REGULACJA NAPIĘCIA I MOCY BIERNEJ W SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ Z WYKORZYSTANIEM FARM WIATROWYCH.

Transkrypt

1 mgr inż. Dariusz Kołodziej, mgr inż. Tomasz Ogryczak INSTYTUT ENERGETYKI INSTYTUT BADAWCZY Oddział Gdańsk REGULACJA NAPIĘCIA I MOCY BIERNEJ W SIECI ELEKTROENERGETYCZNEJ Z WYKORZYSTANIEM FARM WIATROWYCH. WSTĘP Dynamiczny rozwój energetyki wiatrowej, budowa wielu nowych farm wiatrowych o mocach coraz częściej przekraczających 50 MW powoduje konieczność uwzględnienia tego typu źródeł energii w procesach regulacji prowadzonych w sieci elektroenergetycznej. W referacie przedstawiono uwarunkowania formalne i techniczne w zakresie regulacji napięcia i mocy biernej farm wiatrowych przyłączonych do sieci elektroenergetycznej wynikające z zapisów IRiESP i IRiESD. Opisana została koncepcja kompleksowej regulacji napięcia i mocy biernej z uwzględnieniem zarówno wymagań dla punktu przyłączenia jak i wewnętrznej sieci elektrycznej farmy wiatrowej. Regulacja ta odbywa się z wykorzystaniem dostępnych elementów regulacyjnych takich jak dławiki, baterie kondensatorów, transformatory z podobciążeniowym przełącznikiem zaczepów oraz układy regulacji turbin wiatrowych. Dodatkowo w referacie zostały zaprezentowane praktyczne rozwiązania układów automatyki dla farm wiatrowych wraz z doświadczeniami zebranymi w trakcie ich realizacji, które będą stanowić podstawę do dalszego rozwoju funkcjonalnego tego typu układów. UWARUNKOWANIA FORMALNE I TECHNICZNE Regulacja napięcia i mocy biernej z wykorzystaniem farmy wiatrowej powinna obejmować swoim działaniem wszystkie jej elementy: turbiny wiatrowe, transformatory, dławiki oraz baterie kondensatorów. W procesie regulacji muszą być uwzględnione zarówno wymagania określone przez operatora sieci, do której farma jest przyłączona jak i uwarunkowania techniczne dla sieci wewnętrznej farmy. Podstawowe wymagania dla farm wiatrowych w szczególności w zakresie regulacji napięcia i mocy biernej określone są przez:

2 Operatora Sieci Przesyłowej (PSE S.A.) w Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej [1]. Operatorów Sieci Dystrybucyjnej (Spółki Dystrybucyjne) w Instrukcji Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej [2]. Z zapisów zawartych w wyżej wymienionych dokumentach wynikają następujące warunki jakie musi spełniać farma wiatrowa: - Farma wiatrowa powinna być wyposażona w system sterowania i regulacji w zakresie napięcia i mocy biernej. - W celu zapewnienia możliwości wykorzystania farmy wiatrowej w procesie prowadzenia ruchu, wymaga się aby farma wiatrowa była zdolna do zdalnego sterowania zgodnie ze standardami operatora systemu. W ramach systemu zdalnego sterowania z właściwego ośrodka dyspozycji należy zapewnić możliwość zmiany mocy biernej w pełnym zakresie dopuszczalnych obciążeń mocą bierną farmy wiatrowej. - W ramach systemu zdalnego sterowania należy zapewnić możliwość zmiany trybu regulacji farmy wiatrowej w czasie rzeczywistym. - Jeżeli farma wiatrowa przyłączona jest do sieci przesyłowej, to operator systemu przesyłowego (OSP) ma prawo do zmiany generacji mocy biernej (oraz mocy czynnej) w pełnym zakresie dopuszczalnych obciążeń za pomocą systemu zdalnego sterowania z poziomu służb dyspozytorskich OSP-ODM. - Jeżeli farma wiatrowa przyłączona jest do sieci dystrybucyjnej, to operator systemu dystrybucyjnego (OSD) ma prawo do zmiany generacji mocy biernej (oraz mocy czynnej) w pełnym zakresie dopuszczalnych obciążeń za pomocą systemu zdalnego sterowania z poziomu służb dyspozytorskich OSD. - Farma wiatrowa musi posiadać zdolność do generacji mocy biernej, w wielkości wynikającej z wymaganego, dla mocy osiągalnej (P OS ), współczynnika mocy w miejscu przyłączenia farmy wiatrowej w granicach od cosφ=0,95 (o charakterze indukcyjnym) do cosφ=0,95 (o charakterze pojemnościowym). Przy obciążeniu mocą czynną niższą od P OS należy udostępnić całą dostępną moc bierną w zakresie poza cosφ=0,95, zgodnie z możliwościami technicznymi farmy wiatrowej.

