Konferencja PTPiREE „Linie i stacje elektroenergetyczne”

3 i 4 listopada Polskie Towarzystwo Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej było organizatorem konferencji „Linie i stacje elektroenergetyczne”, która odbyła się w Wiśle. Uczestniczyło w niej ponad 270 osób reprezentujących przede wszystkim operatorów sieci dystrybucyjnej, przesyłowej oraz producentów związanych z tematem spotkania. Program obejmował 23 referaty, które wygłoszono w sześciu sesjach.

Konferencja rozpoczęła się od przedstawienia wyzwań stojących przed operatorami sieci. Najważniejszym z nich jest transformacja energetyczna, czyli rezygnacja z wykorzystania węgla i innych nieodnawialnych źródeł energii i zastąpienie ich zeroemisyjnymi źródłami energii, tj. przede wszystkim odnawialnymi źródłami energii elektrycznej. Przeprowadzenie jej będzie możliwe jedynie w przypadku przygotowania sieci elektroenergetycznych do pracy z dużym nasyceniem źródeł rozporoszonych. Pokazano także, jak zmieniła się sieć pięciu największych operatorów w ostatnich latach. Wyniki przedstawiono dla podstawowych elementów sieci dystrybucyjnej, tj. linii, stacji i transformatorów. W tej części konferencji Enea Operator zaprezentowała swoje doświadczenia i wnioski z weryfikacji urządzeń, jakie są zabudowywane na sieci oraz jakości wykonywanych robót. Jak podkreślono, główny cel tej pracy to zmniejszenie awaryjności sieci dystrybucyjnej.

Sesję dotyczącą linii kablowych rozpoczęto od doświadczeń innogy Stoen Operator dotyczących linii kablowych 110 kV;
uczestnicy spotkania poznali zarówno historię ich rozwoju, jak i bieżące podejście do budowy tego typu linii. W zakresie diagnostyki linii kablowych Energa-Operator przedstawiła system SORAL. Jest to system oceny stanu technicznego i ryzyka awarii linii kablowych SN oparty na badaniach diagnostycznych wykonywanych w trybie offline. Jest eksperckim narzędziem, które umożliwia integrację danych o sieci kablowej w jednym systemie. Wdrożono w nim unikatową procedurę oceny ryzyka awarii opartą na niemal 20 latach badań. System daje wymierną ocenę ryzyka awarii poszczególnych odcinków linii kablowych oraz stanowi wsparcie planów eksploatacyjnych i inwestycyjnych.

Dużą dyskusję wzbudził temat wpływu mikroinstalacji na pracę sieci niskiego napięcia. Wskazywano na problemy wynikające z liczby przyłączonych mikroinstalacji – przede wszystkim wzrosty napięcia, które powodują automatyczne wyłączanie się mikroinstalacji i reklamacje klientów oraz asymetrie prądów i napięć. Oceniono, że duże prawdopodobieństwo wystąpienia problemów napięciowych, a w konsekwencji kłopotów z jakością dostarczanej energii może pojawić się w długich obwodach wiejskich linii napowietrznych nn o małych przekrojach. Aby uniknąć lub ograniczyć prawdopodobieństwo wystąpienia tych problemów, konieczne jest zwiększanie możliwości przesyłowych linii nn poprzez zwiększenie przekroju przewodów przynajmniej do 70 mm2, skracanie istniejących obwodów, a także budowę nowych linii nn. Energa-Operator przedstawiła wyniki projektu pilotażowego, którego celem była ocena alternatywnego rozwiązania, tj. aktywnego regulatora napięcia. Wyniki, jakie uzyskano, potwierdziły funkcjonalności urządzenia, tj. regulacja/stabilizacja napięcia oraz symetryzacja prądów. Potwierdzono również dodatkowe funkcjonalności – symetryzacja napięć oraz stabilizacja mocy biernej, autonomiczny charakter pracy. W tej sesji przedstawiono także inne rozwiązanie, które ma wspomóc pracę sieci z mikroinstalacjami, tj. transformator symetryzujący. Urządzenie zainstalowane równolegle w głębi sieci w miejscu występowania asymetrii prądów obciążenia redukuje asymetrię prądów od strony zasilania. W zakresie tej tematyki uczestnicy mieli okazję zapoznać się również z systemem nadzoru obszarów sieci nasyconych generacją rozproszoną, który umożliwia m.in. monitorowanie i rejestrowanie zjawisk, wyłączanie zdalne (chwilowe) punktów z podwyższoną generacją.

