Regulace odchylky

Systémová odchylka je ovšem pouze hodinový průměr reálné výkonové odchylky, které se musí vyrovnávat (regulovat) stále, v každém momentě.

Abychom mohli regulovat výkon, potřebujeme regulační energii. Je to elektřina dodávaná do systému z důvodu vzniku výkonové odchylky. Regulační energii rozlišujeme na kladnou (tu aktivujeme v případě, když je nedostatek elektřiny a musíme tak např. zvýšit výkon elektrárny) a zápornou (tu naopak aktivujeme, když je přebytek elektřiny v síti a musíme tak snížit výkon elektrárny nebo zvýšit zatížení).

V České republice samotnou regulaci řídí pouze provozovatel přenosové soustavy ČEPS. Ten nemá vlastní zdroje, ale prostřednictví kontraktů na základě Přípravy provozu pro daný rok a průměrného zatížení si nasmlouvá potřebné množství tzv. podpůrných služeb (PpS). Zjednodušeně provozovatelé těchto PpS garantují, že dodají (nebo odeberou) přesně danou velikost elektrické energie v daném časovém intervalu.  Díky PpS si ČEPS nasmlouvá dostatečnou regulační rezervu. Ta musí být schopná energeticky pokrýt veškeré neplánované dodávky nebo odběry elektřiny soustavy. Většinou se velikost rezervy odhaduje podle největšího elektrárenského bloku v soustavě tak, aby bylo možné ho v případě potřeby nahradit (v ČR Temelín 1055 MW).

ČEPS má také možnost získat regulační energii na vyrovnávacím trhu, který organizuje operátor trhu s elektřinou. Zde si nakupuje přímo regulační energii na danou hodinu za aktuální tržní cenu, nikoliv službu. Velký rozdíl oproti PpS je, že za PpS se platí celoročně jako služba plus za dodanou (odebranou) energii, kdežto na vyrovnávacím trhu se platí pouze za dodanou (odebranou) energii. Na rozdíl od denního a vnitrodenního trhu (odkaz zde) může na vyrovnávacím trhu nakupovat pouze ČEPS. Naopak nabízet energii zde může jakýkoliv dodavatel, kterému se například nepovedlo prodat veškerou svou energii. Proto ji zde může nabídnou i za cenu nižší než tržní („potřebuje se jí zbavit“). Vyrovnávací trh se zavírá půl hodiny před samotnou dodávkou elektřiny.  

Další možnost je získání regulační energie ze zahraničí. Na základě propojené elektrizační soustavy se sousedními státy může český provozovatel přenosové soustavy spolupracovat s ostatními provozovateli v jiných zemích. To znamená, že ČEPS může poskytovat (prostřednictvím smluv s dalšími subjekty) energii do zahraničí, a naopak může v případě potřeby i odebírat. Tato spolupráce je obzvláště výhodná v případě havárie, kdy v ČR není dostatek PpS na pokrytí náhlých odstávek.

Přeshraniční regulační energii dělíme na nakupované PpS v zahraničí a na smlouvy operativní dodávky elektřiny ze zahraničí. PpS ze zahraničí se nasmlouvají a následně fungují podobně jako PpS nakoupené v ČR na vyrovnávacím trhu. Mezi operativní dodávky ze zahraničí řadíme hlavně sekundární regulaci (GCC) a havarijní výpomoc. GCC může být po oboustranných dohodách automatická, jako například tzv. EGCC se Slovenskem a Maďarskem nebo IGCC s Německem. Podmínka dodávky spočívá v dostatečném množství nabízených energie a kapacity přenosových soustav, přes které energie bude protékat (při spolupráci států, které spolu přímo nesousedí). [1] [6] GCC zjednodušeně funguje tak, že když je v zahraničí kladná odchylka a u nás záporná, tak se odchylky částečně vynulují a obě soustavy si tak pomohou.

V ČR máme pouze jednoho provozovatele přenosové soustavy ČEPS, ale podle zákona 458/2000 Sb. (energetický zákon) mohou právnické a fyzické osoby podnikat v energetickém odvětví. To mimo jiné znamená, že regulační energii může na základě licence udělené Energetickým regulačním úřadem nabízet kdokoliv. [1] Samozřejmě každý účastník (včetně ČEPSu) musí dodržovat tzv. Kodex přenosové soustavy, kde je přesně stanoveno, za jakých podmínek se může obchodovat s regulační energií.

Kodex přenosové soustavy je veřejná publikace pro všechny účastníky trhu s elektrickou energií, která stanovuje požadavky (technické, provozní) pro připojení a užívání přenosové soustavy. Také popisuje přesné podmínky pro poskytování PpS. Všechny tyto podmínky jsou dnes závislé především na pravidlech mezinárodní spolupráce v synchronně propojených soustavách (ENTSO-E). Tyto pravidla se neustále mění, hlavně díky otevírání trhu s elektrickou energií.

Vývoj ceny regulační energie

Cena regulační energie je většinou dražší než cena silové energie. Pro srovnání data ze dne 3. 1. 2018 silová energie stála 970,97 Kč/MWh [4], naproti tomu maximální zúčtovací cena odchylky byla 3798,61 Kč/MWh [3]. Z tohoto důvodu se snaží výrobci a obchodníci s elektrickou dodržovat přesně dané plány výroby, aby nezpůsobovali odchylku mezi zatížením (aktuální spotřebou) a výkonem (aktuální výrobou elektřiny). Celkový vývoj mezi roky 2002 až 2016 je vyobrazený na grafu. [1]

Vývoj průměrných hodinových plateb za poskytnutou RE a průměrného hodinového objemu využité regulační energie v letech 2002-2016:

Obr. 1. Vývoj objemu užité regulační energie [2]

 

Vývoj spotřeby regulační energie

V rámci posledních 14 let se celková spotřeba regulační energie zmenšuje, a to hlavně díky liberalizaci a transformaci trhu. V roce 2002 byl průměrný hodinový objem využité kladné regulační energie přes 300 MWh/h. V roce 2015 již pouze 30 MWh/h. [1]

Zajímavé porovnání výkonové odchylky v jednotlivých letech nabízí histogram, který zobrazuje četnost výskytu odchylek podle jejich výkonů. Z grafu je zřejmé, že trend postupuje směrem k větší frekvenci výskytu při menší velikosti výkonové odchylky. Bohužel se také zvyšují extrémní hodnoty odchylky, které se objevují s velice nízkou četností. To má za následek, že bude potřeba i velká regulační rezerva  v případě náhlých výpadků velkých zdrojů, ikdyž bude potřeba třeba jen párkrát v roce. Kladná výkonová odchylka dosahuje až 1000 MW, i když při velice nízké četnosti. Dle osloveného experta z daného odvětví to může do budoucna způsobit veliké problémy. Jedná se hlavně o nedostatečnou kapacitu, která bude způsobena odstavením dosluhujících elektráren. [1]

Náhlé velké výpadky budou v blízké budoucnosti četnější. Je to způsobené velkou změnou v energetickém mixu. V posledních letech bylo instalované poměrně velké množství obnovitelných zdrojů energie. Ty jsou sice schopné dodat energii, ale většinou v závislosti na počasí. Počasí samotné nedokážeme řídit a predikce stále není zcela spolehlivá. Proto se může stát, že nenadálými změnami počasí vypadne například celá velká větrná farma. Z těchto důvodů musíme mít dostatečnou rychle startující regulační zálohu (nejčastěji plynové a paroplynové turbíny).

Histogramy výkonové odchylky:

Obr.2. Četnost výkonové odchylky [5]