi šlo. Ale nevím. Hry mají rozhodně v sobě dost zjednodušení, jak jsem řekl a jde tam spíš třeba o to narvat ekonomický model, než aby vedení vedlo jak má v reálu.

Já vím že mne teď budou energetici za to co napíši kamenovat a minimálně půl roku mne nebude nikdo poslouchat, ale udělám to :)

V zásadě, pokud pomineme nějaké další věci jako trafa a pod, tak by se dala síť přepsat jako jako neorientovaný graf, a přechodům - hranám - přidat kapacitu v MVA, nebo pro jednoduchost v MW, následně to nějak omezit, celá síť by byla opravdu dost monstrózní a ne pro domácí počítač. Ale to by vyžadovalo velmi hluboké znalosti sítě, jejího provozu a uspořádání, kapacit.

Ale mohl by se možná dát zneužít nějaký program pro výpočet obvodů a nějak to celé transformovat pro metodu smyčkových proudů a pak by se to dalo snad, možná že by se dalo nastavit v tom programu varování před vysokým proudem větví a pod., ale to je taky takové nic moc řešení.

Takto bez čehokoliv jsem schopný se dostat na úroveň sum MW a produkcí, pohrát si s akumulačními kapacitami, zjistit co by zhruba udělala změna v počtu zdrojů, umím počítat s akumulací a pod, ale jak se budou chovat vedení to je na někom jiném, jiném programu, obrovsky totiž bude i záležet kam ty zdroje naskládáte. bude se to chovat jinak pokud dáte 10GW FVE na jižní Moravu a jinak když dáte 15GW rovnoměrně po republice. Jinak když postavíte v Temelíně 4x 1600MW a jinak když postavíte na 4 místech republika 1600MW...

Navíc síť bude namáhána a chovat se i dle sítí v jiných zemích, říká se tomu myslím kruhové toky.

Nicméně z toho co si pamatuji z pokusů co jsem dělal se starší verzí, tak jsem se dostal na celkem dobré výsledky pro OZE a podobné i pro JE scénář. Ale zase je do toho třeba zamíchat politiku, naposledy jsem to dělal před X lety, situace byla jiná, dnes je jiná, zatímco tehdy jsem nějak bral že import z moře přes Německo by nemusel být problém, dneska se na Německo dívám s pomalu rostoucí nedůvěrou. Zatímco tehdy jsem dost uvažoval s větrem, dneska bych tam dal mnohem víc FVE a z toho se mění podíly akumulace, plynu a pod., zatímco tehdy tam bylo snad 2GW biomasy po tom co se na veřejnosti objevilo s degradací půdy bych ji redukoval asi tak na 100-500MW (je třeba zjistit první jak je to s uhelnými a "olejovými" teplárnami)...

Tohle už ve světě (USA, Austrálie, jen co vím) lidi dělali. Marcu Jacobsonovi, RMI a té partě Australáků vycházelo 100% pokrytí OZE jako reálná a cenově výhodná varianta (optimisti). Christopheru Clackovi vycházel limit OZE okolo 80% podílu výroby (pesimista).

Měl bych mít o prázdninách celkem čas, co kdybychom se dali dohromady? Mohu nabídnout praxi matematika-modeláře, klidně ten výpočet implementuju do vhodného programovacího jazyku a mám přístup na opravdu výkonné mašiny. Uvidíme na co bysme přišli, za tu srandu to fakt stojí.

To bysme asi mohli, to co mám je taková jednoduchá, synchronní záležitost s využitím objektů v C++, ale můžeme z ní vytáhnout předběžná data na kterých pak spustíme zbytek, ovšem ten asi nebude jenom tak jednoduchý. Moc neznámých atd. hodil by se k tomu i člověk co se v elektrických sítích vyzná líp. Bohužel ty co znám tak to jsou všechno klasičtí energetici a OZE moc nemusí.