W sesji dotyczącej nowoczesnych rozwiązań stacji elektroenergetycznych przedstawiono m.in. autonomiczną stację energetyczną SN/nn stanowiącą podstawowy element infrastruktury sieci średniego napięcia przeznaczony do zarządzania siecią nn oraz umożliwiający świadczenie usług elastyczności sieci. Prezentowane wyposażenie i funkcje elastycznej stacji SN/nn mają na celu zapewnienie elastycznych usług, takich jak zwiększona obserwowalność sieci niskiego napięcia, autonomiczne sterowanie i monitorowanie PV, szybsze wykrywanie usterek, kontrola niskiego napięcia, zwłaszcza przy dużej penetracji PV. Opisano algorytm sterowania napięciem wykorzystujący pomiary napięcia dostarczane do stacji z inteligentnych liczników za pośrednictwem sieci PLC i zbierane przez koncentrator danych. W kolejnej prezentacji omówiono automatykę SCO, szczególnie pod kątem obecnych wymagań stawianych tym rozwiązaniom.

W części przedstawiającej nowe rozwiązania wspomagające zarządzanie siecią opisano sposób, w jaki linie elektroenergetyczne sieci 110 kV mogą świadczyć usługi elastyczności, wykorzystując naturalną cechę zmienności dopuszczalnego ich obciążenia w zależności od warunków pogodowych, tj. dynamiczną obciążalność linii. Przedstawiono podstawowe zasady obliczania dynamicznej obciążalności linii na podstawie prognoz warunków pogodowych oraz wykorzystanie tych wyników dla optymalnego wykorzystania możliwości generacji mocy ze źródeł odnawialnych, zwłaszcza z dużych farm wiatrowych dołączonych bezpośrednio do sieci 110 kV. Wskazano, że wykorzystanie wyznaczania dynamicznej obciążalności linii do zarządzania ograniczeniami i świadczenie usług elastyczności pozwoli na osiągnięcie takich korzyści jak zapobieganie przeciążeniom sieci, a zwłaszcza linii, poprawa jakości dostaw energii czy też ograniczenie lub odłożenie w czasie inwestycji sieciowych. Dodatkową korzyścią wdrożenia prognoz dynamicznej obciążalności linii 110 kV może być złagodzenie problemów związanych z przyłączaniem do systemu elektroenergetycznego źródeł niestabilnych, zwłaszcza dużych farm wiatrowych. Oceniono, że szczególnie efektywne jest wdrożenie systemu w przypadku konieczności zarządzania generacją farm wiatrowych w sytuacji, gdy farmy wiatrowe, wykorzystując dobre warunki wietrzne, pracują z mocą zbliżoną do znamionowej, a jednocześnie przewody linii przesyłowej są chłodzone intensywniej niż przy bezwietrznej pogodzie.

W tej części przedstawiono także wyniki prac nad czujnikiem drgań i pierwsze doświadczenia oparte na analizie drgań konstrukcji słupa WN. Czujnik pozwala na długo- i krótkoterminowe wsparcie eksploatacji przez obserwację zmian zachowania konstrukcji (wartości i amplitud częstości własnych dla analogicznych warunków otoczenia, wykrywanie przypadków dewastacji, predykcja stanów niebezpiecznych).

W ostatnim bloku tematycznym przedstawiono propozycje operatorów systemów dystrybucyjnych w zakresie uzgadniania lokalizacji instalacji fotowoltaicznych w otoczeniu istniejących lub zaplanowanych do realizacji nowych napowietrznych i kablowych sieci elektroenergetycznych WN, SN i nn. Wskazano m.in. odległości lokalizacji instalacji PV od osi linii elektroenergetycznej będącej częścią sieci dystrybucyjnej energii elektrycznej. W kolejnym wystąpieniu przedstawiono opracowane w ramach PTPiREE „Zasady ochrony przed porażeniem i przed przepięciami w sieciach nn, SN, WN i NN w zakresie projektowania, budowy i eksploatacji”. Zrealizowany projekt umożliwia wprowadzenie w skali całego kraju jednolitych zasad ochrony przed porażeniem i przed przepięciami w sieciach NN, WN, SN i nn. Opracowane zasady są dokumentem o charakterze referencyjnym umożliwiającym wdrożenie w całości, przy czym ze względów praktycznych możliwe jest na ich podstawie opracowanie dokumentów wykonawczych dla pracowników serwisu, utrzymania i rozwoju.

W tej sesji przedstawiono także wyniki analiz zwarciowych dotyczących wpływu stosowania modeli symetrycznych do opisu wielotorowych, wielonapięciowych linii NN i WN o dużej niesymetrii geometrycznej na poprawność wyznaczania prądów przy modelowaniu zwarć. Ciekawym wystąpieniem była prezentacja dotycząca wykorzystania robotów do budowy i eksploatacji linii elektroenergetycznych. Referat oparto na polskich doświadczeniach oraz publikacjach CIGRE. Podczas konferencji poruszano również takie tematy jak skuteczne uszczelnianie obiektów energetycznych, porównanie różnych technologii łączenia egzotermicznego czy systemy monitoringu temperatury DTS.

Na podstawie prezentowanych referatów
Jarosław Tomczykowski

Czytaj dalej