3 P cosj=0,95 (poj) P os cosj=0,95 (ind) j Q Rys.1 Zakres wymaganej generacji mocy biernej przez farmę wiatrową. - Regulacja napięcia i mocy biernej powinna być zapewniona w pełnym zakresie dopuszczalnych obciążeń mocą bierną farmy wiatrowej. - System sterowania i regulacji napięcia i mocy biernej farmy wiatrowej powinien posiadać zdolność do pracy autonomicznej oraz opcjonalnie do pracy skoordynowanej z nadrzędnym układem regulacji napięcia i mocy biernej zainstalowanym w stacji elektroenergetycznej. - W trybie autonomicznym system sterowania i regulacji napięcia i mocy biernej farmy wiatrowej powinien posiadać zdolność do niezależnej pracy w kryteriach regulacji: mocy biernej (w miejscu przyłączenia) oraz napięcia (w miejscu przyłączenia) zgodnie z charakterystyką statyczną Q=f(U) przedstawioną na rysunku 2. Winna być zapewniona możliwość parametryzacji charakterystyki dla każdej przyłączanej farmy indywidualnie. Nastawiane parametry uzależnione są od wielkości farmy, napięcia znamionowego oraz miejsca jej przyłączenia w systemie elektroenergetycznym. Tabela 1 zawiera objaśnienie stosowanych symboli w charakterystyce oraz zakresy nastawianych wartości.

4 Q Q max gen U min U prog 1 U prog 2 U max U Q max pob Rys.2 Charakterystyka statyczna Q=f(U) regulacji napięcia w punkcie przyłączenia. Tab. 1 Parametry charakterystyki statycznej. Oznaczenie Opis Zakres wartości 110 kv 220 kv 400 kv Jednostka Q max pob Q max gen U min U max Maksymalna dopuszczalna wartość poboru mocy biernej przez farmę wiatrową, przy danym poziomie generacji mocy czynnej Maksymalna dopuszczalna wartość generacji mocy biernej przez farmę wiatrową, przy danym poziomie generacji mocy czynnej Minimalna wartość napięcia regulowanego w miejscu przyłączenia farmy wiatrowej, przy której generowana jest maksymalna moc bierna Maksymalna wartość napięcia regulowanego w miejscu przyłączenia farmy wiatrowej, przy której pobierana jest maksymalna moc bierna Mvar Mvar kv kv U prog1 U prog2 Wartość napięcia regulowanego, w miejscu przyłączenia farmy wiatrowej, poniżej której generowana jest moc bierna Wartość napięcia regulowanego, w miejscu przyłączenia farmy wiatrowej, powyżej której pobierana jest moc kv kv

