Energa – Operator sprawdza, czy konieczne jest – niezwykle kosztowne – budowanie nowych linii, czy też w niektórych miejscach wystarczy zastosowanie nowatorskiego systemu, pozwalającego wykorzystać istniejące sieci do przesłania większej ilości energii elektrycznej. Jeśli prowadzone wspólnie z Instytutem Energetyki badanie powiedzie się, będzie można mówić o sporych oszczędnościach.
Zwiększające się zapotrzebowanie na energię elektryczną oraz przyłączanie coraz większej liczby farm wiatrowych powodują okresowe przeciążenia sieci rozdzielczej. Zagraża to awariami i przerwami w dostawach energii do klientów. Zapobieżenie im stanowi ogromne wyzwanie dla dystrybutorów energii elektrycznej, tym bardziej, że najbardziej oczywiste rozwiązanie – rozbudowa sieci – jest niezwykle kosztowne i społecznie trudne.
Pół miliona za kilometr linii
Nawet jeśli szczęśliwy finał osiągną zabiegi dystrybutorów o uzyskanie wszelkich zgód i pozwoleń na wybudowanie nowej linii, jej koszt może wynieść około połowy miliona złotych za jeden kilometr, i to w łatwym terenie. Bardzo szerokie plany inwestycyjne spółki, zakładające wydatkowanie w 2010 r. rekordowej kwoty blisko 970 mln zł (o 30 proc. więcej niż w 2009 r.), nie pozwolą na zaspokojenie rosnących potrzeb przyłączeniowych. Kosztowna jest także wymiana przewodów na linie o większej przepustowości (wysokotemperaturowe).
Rozbudowy i wzmocnienia sieci wymaga także rosnąca produkcja energii elektrycznej przez farmy wiatrowe. Na terenie Energa-Operator jest ich już przeszło 120, a w kolejce – z zawartymi już umowami – czeka kolejne 300.
Pomoc idzie z wiatrem
Zdaniem naukowców z Instytutu Energetyki środkiem zaradczym jest system wykazujący, czy i w jakiej skali – w zależności od pogody – można w sposób kontrolowany przeciążyć linię, by przesłać więcej energii.
– System pomiaru warunków pogodowych w miejscu pracy linii to koszt kilkadziesiąt razy mniejszy niż budowa nowej linii – mówi Adam Babś z Instytutu Energetyki.
Kluczowe znaczenie ma temperatura przewodów w momencie przesyłania energii elektrycznej. System integruje dane pogodowe, mierzone bezpośrednio na przewodzie, z danymi katalogowymi linii.
– Zestawienie stale aktualizowanych danych, w miejsce dotychczasowego „sztywnego” wyznaczania, ile energii w danym czasie można przesłać, pozwala na podejmowanie decyzji przez dyspozytorów na bieżąco – zaznacza Krzysztof Nagórski, kierownik Biura Zarządzania Ruchem w Energa-Operator.
Oznacza to, że np. w momencie awarii dyspozytor będzie mógł zdecydować o przesłaniu większej ilości energii linią nieuszkodzoną, zamiast – kierując się parametrami konstrukcyjnymi – wyłączać kolejne stacje.
System wyznaczania dynamicznej obciążalności sieci (DOL) może także złagodzić problemy związane z przyłączaniem farm wiatrowych do systemu elektroenergetycznego: farmy te pracują w krótkich okresach i zazwyczaj w sytuacji, gdy przewody linii przesyłowej są chłodzone intensywniej niż przy bezwietrznej pogodzie, gdyż ich moc zależy od prędkości wiatru.
Tanio i efektywnie
Pomiar warunków pogodowych w miejscu pracy linii wraz z przesłaniem wyników do systemu kosztuje kilkadziesiąt razy mniej niż budowa nowej linii 110 kV. Przy obecnych kosztach inwestycji, wykorzystanie naturalnych warunków chłodzenia linii jest optymalnym rozwiązaniem tak z perspektywy spółki, jak i jej klientów. Unikając wysokich kosztów budowy, mających wpływ na wysokość taryfy za energię elektryczną, zwiększa się zdolność przesyłowa linii 110 kV.
– Efektywność ekonomiczna proponowanego rozwiązania może być oszacowana poprzez obliczenie kosztów unikniętych inwestycji zdefiniowanych jako różnica pomiędzy kosztem budowy nowej linii 110 kV w określonym obszarze a kosztem wdrożenia metody dynamicznej obciążalności linii – zaznacza Adam Babś z Instytutu Energetyki.
Jak działa system dynamicznej obciążalności linii?
Podstawowym elementem systemu DOL są stacje pogodowe instalowane na słupach linii wysokiego napięcia (WN – 110 kV) lub linii przesyłowych (220 kV i 440 kV). Wyposażone są w czujniki do pomiaru prędkości i kierunku wiatru, nasłonecznienia oraz temperatury zewnętrznej. Posiadają także modem GPRS do komunikacji z serwerem centralnym systemu DOL, modem radiowy służący komunikacji z miernikiem temperatury i prądu przewodu oraz baterie słoneczne i akumulator.
Miernik temperatury i prądu przewodu zapewnia bieżący pomiar temperatury zewnętrznej przewodu oraz płynącego w nim prądu. Dane pomiarowe rejestrowane są w określonych odstępach czasu (np. co 10 s), a następnie udostępniane do odczytu przez stację pogodową przy wykorzystaniu modemu radiowego.
Na podstawie danych zbieranych ze stacji pogodowych, parametrów konstrukcyjnych linii oraz znajomości aktualnego obciążenia linii, oprogramowanie zainstalowane na serwerze systemu DOL wyznacza m.in. dopuszczalną obciążalności linii w danych warunkach pogodowych oraz weryfikuje obliczenia na podstawie bezpośrednich pomiarów temperatury linii.