Vy jste vlastně ten výstup první verze programu tehdy na hybridu viděl, že?

To by bylo velmi záslužné a mohlo by to vyprovokovat skutečnou vědeckou diskusi. V současnosti takové modelování v ČR realizuje skupina, která říká:" je třeba více jádra, bez jádra to nééjde" (asi už jsou dvě a navzájem si notují, slušně řečeno uráží to můj smysl pro férovou vědeckou diskusi).

Jinak těch 100% Jacobsona pro naši oblast předpokládá, že to bude realizováno v součinnosti několika okolních států. Proto bych bral těch 80% z OZE jako realističtější výhledový model pro nás pro dobu po 2050.

Chcete se, pane Vaněčku, přidat :) Nevím na kolika jsem to s tou starou simulací byl, ale bylo to celkem dost, více než 50% určitě. Ale obrovsky s tím mávalo to kolik akumulace jsem si troufl do toho přidat. Bohužel nám chybí Snowy Hydro II, ale můžeme udělat "Snowy Lipno" Tedy onu Dunajsko-Lipenskou PVE, má asi tak poloviční kapacitu proti Australskému projektu.

Jenom se obávám aby to nedopadlo jako nádraží v Brně. Kde je rozdíl asi 10mld mezi variantami, ale vybírá se podle toho na co jsou hotové plány a podobně. Největší problém je že celá studie SP visí na NEREALIZOVATELNÉ trolejbusové dráze a nové ulici. Na druhou stranu víme že je možné minimálně zajistit veřejnou debatu na dané téma, pokud existují podklady.

Děkuji za nabídku, ale po infarktu jsem přestal pracovat, teď jen zahrádka a vnoučata. Až to budete mít tak bych mohl kriticky zhodnotit vstupní parametry.

Velice zajímavý nápad. Dovolil bych si vypsat několik provozních podmínek omezující provoz zdrojů. Regulovaný rozsah je zpravidla 40-100% výkonu jmenovitého. Největší účinnost zdroje je v oblasti 80-85% výkonu jmenovitého. Provoz na minimální výkon je limitovám neschopností dodržení hlavně teplotních parametrů na výstupu z kotle (reálně se využívá jako minimální výkon 50% výkonu jmenovitého). V síti je na všech strojích stejná frekvence 50Hz. Regulační odezva na změnu frekvence je dána cca 5% nerovnoměrností. Teoreticky to znamená že při poklesu otáček z jmenovitých o 5% otevře regulace na 100%. Dispečer vlastně zadává střední regulovaný výkon okolo kterého se výkony pohybují. Toto uspořádání zamezuje vzájemné ovlivňování a kmitání frekvence, protože není známý okamžitý výkon sítě. Vlastní regulace zatěžování a odlehčování by měla umět změnu +- 2% jmenovitého výkonu daného zařízení. Teoreticky rychlejší jsou spalovací turbiny. Pokud je spalovací turbina spojená s dalším zařízením (parní kotel, výměník) je rychlost změn výkonu limitována možnostmi následného zařízení.

Hoši určitě mysleli virtuální elektrárnu jako cloud mnoha FV zdrojů a baterií řízené IT cloudu dohromady. To určitě jde. Otázka je, jak se to účtuje, a zda jednotlivý uživatel si energii v bateriích ponechá jako rezervu pro sebe na blackout, nebo uvěří že blackout nebude a poskytne ji do cloudu.

A pochopil jste, že ten článek není o tepelných elektrárnách?

Které elektrárny jsou zde uvažované?

Pane Veselý, myslím že došlo k nedorozumění, Vláďa to asi myslel jako reakci na to že by se případně dělala ta simulace, do které stejně budou nějaké praní bloky asi muset zasáhnout.

Simulace bez reálných vstupů je opravdu k ničemu. Když nebudou uvažovány regulující zdroje tak se vše sesype jako domek z karet.