5 bierna - W trybie skoordynowanym system sterowania i regulacji farmy wiatrowej współpracuje z nadrzędnym układem regulacji napięcia i mocy biernej w stacji elektroenergetycznej. W ramach zapewnienia zdolności do współpracy z nadrzędnym układem należy zapewnić możliwość przyjmowania do realizacji wartości zadanych mocy biernej przez system sterowania i regulacji napięcia i mocy biernej farmy wiatrowej. Należy również zapewnić dedykowany kanał komunikacyjny do połączenia z nadrzędnym układem regulacji. - Operator systemu może wymagać by farma wiatrowa podczas zakłóceń w systemie elektroenergetycznym produkowała możliwie dużą, w ramach ograniczeń technicznych, moc bierną. - Podczas zakłóceń skutkujących zmianami napięcia, farma wiatrowa nie może utracić zdolności regulacji mocy biernej i musi aktywnie oddziaływać w kierunku podtrzymania napięcia. W przypadku obniżenia się napięcia w miejscu przyłączenia poniżej wartości zadanej, farma wiatrowa nie może pobierać mocy biernej. Przedstawiona poniżej koncepcja kompleksowej regulacji napięcia i mocy biernej powinna zapewnić spełnienie powyższych wymagań oraz dodatkowo powinna zapewniać utrzymanie właściwego poziomu napięcia w sieci SN farmy wiatrowej zarówno podczas pracy farmy jak i podczas postoju turbin wiatrowych przy wykorzystaniu dostępnych elementów regulacyjnych. KONCEPCJA REGULACJI NAPIĘCIA I MOCY BIERNEJ FARMY WIATROWEJ Proces regulacji w pierwszej kolejności wykorzystuje możliwości regulacyjne generatorów farmy wiatrowej, w dalszej kolejności korzysta ze statycznych źródeł mocy biernej baterii kondensatorów i dławików oraz prowadzi regulację transformatorową zgodnie z wybranymi kryteriami i parametrami regulacji, koordynując w przypadku takiej konieczności procesy regulacji związane z dotrzymaniem parametrów napięciowych w punkcie przyłączenia oraz w sieci wewnętrznej farmy. Układem automatyki realizującym proces regulacji jest układ typu URST. W celu realizacji algorytmu regulacji konieczne jest wprowadzenie do układu informacji o aktualnym stanie obiektu, dostępnych możliwościach regulacji oraz zmiennych parametrów regulacji. Wypracowane przez układ polecenia sterujące z kolei, muszą być zrealizowane przez wybrane urządzenia objęte procesem regulacji. Podstawowym urządzeniem wykorzystywanym w tym procesie jest sterownik farmy wiatrowej (serwer FW) dostarczany przez dostawcę turbin wiatrowych i odpowiedzialny za sterowanie poszczególnymi turbinami w pełnym zakresie, w tym w

6 szczególności napięciem i generacją mocy biernej. Układ URST pozyskuje z serwera FW następujące informacje (w zależności od dostępnych możliwości technicznych FW może być dostępna tylko część z poniższych parametrów): - stan załączenia farmy wiatrowej do pracy, - stan załączenia funkcji regulacyjnych serwera farmy, - aktualne kryterium regulacji: napięcie, moc bierna lub cosφ, - U zadane aktualne napięcie zadane, - cosφ zadane aktualny współczynnik mocy zadany, - Q zadane aktualna moc bierna zadana, - Q min brutto, Q max brutto dostępny zakres regulacji mocy biernej wszystkich turbin wiatrowych, - V średnie prędkość wiatru mierzona w farmie wiatrowej, uśredniona za okres 5 minut, - P max maksymalna dostępna moc jaką może dostarczyć farma wiatrowa, - liczba pracujących turbin wiatrowych, - liczba turbin wiatrowych gotowych do pracy, oraz przekazuje wypracowane przez algorytm regulacji wartości zadane: - załączenie lub wyłączenie funkcji regulacyjnych sterownika farmy, - kryterium regulacji: napięcie, współczynnik mocy cosφ, moc bierna, - U zadane napięcie zadane, - cosφ zadane współczynnik mocy zadany, - Q zad moc bierna zadana. Do układu URST są również wprowadzone informacje o aktualnych położeniach przełączników zaczepów transformatorów, bieżącym stanie topologii połączeń oraz pomiary: - stany łączników (odłączników i wyłączników) w polach transformatorów, - stany łączników w polach dławików i baterii kondensatorów, - stany łączników w wybranych polach linii, istotnych dla realizacji procesu regulacji, - stany pozostałych łączników, mających wpływ na działanie układu (np. odłączniki w polach pomiarowych), - pomiary napięć w polach pomiarowych, - pomiary napięć, mocy czynnych i biernych po stronach niższych i wyższych transformatorów, - pozostałe pomiary (zwłaszcza pomiary napięć), mogące stanowić alternatywne źródło danych, - stany sygnałów wyboru miejsca sterowania przełącznikiem zaczepów ( lokalne, zdalne ), z układu wyprowadzone są sygnały sterujące: - sterowanie przełącznikami zaczepów transformatorów,

