Simulace elektrizační sítě (Vensim)
Název simulace: Simulace elektrizační sítě
Autor: Bc. Michaela Tauchmanová, taum03
Typ modelu: Systémová dynamika
Modelovací nástroj: Vensim
Contents
Definice problému
Metoda
K vytvoření této simulace byl použit nástroj Vensim, který poslouží pro simulování definované problematiky. Cílem je nasimulovat elektrizační síť v ČR a její možnou ochranu proti blackoutům.
Model
Tento model znázorňuje zobecněný model kauzálních smyček. Jsou zde vyobrazeny jak zahraniční výpomoc a regulace přeshraničních přítoků s distribučními ztrátami ovlivňují výrobu, která spolu se spotřebou ovlivňuje aktuální zatížení sítě.
Stock and flow diagram, který je znázorněn níže, vyobrazuje detailněji elektrizační síť. Regulace přeshraničních přítoků je zde rozdělena na regulaci importu a regulaci exportu. Zahraniční výpomoc je rozdělena na pomoc od nás a pomoc nám.
Proměnné modelu
Všechny uvedené jednotky byly převedeny na mega watty (MW).
Zatížení: Je definované vztahem dle logiky uvedené na stránkách ČEPSu, ze kterých byla data získána:[1] Zatížení = INTEG(Výroba - Spotřeba - Zatížení).
Iniciální hodnota byla určena jak dosavadní maximum na základě dat z ČEPSu za jednotlivé dny od 1.1.2010 do 10.6.2021.
Spotřeba: Je definována pouze jako proměnná Odběratelé, který v sobě sčítá spotřebu ve veřejném sektoru (průmysl, atd.) a domácnostech.
Odběratelé: Jsou definováni jako výraz Spotřeba = Domácnosti + Veřejné sektory.
Domácnosti: Jsou jako náhodná proměnná z rovnoměrného rozdělení. Je definovaná vztahem: Domácnosti = RANDOM UNIFORM (7e+07, 9e+07 , 8.6e+07 ).
Veřejné sektory: Jsou jako náhodná proměnná z rovnoměrného rozdělení. Je definovaná vztahem: Veřejné sektory = RANDOM UNIFORM (1.8e+08, 2.01e+08, 1.91e+08).
Minima a maxima pro tyto dvě proměnné byla definována na základě dat z českého statistického úřadu.[2] Data zde jsou uváděna v PJ (petajouly), kdy 1 PJ = 278 000 MW.
Výroba: Výroba je ovlivněna několika faktory, jejichž vztah je definován jako Výroba = (RANDOM UNIFORM ( 4e+07, 8.5e+07, 7.72517e+07)) - Distribuční ztráty - Zahraniční výpomoc - Regulace importu + Regulace exportu + Spotřeba.
Je zde využito náhodné proměnné, která zastupuje minimum a maximum z plánu výroby, který byl získán ze stránek ČEPSu.[1] Výroba je dále ovlivněna distribučními ztrátami, zahraniční výpomocí, která signalizuje havárie v sousedních přenosových soustavách, regulací importu a exportu a taktéž spotřebou.
Zahraniční výpomoc: Je definována jako výraz Zahraniční výpomoc = Pomoc do ČR - Pomoc od ČR.
Pomoc od ČR: 10 870,94 MW
Pomoc od ČR je určena jako konstanta, která byla vypočítána jako průměr ročních zahraničních výpomocí našim sousedním státům z let 2014-2021 na základě dat poskytovaných ze stránek společnosti ČEPS.[1]
Pomoc do ČR: 26 892,89 MW
Pomoc do ČR je určena jako konstanta, která byla vypočítána jako průměr ročních zahraničních výpomocí od našich sousedních států z let 2014-2021 na základě dat poskytovaných ze stránek společnosti ČEPS.[1].
Distribuční ztráty: Distribuční ztráty jsou určeny jako náhodná proměnná, která byla vypočítána jako minimum a maximum dosavadních ročních průměrných ztrát z let 2010-2018 za základě dat Energetické bilance ze stránek z Českého statického úřadu.[2] Data zde jsou uváděna v PJ (petajouly), kdy 1 PJ = 278 000 MW.
Jsou definovány vztahem Distribuční ztráty = RANDOM UNIFORM (7.7284e+06, 8.66526e+06, 8.06138e+06).
Regulace importu: Je určena jako podmínka, která vrací hodnotu skutečných nebo plánovaných importů, podle toho, která hodnota je větší.
Je definována vztahem Regulace importu = IF THEN ELSE (Plánované importy < Skutečné importy, Skutečné importy, Plánované importy).
Plánované importy: 162,33 MW
Plánované importy jsou určeny jako konstanta, která byla vypočítána jako průměr ročních průměrných plánovaných importů z let 2010-2021 na základě dat poskytovaných ze stránek akc. společnosti ČEPS.[1]
Skutečné importy: Jsou určeny jako náhodná proměnná, která byla vypočítána jako minimum a maximum ročních průměrných skutečných importů z let 2010-2021 na základě dat poskytovaných ze stránek akc. společnosti ČEPS.[1]
Jsou definovány vztahem: Skutečné importy = RANDOM UNIFORM(0, 2000 , 1125.92 ).
Regulace exportu: Je určena jako podmínka, která vrací hodnotu skutečných nebo plánovaných exportů, podle toho, která hodnota je větší.
Je definována vztahem Regulace exportu = IF THEN ELSE (Plánované exporty < Skutečné exporty, Skutečné exporty, Plánované exporty ).
Plánované exporty: 1 590,17 MW
Plánované exporty jsou určeny jako konstanta, která byla vypočítána jako průměr ročních průměrných plánovaných exportů z let 2010-2021 na základě dat poskytovaných ze stránek akc. společnosti ČEPS.[1]
Skutečné exporty: Jsou určeny jako náhodná proměnná, která byla vypočítána jako minimum a maximum ročních průměrných skutečných exportů z let 2010-2021 na základě dat poskytovaných ze stránek akc. společnosti ČEPS.[1]
Jsou definovány vztahem: Skutečné exporty = RANDOM UNIFORM (0, 3500, 2699).
Výsledky
Simulace měla nejzajímavější výsledek po změně všech proměnných, s kterými je možné hýbat, tj. Zahraniční výpomoc a skuteční importy a exporty.
Závěr
Přílohy
Simulace: File:Taum03 elektrizacni soustava.mdl
Zpracovaná data v excelu: File:Data elektrizacni soustava.xlsx
