Planowanie rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej w aspekcie bezpieczeństwa dostaw energii i bezpieczeństwa ekologicznego / Waldemar Dołęga. Wrocław, 2013 Spis treści Słownik pojęć i skrótów 5 1. Wprowadzenie 11 1.1. Tło zagadnienia 11 1.2. Zakres monografii 15 2. Bezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej 19 2.1. Aspekty prawne 19 2.1.1. Podstawowe uregulowania prawne 21 2.1.2. Unijne uregulowania prawne 24 2.1.3. Wybrane aspekty odpowiedzialności 26 2.1.3.1. Struktura odpowiedzialności 26 2.1.3.2. Minister Gospodarki 29 2.1.3.3. Prezes URE 30 2.1.3.4. Wytwórcy energii elektrycznej 33 2.1.3.5. Operator systemu przesyłowego 35 2.1.3.6. Operatorzy systemów dystrybucyjnych 40 2.1.3.7. Rola uregulowań prawnych 43 2.2. Aspekty ekonomiczne 45 2.2.1. Aspekty ekonomiczne bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej 45 2.2.2. Skutki ekonomiczne braku dostaw energii elektrycznej dla odbiorców 47 2.2.3. Odpowiedzialność ekonomiczna operatorów systemu 50 2.2.3.1. Ogólne aspekty odpowiedzialności 50 2.2.3.2. Podstawowe zadania i obowiązki operatorów 51 2.2.3.3. Umowy 53 2.2.3.4. Stan zagroŝenia 61 2.2.3.5. Ograniczenia systemowe 62 2.2.3.6. Obecny i przyszły poziom odpowiedzialności 62 2.3. Aspekty techniczne 67 2.3.1. Parametry techniczne energii elektrycznej 67 2.3.1.1. Parametry jakościowe energii elektrycznej 67 2.3.1.2. Standardowe parametry jakościowe energii elektrycznej dla odbiorców I i II grupy przyłączeniowej 68 2.3.1.3. Standardowe parametry jakościowe energii elektrycznej dla odbiorców III, IV i V grupy przyłączeniowej 69
2.3.1.4. Standardowe parametry niezawodności i pewności dostaw energii elektrycznej 70 2.3.1.5. Standardy jakościowe obsługi odbiorców 74 2.3.1.6. Bonifikaty i upusty za niedotrzymanie standardów jakościowych energii elektrycznej i parametrów niezawodności i pewności dostaw energii elektrycznej 74 2.3.1.7. Bonifikaty i upusty za niedotrzymanie standardów jakościowych obsługi odbiorców 76 2.4. Identyfikacja potrzeb inwestycyjnych w obszarze bezpieczeństwa dostaw energii 77 2.5. Miara bezpieczeństwa dostaw energii 77 3. Bezpieczeństwo ekologiczne 81 3.1. Wprowadzenie 81 3.2. Zasada zrównowaŝonego rozwoju 82 3.3. Uwarunkowania bezpieczeństwa ekologicznego 84 3.3.1. Aspekty prawne 84 3.3.2. Strategie unijne 85 3.3.3. Strategie krajowe 90 3.3.4. Strategie wojewódzkie 99 3.4. Wybrane aspekty bezpieczeństwa ekologicznego 99 3.4.1. Jakość powietrza i zmiany klimatu 101 3.5. Infrastruktura sieciowa 107 3.5.1. Oddziaływanie środowiskowe inwestycji sieciowych 107 3.5.2. Oddziaływanie środowiskowe - faza eksploatacji inwestycji sieciowych 109 3.5.3. Oddziaływanie środowiskowe na obszary o specjalnym znaczeniu dla środowiska 114 3.5.4. Ochrona gruntów leśnych 121 3.5.5. Ograniczanie negatywnego oddziaływania środowiskowego 121 4. Odnawialne źródła energii 127 4.1. Wprowadzenie 127 4.2. Krajowy system wsparcia 128 4.2.1. Podsumowanie polityki krajowej w zakresie energii ze źródeł odnawialnych 128 4.2.2. Krajowy system wsparcia 129 4.2.3. Programy i środki wsparcia 132 4.2.4. Ocena krajowego systemu wsparcia 134 4.3. Aspekty przyłączenia odnawialnych źródeł energii 135 4.3.1. Procedura przyłączenia odnawialnych źródeł energii 135 4.3.2. Wybrane obowiązki operatorów w obszarze przyłączenia odnawialnych źródeł energii 137 4.3.3. Ocena rozwiązań w obszarze przyłączenia odnawialnych źródeł energii 138
4.4. Techniczny wymiar odnawialnych źródeł energii 138 4.4.1. Odnawialne źródła generacji rozproszonej w systemie elektroenergetycznym 138 4.4.2. Podstawowe wymagania dla odnawialnych źródeł generacji rozproszonej 142 4.4.3. Udział odnawialnych źródeł generacji rozproszonej w lokalnym bezpieczeństwie energetycznym 143 4.4.4. ZagroŜenia rozwoju odnawialnych źródeł generacji rozproszonej 144 4.4.5. Współpraca OSD - właściciele źródeł generacji rozproszonej 145 4.5. Wpływ rozwoju źródeł rozproszonych na infrastrukturę sieciową 149 5. Efektywność energetyczna 153 5.1. Wprowadzenie 153 5.2. Uwarunkowania prawne 153 5.3. Programy i środki wsparcia 155 5.4. Energochłonność gospodarki 156 5.5. Poprawa efektywności energetycznej 160 6. Zagadnienie planowania rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej 163 6.1. Ogólna charakterystyka rozwoju 163 6.2. Planowanie rozwoju systemu elektroenergetycznego 164 6.3. Planowanie rozwoju infrastruktury sieciowej 166 6.4. Ogólna metodologia rozwiązania procesu planowania rozwoju infrastruktury sieciowej 170 6.5. Rozwój metodologii planowania infrastruktury sieciowej 177 7. Wybrane aspekty planowania rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej 183 7.1. Wprowadzenie 183 7.2. Krajowe uregulowania prawnoadministracyjne 184 7.2.1. Podstawowe uregulowania prawne 184 7.2.2. Organy administracji publicznej 187 7.2.3. Organy administracji samorządowej 189 7.2.4. Operatorzy systemów elektroenergetycznych 191 7.2.5. Wytwórcy energii elektrycznej 193 7.3. Ograniczenie nakładów inwestycyjnych 193 7.4. Aspekty rynkowe 197 7.5. Aspekty techniczne 201 7.6. Ryzyko inwestycji sieciowych 201 8. Ocena stanu krajowej infrastruktury elektroenergetycznej 207 8.1. Wprowadzenie 207 8.2. Obszar wytwarzania 208 8.3. Obszar przesyłu 213