7 - załączanie/wyłączanie dławików i kondensatorów, - załączanie/wyłączanie wybranych urządzeń na FW (np.: transformatorów). Dodatkowo układ URST jest wyposażony w środki łączności umożliwiające : - połączenie z ośrodkami dyspozytorskimi OSP/OSD w celu realizacji zdalnego sterowania pracą automatyki, - połączenie z nadrzędnym układem regulacji w celu skoordynowania procesów regulacji, - połączenie do komunikacji z terminalem operatorskim (dedykowanym lub zrealizowanym w ramach stacyjnego systemu typu SCADA) do obsługi układu (lokalne wprowadzanie parametrów regulacji przez obsługę farmy wiatrowej, wizualizacja pracy układu). Na rysunku 3 przedstawiono przykładowy schemat blokowy powiązań układu URST z farmą wiatrową. Rys. 3 Schemat blokowy powiązań układu URST z farmą wiatrową.

8 W przypadku farmy wiatrowej składającej się z kilku podstacji dane dotyczące Qmax i Qmin, bieżących kryteriów pracy farmy wiatrowej, bieżących wartości zadanych regulatora FW, załączenia FW do pracy, załączenia statycznych źródeł mocy biernej oraz załączenia FW do regulacji automatycznej URST, wprowadzane są do koncentratora zainstalowanego na danej podstacji, następnie zaś za pośrednictwem łączy szeregowych lub za pośrednictwem sieci komputerowej i standardowych protokołów komunikacyjnych przesyłane są do jednostki centralnej układu URST. Sygnały sterujące wysyłane są z jednostki centralnej do danej podstacji także przy wykorzystaniu koncentratora. FUNKCJE REGULACYJNE Regulacja napięcia w punkcie przyłączenia w trybie autonomicznym (samodzielna praca farmy bez koordynacji z nadrzędnym układem regulacji i bez zdalnego sterowania z poziomu ośrodka dyspozytorskiego) realizowana jest za pomocą układu URST zgodnie z charakterystyką statyczną Q=f(U) określoną przez OSP w IRiESP przedstawioną na rysunku 2. Farma wiatrowa wyposażona w układ URST, dla nadrzędnych układów regulacji jak i dla centrów dyspozytorskich, jest widoczna jako obiekt przyłączony do systemu elektroenergetycznego zdolny do pracy w jednym z kryteriów regulacji: - Kryterium regulacji napięcia w punkcie przyłączenia (dla FW przyłączonych do sieci dystrybucyjnej). - Kryterium regulacji mocy biernej dostarczanej lub pobieranej w punkcie przyłączenia. - Kryterium regulacji współczynnika mocy cosφ. Regulacja napięcia w punkcie przyłączenia realizowana jest przez układ URST zgodnie z parametrami przesyłanymi z nadrzędnego układu regulacji lub zadanymi przez dyspozytora z ośrodka nadrzędnego. Szybkość regulacji napięcia i mocy biernej prowadzonej wspólnie przez układ URST i serwer farmy zależna jest w decydującej mierze od możliwości siłowni wiatrowych i samego serwera farmy. Układ URST udostępnia kryterium regulacji mocy biernej Q, którym najczęściej nie dysponuje serwer farmy wiatrowej. Jest to uzyskiwane za pomocą odpowiednich obliczeń i istniejącego w serwerze farmy kryterium współczynnika mocy (cosφ). Możliwe jest również bezpośrednie wprowadzenie wartości współczynnika mocy w przypadku wyboru trybu regulacji w takim kryterium. Sterowanie statycznymi źródłami mocy biernej (bateriami kondensatorów i dławikami kompensacyjnymi) pozwala na rozszerzenie zakresu dostępnej mocy biernej dla prowadzonych procesów regulacyjnych. Jest to powolny proces tak by ograniczać liczbę operacji łączeniowych. Sterowanie bateriami kondensatorów i dławikami może

