Ευελιξία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας για εξισορρόπηση παραγωγής και ζήτησης, σε ευφυή δίκτυα με υψηλή διείσδυση ΑΠΕ και συντονισμό υπηρεσιών δικτύου μεταφοράς και διανομής

Abstract

Thesis deals with one of the newest and most important terms in the energy sector, the term flexibility and in particular the flexibility of electricity systems for the balancing and demand of electricity in smart grids, with a large penetration of Renewable Energy Sources and coordination of network services transmission and distribution of electricity. Initially, various definitions of the term flexibility in power systems are mentioned and analyzed, and various terms of balancing and congestion management that are likely to take place in transmission and distribution systems are described. In addition, the concepts of energy managers [Transmission System Operators-(TSO), and Distribution System Operators-(DSO] are given and the importance of coordination between them for the smooth operation of the network is highlighted. Then, both some network services and various improved functions are analyzed, combined with new digital functions able to integrate RES more easily and increase the flexibility of the existing system. In addition, smart grid technologies such as line technology [Dynamic Line Rating – (DLR)] are described, their advantages and applications, as well as technologies and types of energy storage (batteries) for providing network services. In addition, the concepts of active consumers (prosumers or active consumers), Distributed Energy Resources (DER) and whether they can play a decisive role in the additional management of a power system are mentioned. In addition, some computing platforms and innovative technologies from the financed European programs Horizon 2020 and the active management of a power system [Active System Management – (ASM)] and how it contributes to the economic and efficient management of an electric power system. Finally, the main pilot energy programs financed by the European Union in regions of Greece are mentioned, which aim to provide better flexibility in the power systems, and the electricity market of our country is described, as well as research projects that have been carried out or are in progress, with the participation of Independent Power Transmission Operator.

Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται έναν από τους νεότερους και σημαντικότερους όρους του ενεργειακού κλάδου, τον όρο της ευελιξίας και ειδικότερα την ευελιξία των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας για την εξισορρόπηση και ζήτηση της ηλεκτρικής ενέργειας στα ευφυή δίκτυα, με μεγάλη διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και συντονισμό υπηρεσιών δικτύου μεταφοράς και διανομής της ηλεκτρικής ενέργειας. Αρχικά αναφέρονται και αναλύονται διάφοροι ορισμοί του όρου της ευελιξίας στα συστήματα ισχύος και περιγράφονται οι διάφοροι όροι της εξισορρόπησης και διαχείρισης της συμφόρησης που πιθανότατα θα λάβουν χώρα στα συστήματα μεταφοράς και διανομής. Επιπλέον, δίνονται οι έννοιες των διαχειριστών ενέργειας (Διαχειριστές Συστήματος Μεταφοράς και Διανομής) και επισημαίνεται η σπουδαιότητα, του μεταξύ τους συντονισμού για την ομαλή λειτουργία του δικτύου. Στη συνέχεια αναλύονται, τόσο κάποιες υπηρεσίες δικτύου όσο και διάφορες βελτιωμένες λειτουργίες, συνδυαζόμενες με νέες ψηφιακές λειτουργίες ικανές να ενσωματώσουν ευκολότερα τις ΑΠΕ και να αυξήσουν την ευελιξία του υπάρχοντος συστήματος. Επιπλέον, περιγράφονται τεχνολογίες έξυπνων δικτύων, όπως είναι η τεχνολογία γραμμής [Dynamic Line Rating – (DLR)], τα πλεονεκτήματα και εφαρμογές αυτών, καθώς και τεχνολογίες και είδη αποθήκευσης ενέργειας (μπαταρίες) για παροχή υπηρεσιών δικτύου. Επιπρόσθετα, αναφέρονται οι έννοιες των ενεργών καταναλωτών (prosumers ή active consumers), των Κατανεμημένων Ενεργειακών Πόρων (Distributed Energy Resources-DER) και κατά πόσο μπορούν να παίξουν καθοριστικό ρόλο στην επιπλέον διαχείριση ενός συστήματος ισχύος. Επιπλέον, περιγράφονται κάποιες υπολογιστικές πλατφόρμες και καινοτόμες τεχνολογίες από τα χρηματοδοτούμενα Ευρωπαϊκά ερευνητικά προγράμματα Horizon 2020 και η ενεργή διαχείριση ενός συστήματος ισχύος [Active System Management – (ASM)] και πώς συμβάλει στην οικονομική και αποδοτική διαχείριση ενός συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Τέλος, αναφέρονται τα βασικότερα πιλοτικά προγράμματα ενέργειας που χρηματοδότησε η Ευρωπαϊκή Ένωση σε περιοχές της Ελλάδας, που στόχο έχουν την καλύτερη παροχή ευελιξίας στα συστήματα ισχύος και περιγράφεται η αγορά ηλεκτρικής ενέργειας της χώρας μας, καθώς και ερευνητικά έργα που πραγματοποιήθηκαν ή βρίσκονται σε εξέλιξη, με συμμετοχή του ΑΔΜΗΕ.