8.4. Obszar dystrybucji 220 9. Identyfikacja problemów formalnoprawnych w obszarze rozwoju i modernizacji sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej 221 9.1. Uwarunkowania formalnoprawne realizacji elektroenergetycznych inwestycji sieciowych 221 9.2. Przegląd utrudnień i barier formalnoprawnych 224 9.3. Rozwiązania w ustawie Prawo energetyczne 231 9.4. Ocena regulacji prawnych 232 9.5. Kierunki zmian regulacji prawnych 235 9.6. Zarządzanie inwestycjami sieciowymi 236 10. Identyfikacja problemów społecznych w obszarze rozwoju i modernizacji sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej 239 10.1. Otoczenie prawne 239 10.2. Przegląd utrudnień i barier społecznych 240 10.3. Analiza moŝliwych konfliktów społecznych 241 10.4. Akceptacja społeczna 242 10.5. Procedura oceny oddziaływania na środowisko 242 10.6. Raport oddziaływania na środowisko 244 10.7. Ograniczanie moŝliwych konfliktów społecznych 245 10.8. Lokalizacja inwestycji sieciowej 246 10.9. Działania public relations 247 10.10. Propozycje zmian rozwiązań prawnych 248 11. Identyfikacja ograniczeń sieciowych infrastruktury elektroenergetycznej 249 11.1. Ograniczenia sieciowe 249 11.2. Ograniczenia związane z warunkami obciąŝeniowymi elementów sieci 250 11.3. Ograniczenia związane z stabilnością napięciową 256 11.4. Ograniczenia związane z warunkami zwarciowymi 257 11.5. Ograniczenia związane z warunkami równowagi statycznej i dynamicznej 258 11.6. Ograniczenia związane z zakresem regulacji wtórnej mocy 259 11.7. Ograniczenia związane z wymaganiami dotyczącymi pewności zasilania obszaru wokół elektrowni 279 12. Aktualne wymagania dotyczące metodologii planowania sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej 261 12.1. Wprowadzenie 261 12.2. Intensyfikacja wykorzystania infrastruktury sieciowej 261 12.3. Elementy metodologii planowania 264 12.4. Rola planisty 268 13. ObciąŜalność termiczna napowietrznych linii
elektroenergetycznych NN i WN 269 13.1. Wprowadzenie 269 13.2. Dopuszczalna obciąŝalność prądowa 270 13.3. Wymagania wynikające z obciąŝalności termicznej linii napowietrznych 272 13.4. Modernizacja z wykorzystaniem przewodów wysokotemperaturowych 275 13.5. Metody pomiarowe do wyznaczania obciąŝalności prądowej 280 13.5.1. Przegląd metod monitoringu 280 13.5.2. Uproszczona metoda 284 13.5.3. Wybrane aspekty monitoringu 285 14. Metoda planowania rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej 287 14.1. Planowanie jako problem sterowania optymalnego 287 14.2. Sformułowanie problemu 291 14.3. Dane wejściowe 293 14.4. Matematyczny model rozwoju infrastruktury sieciowej 293 14.4.1. Odwzorowanie infrastruktury sieciowej 293 14.4.2. Rozwój infrastruktury sieciowej 295 14.4.3. Model rozwoju infrastruktury sieciowej 296 14.5. Kryterium optymalizacji 300 14.6. Ograniczenia stanu 308 14.6.1. Ograniczenia społeczne 308 14.6.2. Ograniczenia ekonomiczne 309 14.6.3. Ograniczenia techniczne 311 14.7. Dopuszczalne kierunki rozbudowy i modernizacji sieci 314 14.8. Stan początkowy 315 14.9. Metoda rozwiązania 315 14.9.1. Określanie moŝliwych kierunków rozbudowy i modernizacji infrastruktury sieciowej 317 14.9.2. Analiza pewności pracy wybranych wariantów infrastruktury sieciowej w stanach poawaryjnych 329 14.9.3. Wyznaczanie strategii rozwoju infrastruktury sieciowej 332 15. Weryfikacja formalnoprawna i środowiskowa strategii rozwoju infrastruktury sieciowej 341 15.1. Wprowadzenie 341 15.2. Napowietrzna linia elektroenergetyczna 341 15.3. Stacja elektroenergetyczna 346 16. Weryfikacja zadania planowania rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej 349 16.1. Wprowadzenie 349 16.2. Struktura sieci Garvera 350 16.3. Krajowa infrastruktura sieciowa 352
16.3.1. Identyfikacja obecnych i przyszłych zagroŝeń w obszarze bezpieczeństwa dostaw energii 353 16.3.2. Rozwój infrastruktury sieciowej 357 17. Wnioski 363 Literatura 379 Streszczenie w języku angielskim 403 oprac. BPK