9 uwzględniać ewentualne ograniczenia czasowe związane z ich ponownym załączaniem wynikające z rozwiązań konstrukcyjnych. Każdy z transformatorów stacji posiada w układzie URST swój własny regulator zrealizowany w programie działania układu URST. Transformatory wykorzystywane są do odpowiedniego utrzymywania napięć w rozdzielniach farmy tak aby zapewnić optymalne warunki pracy dla siłowni wiatrowych. Układ URST obejmuje dany transformator regulacją na podstawie sygnału o jego załączeniu do pracy w trybie automatycznym URST przez operatora. Proces regulacji napięć odbywa się w bezpiecznych granicach wyznaczonych przez blokady skrajnego górnego i dolnego zaczepu transformatora, blokady nadnapięciowej i podnapięciowej po stronie niższego napięcia transformatora, blokady podnapięciowej i nadnapięciowej po stronie wyższego napięcia transformatora oraz blokadę przeciążeniową. W trakcie pracy układu URST, uaktywnienie blokady powoduje zatrzymanie regulacji indywidualnej tylko tego transformatora, którego blokada dotyczy. Pozostałe transformatory są sterowane w sposób niezakłócony. Wartości zadane napięć, jakie mają być utrzymywane przez układ przypisane są osobno dla każdej z szyn stacji. Pozostałe parametry regulacji określone są dla danego poziomu napięć. Są to następujące wielkości: - wartości zadane napięć na systemach rozdzielni, zadawana przez obsługę farmy lub zdalnie, układ URST będzie dążył poprzez zmianę zaczepu transformatora do tego, aby wartość zmierzonego napięcia na szynie była zbliżona do wartości na niej zadanej (z dokładnością do szerokości strefy nieczułości). - strefa nieczułości - parametr określający zakres niewrażliwości układu podczas regulacji transformatorowej na zmianę napięcia regulowanego (strefa nieczułości = 2 ) w regulacji transformatorowej. Szerokość strefy winna być dobierana odpowiednio do zmiany napięcia, wywołanej jednostkową zmianą zaczepu. Powinna być kompromisem między dokładnością regulacji a częstością zmiany zaczepu. Zbyt wąska strefa nieczułości może doprowadzić do oscylacji układu nawet przy stałym napięciu na szynach stacji; - opóźnienie regulacji - zwłoka, z jaką układ URST zareaguje na odchyłkę napięcia na szynie od wartości zadanej (napięcie poza strefą nieczułości) i wygeneruje sygnał zmiany zaczepu; - typ regulacji: zależna lub niezależna - dla niezależnej reakcja układu, w regulacji transformatorowej, na odchyłkę od wartości zadanej nastąpi dokładnie po czasie określonym jako opóźnienie regulacji, dla zależnej reakcja jest tym szybsza im większa jest odchyłka. Celem regulacji napięcia za pomocą transformatorów jest zmiana zaczepu tylko wtedy, gdy odchyłka napięcia od wartości zadanej jest duża lub ma charakter trwały,

10 natomiast chwilowe, niewielkie zmiany napięcia w pobliżu granicy strefy nieczułości nie powinny powodować przełączeń. Sterowanie napędem przełącznika zaczepów transformatora odbywa się poprzez wysłanie sygnału sterującego do przełącznika zaczepów (bezpośrednio lub poprzez stacyjny system SCADA w zależności od przyjętych rozwiązań). Po dokonaniu zmiany zaczepu jednego z transformatorów następuje czas martwy układu regulacji, trwający kilka do kilkudziesięciu sekund, dobierany w trakcie uruchamiania układu URST. W tym czasie układ czeka na aktualne (po zmianie zaczepu) dane pomiarowe. W czasie martwym zostają zatrzymane procesy regulacji dla wszystkich transformatorów. Układ URST przystosowany jest również do współpracy z transformatorami, które posiadają zwarte zaczepy i nie posiadają automatyki podtrzymującej bieg motoru napędu przełącznika zaczepów (podczas przechodzenia przez zwarte zaczepy). Właściwość ta jest uwzględniona w algorytmie regulacji Oprócz diagnostyki związanej z kontrolą poprawności danych wejściowych pobieranych z sieci pomiarowej i odwzorowującej stany łączników oraz kontrolą poprawności działania sprzętu i oprogramowania tworzących układ URST, przewidziano również diagnostykę procesu przełączania zaczepów opartą o parametry transformatora i numer zaczepu. Program URST na podstawie znajomości numeru zaczepu przed zmianą i po jego zmianie wykrywa wszelkie nieprawidłowości. Mogą one być spowodowane: problemami związanymi z prawidłowym wykonaniem rozkazu wysłanego przez URST, błędami w pomiarze numeru zaczepu (uszkodzenie tarczy stykowej, matrycy kodującej lub przetwornika zaczepów) lub błędami w obwodach sterowniczych bezpośrednio sterujących napędem przełącznika zaczepów (przekaźniki, styczniki w napędzie, silnik lub części mechaniczne). Wszystkie te nieprawidłowości objawiają się nieprawidłowymi zmianami numeru zaczepu (lub brakiem zmiany). Trzy kolejne, niewykonane zmiany zaczepów lub jedna niepoprawnie zakończona zmiana zaczepu powoduje wygenerowanie sygnału Awaria przełącznika zaczepów transformatora i zablokowanie regulacji dla tego transformatora. Odpowiedni dobór nastaw czasowych procesów regulacji napięć na poszczególnych systemach szyn oraz wzajemna koordynacja procesów regulacji transformatorowej zapewnia utrzymywanie napięć w zadanych granicach oraz unikanie zbędnych przełączeń zaczepów lub oscylacji. Ponadto układ typu URST może realizować dodatkowe funkcje automatyki nie związane bezpośrednio z regulacją napięcia takie jak na przykład automatyczne załączanie i wyłączanie transformatorów WN/SN w zależności od aktualnej mocy generowanej przez farmę wiatrową. Układ ten może również być wykorzystywany do realizacji poleceń ograniczenia generowanej mocy czynnej przekazywanych z ośrodków dyspozytorskich.