Ano, v jakési podobě jsem o měl už i v tom co jsem dělal, byť ne tak precizně jak popisujete výše. Vstupy jsem se snažil udělat co nejreálnější podle toho co jsem nalezl. Jelo to po hodinách, byly tam vstupy ze skutečnosti jak pro Vítr, tak pro FVE, Tak pro spotřebu, nová verze je propracovanější, ale pořád to neumí ještě dost věcí zohlednit, nebo jsou řešeny těžkopádně. Například to neumí samo stanovit elektrárny pro základní zatížení, výkon atd. není tam, a to zase přidám v další iteraci, "zarážka" pro to kolik si mají minimálně držet PVE, takže to vede na vyšší potřebu výkonu, třeba v zimě, PPE a podobně. Ale dalo se s tím už dostat k nějakým výsledků.

Z tohoto pohledu je nejkritičtější akumulace, jak z pohledu dosažitelného podílu OZE, tak z pohledu ceny celé přestavby sítě. Neví se technologie, jestli počítat s P2L, nebo třeba s tím že vznikne pár velkých PVE, nebo několik menších, kolik atd. Pro akumulaci navíc platí jakási podmínka že by bylo vhodné mít třeba 40-80GWh, aby se daly v létě plně využít OZE, přesněji FVE... Je toho dost co se bude do propracovaného modelu muset zapojit, včetně třeba, byť pro to budou data sehnatelná nejhůř, hrozící nerovnováhy výroby mezi Čechami a Moravou.

Ono tehdy při první verzi šlo o to zjistit spíš jestli je vůbec možné nějak uvažovat scénář s OZE, než o to dostat z toho přesné procento.

Pomůcka při určení bloku základního zatížení je zda má používané vyvedení teplofikace, topí se tak se vyrábí el. energie. OZE je opravdu oříšek. Bez výrazné akumulace a regulace výkonu podle potřeb sítě je to velmi rušivý faktor. Vše je navíc deformováno neodpovědnými politickými rozhodnutími. Prostě jak už jsem psal dříve "zapojit - vyrábět - prodat". Na jedné straně se tzv. bojuje proti CO2 a na druhé straně se odstaví JE které jsou opravdu čisté.

Pro simulaci je též nutno zahrnout provozní omezení. Doba provozu je limitována intervalem pro nutnost vyzkoušení funkce bezpečnostního zařízení. Test přeotáček není možno vykonat na k síti připojeném zařízení. Dalším limitem je porucha důležitých zařízení. Při odstaveném systému vysokotlakých ohříváků není možno dosáhnout jmenovitého výkonu, při poruše v napájecím systému je možno provozovat pouze do cca 50%.

První odhad, jak jsem říkal, byl opravdu o tom vůbec určit nějaké množství výkonu by bylo třeba, kolik kdy OZE dodají atp., na úroveň jednotlivých bloků to nešlo.

Na tu jsem měl v plánu jít v této verzi, ale je tam problém že je třeba spolehlivější editor csv, který nebude (nebo změnit návrh a mít pro každý blok vlastní soubor), taky bude asi třeba jít do nějakého omezení, možná ignorovat zdroje <100MW. Největší nepořádek mi tam právě nadělaly elektrárny <100MW a to zejména hydroelektrárny, protože pro ty se navíc pitomě zjišťují průtokové křivky pro měsících, stejně jako akumulační objem, ten se dá jenom odhadovat z plochy a myšleného kolísání hladiny.

Zavádění poruch je dobrá věc, ale bude třeba znát pro ně četnost výskytu a podobně a dálku trvání a podle toho to rozložit. U OZE kde je výkon jednotky, krom výjimek v jednotkách MW to ale zase zavádět nemá smysl, jako je celé rozbíjet na jednotlivé zdroje. Největší FVE je z potřebného výkonu pro letní provoz jenom asi 0.5%, takže to nic. VtE jsou ještě méně na jeden stroj.