Zasnova orodja za načrtovanje nizkonapetostnih omrežij z velikim deležem razpršenih virov in prožnostjo proizvodnje ter porabe električne energije

Abstract – The low-voltage (LV) grid is changing rapidly and will be even more adapted and transformed with
new distributed energy resources (DERs), storage systems, electric vehicles and heat pumps. All these changes
create new challenges to the distribution system operators (DSOs) in charge of the grid, as the grid becomes
more prone to undergo voltage violations and congestions. Flexibility services from local DERs can help the
DSO to mitigate or to eliminate these problems. This paper proposes a design for a grid planning tool directed to
the DSO. This tool simulates the power flow in the DSO's grid and defines weak nodes and buses in the grid.
The tool also proposes simulation with the use of flexibility provision using a market approach. The main
outcomes of the tool are recommendations of grid reinforcement with price estimations. The difficulty lies in the
design of algorithms that assign the location of DER technologies adoption along the grid and which define the
flexibility provision potential when a market approach is used, i.e. the flexibility solutions are not technically
optimised.
This paper defines the preliminary methodology used for the long-term grid planning tool in the Horizon 2020
project X-FLEX. The planning tool will be integrated into a broader toolset to be used by the grid operators for
automatic control and observability of the network. The result is a tool with different modes to be used by DSOs
that offer long-term grid planning with the possibility of assessing the value of flexibility services in terms of
grid reinforcement costs.

Povzetek – Nizkonapetostno omrežje se zelo hitro spreminja in se bo v prihodnje še dodatno prilagajalo in
preoblikovalo z dodajanjem novih razpršenih proizvodnih virov, hranilnikov električne energije, električnih
vozil in toplotnih črpalk. Te spremembe predstavljajo nove izzive za sistemske operaterje, saj v omrežju obstaja
večja verjetnost zamašitev in kršitev napetostnih kriterijev. Prožnost na strani proizvodnje in/ali odjema
električne energije lahko pripomore k omilitvi ali odpravi teh težav. V tem delu je predstavljena zasnova orodja
za načrtovanje nizkonapetostnih omrežij, ki operaterjem omrežij omogoča simulacije pretokov moči ter
identifikacijo šibkih točk. Orodje dodatno omogoča simulacije pretokov moči, pri katerih je aktivacija prožnosti
proizvodnje in porabe električne energije izvedena na podlagi tržnega pristopa, preko lokalnega
elektroenergetskega trga. Rezultat modela, poleg rezultatov simulacij pretokov moči, je tudi predlog nadgradenj
oziroma izboljšav omrežja skupaj z oceno stroškov investicij. Med ključne dele priprave orodja sodi razvoj
algoritmov za dodajanje naprav za zagotavljanje prožnosti vzdolž obstoječega omrežja in določitev profilov
delovanja teh naprav v primeru, ko je za aktivacijo uporabljen tržni pristop in ne tehnična optimizacija delovanja
teh naprav.
Razvoj orodja za načrtovanje nizkonapetostnega omrežja je del mednarodnega projekta X-FLEX pod okriljem
okvirnega projekta Obzorje 2020 (Horizon 2020). Razvito orodje bo del širšega skupka orodij namenjenih
sistemskim operaterjem omrežij za samodejno kontrolo delovanja omrežij in bo testirano na dveh pilotnih
lokacijah v Sloveniji in Grčiji. Končni cilj je orodje za dolgoročno načrtovanje razvoja omrežij z možnostjo
ocene razpoložljive prožnosti in oceno stroškov nadgradenj omrežja.