11 PRZYKŁADOWE REALIZACJE UKŁADÓW URST Pierwszy układ automatyki typu URST został zainstalowany i uruchomiony w roku 2005 na farmie wiatrowej Tymień. Obejmuje on automatyczną regulacją transformatory WN/SN pracujące na farmie w celu utrzymania właściwego poziomu napięcia w sieci SN farmy. Dodatkową funkcją tego układu jest automatyczne załączanie i wyłączanie jednego z transformatorów w zależności od aktualnej wartości mocy generowanej przez turbiny wiatrowe. Na rysunku 4 przedstawiono terminal operatorski układu prezentujący jednocześnie schemat funkcjonalny obiektu objętego regulacją. Układ URST FW Tymień nie posiada obecnie możliwości zdalnego sterowania z ośrodków dyspozytorskich, regulacja automatyczna prowadzona jest w oparciu o pomiary wielkości analogowych oraz sygnały binarne topologii wprowadzone na wejścia układu. Obsługa układu przez operatora odbywa się lokalnie z wykorzystaniem dedykowanego terminala operatorskiego. Rys. 4 Terminal operatorski URST FW Tymień. Na rysunku 5 przedstawiono terminal operatorski układu URST FW Darłowo. Układ ten składa się z jednostki centralnej zainstalowanej w Dunowie oraz dwóch koncentratorów w stacjach Jeżyczki i Sińczyca. Układ posiada możliwość zdalnego sterowania z nadrzędnych ośrodków dyspozytorskich, współpracuje również z serwerem FW w zakresie regulacji generowanej mocy biernej przez turbiny wiatrowe. Dodatkowo ze względu na fakt przyłączenia FW Darłowo na poziomie 400kV do szyn SE Dunowo wyposażonej w nadrzędny układ regulacji napięcia i mocy biernej ARST, układ URST umożliwia koordynację procesu regulacji z tym układem. Funkcje

12 automatycznej regulacji spełniają opisane wyżej wymagania stawiane farmom wiatrowym przyłączonym do sieci przesyłowej. Rys. 5 Terminal operatorski URST FW Darłowo. Podczas realizacji układu wykorzystano zarówno fizyczne wejścia/wyjścia jak i możliwość pozyskania danych o obiekcie i realizacji sterowań drogą cyfrową z wykorzystaniem zainstalowanego na farmie systemu typu SCADA. Układ posiada dedykowany terminal operatorski. Przykładem realizacji układu URST dla farmy wiatrowej przyłączonej do sieci dystrybucyjnej jest układ automatyki FW Wartkowo. Na rysunku 6 przedstawiono terminal operatorski tego układu zrealizowany w systemie typu SCADA pracującym na farmie, który jest jednocześnie źródłem informacji o aktualnej topologii obiektu oraz bieżących pomiarów analogowych. Sterowania poszczególnymi elementami farmy w tym również współpraca z serwerem farmy również są realizowane za pośrednictwem systemu SCADA. Układ URST jest połączony z systemem SCADA poprzez sieć komputerową farmy z wykorzystaniem protokołu IEC-104, również tą drogą realizowane jest zdalne sterowanie układem URST z poziomu ośrodka dyspozytorskiego OSD.

13 Rys. 6 Terminal operatorski URST FW Wartkowo. PODSUMOWANIE Przedstawiona powyżej koncepcja realizacji układu kompleksowej, automatycznej regulacji napięcia i mocy biernej typu URST dla farm wiatrowych stanowi uniwersalną podstawę do technicznej realizacji tego typu układów. W praktyce, jak widać to na przedstawionych przykładach realizacji, układ automatyki powinien być projektowany indywidualnie dla konkretnej farmy wiatrowej z uwzględnieniem jej docelowej konfiguracji, miejsca i sposobu przyłączenia do sieci elektroenergetycznej, szczegółowych wymagań określonych w warunkach przyłączenia i umowie przyłączeniowej oraz zastosowanych rozwiązań technicznych w zakresie pozyskiwania danych o obiekcie, realizacji poleceń sterujących oraz przyjętego sposobu obsługi urządzeń przez personel stacji (panele operatorskie, terminale komputerowe itp.). Konstrukcja i algorytmy działania układu URST powinny uwzględniać rodzaj sieci (przesyłowa lub dystrybucyjna) i poziom napięcia w punkcie przyłączenia oraz ewentualną konieczność koordynacji procesu regulacji z nadrzędnym układem regulacji napięcia i zdalnego sterowania z poziomu ośrodka dyspozytorskiego OSP/OSD. Możliwe są również różne rozwiązania konstrukcyjne w zakresie pozyskiwania informacji obiektowych oraz realizacji poleceń sterujących. Układ

14 URST może realizować swoje funkcje w oparciu o połączenie cyfrowe z systemem typu SCADA pracującym na farmie wiatrowej z wykorzystaniem komunikacyjnych kanałów szeregowych lub sieci komputerowej oraz dostępnych, standardowych protokołów komunikacyjnych. Układ może być wyposażony we własną sieć pomiarową i obwody sterownicze niezależne od systemu SCADA, możliwe jest również połączenie powyższych rozwiązań dostosowane do uwarunkowań technicznych dla konkretnego przypadku. Również w zakresie realizacji terminala operatorskiego możliwe jest wykorzystanie systemu typu SCADA lub budowa dedykowanego stanowiska operatorskiego. Zastosowanie układu automatyki typu URST zrealizowanego zgodnie z przedstawioną w niniejszym opracowaniu koncepcją i z uwzględnieniem indywidualnych uwarunkowań technicznych i funkcjonalnych farmy wiatrowej umożliwia spełnienie wymagań w zakresie regulacji napięcia i mocy biernej w punkcie przyłączenia stawianych przez OSP/OSD. Jednocześnie zapewnione jest utrzymanie prawidłowych poziomów napięć w obrębie sieci farmy wiatrowej i optymalne wykorzystanie jej możliwości regulacyjnych. LITERATURA [1] Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Przesyłowej, PSE S.A., [2] Instrukcja Ruchu I Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej, ENERGA S.A., [3] M. Drop, K. Opala Opracowanie koncepcji, budowa modelu oraz badania laboratoryjne układu kompleksowej regulacji napięcia i mocy biernej dla farmy wiatrowej z uwzględnieniem jego współpracy z istniejącymi w KSE lokalnymi i obszarowymi układami regulacji, Instytut Energetyki, [4] D. Kołodziej, T. Ogryczak Układ URST Dokumentacja Techniczno-Ruchowa, Instytut Energetyki, [5] D. Kołodziej, J. Klucznik, D. Tarnawski Układ regulacji URST dla FW Darłowo w Dunowie, DTR oraz instrukcja obsługi, Instytut Energetyki, [6] M. Drop, D. Kołodziej, S. Marjański, J. Klucznik Opracowanie, wykonanie i uruchomienie układu regulacji URST dla FW Wartkowo, Instytut Energetyki, 2012.