VI Forum Operatorów Systemów i Odbiorców Energii i Paliw Bezpieczeństwo energetyczne a nowe kierunki wytwarzania i wykorzystania energii w Warszawie dr inż. Janusz Jakubowski RWE Stoen Operator Sp. z o.o. Aktualny stan i wyzwania w rozwoju sieci dystrybucyjnej RWE Stoen Operator sp. z o.o. Wstęp Pomimo złej sytuacji gospodarczej w europie, która rzutuje na zahamowanie rozwoju gospodarczego kraju, zapotrzebowanie Warszawy na moc i energię systematycznie wzrasta. Powoduje to ciągłą potrzebę rozbudowy sieci energetycznej wszystkich napięć na terenie miasta i w jego okolicach. Szczególnie odczuwalne są potrzeby realizacji następujących działań. a) Rozbudowa sieci NN wokół miasta i silniejsze powiązanie sieci 400 i 220kV. b) Budowa nowych punktów styku sieci NN i 110kV. c) Budowa nowych linii wyprowadzających moc z istniejących i nowopowstających stacji NN/110kV. d) Budowa nowych stacji 110/SN i linii 110kV zasilających te stacje. Dodatkowym czynnikiem wymuszającym budowę nowych linii 110kV jest planowana budowa na terenie EC Siekierki nowego bloku wytwórczego, przyłączonego do sieci 220kV jak też do sieci 110kV. Istotnym, pojawiającym się coraz częściej problemem jest wzrastający poziom prądów zwarciowych w sieci 110kV. Jest on wywołany zwiększaniem mocy i liczby autotransformatorów NN/110kV (z drugiej strony jest to konieczne dla rozwoju sieci) i coraz wyższym udziałem linii kablowych, charakteryzujących się o rząd niższą impedancją. Planowane inwestycje W ostatnich miesiącach przy współpracy z renomowanym biurem projektowym opracowana została koncepcja rozwoju sieci 110kV na terenie Warszawy w horyzoncie do 2015 roku. Przystępując do pracy ustalono, że opracowanie musi uwzględniać następujące warunki:
a) planowane w 2015 roku zapotrzebowanie na moc i energię, obliczone przy założeniu wysokiego tempa wzrostu miasta i wynikające z tego budowy nowych stacji 110/15kV, b) uruchomienie na terenie EC Siekierki nowego źródła o mocy 480MW brutto, stacji 220/110kV i połączenia kablowego 220kV relacji GPZ Piaseczno GPZ Siekierki, c) budowa nowej stacji GPZ Ołtarzew, d) budowa południowego półpierścienia 400kV aglomeracji warszawskiej, e) konieczność obniżenia wartości prądów zwarciowych w sieci 110kV do poziomu co najwyżej 40kA (jest to wielkość prądów wytrzymywanych przez typową aparaturę dostępną na rynku). Aby zapewnić harmonijny rozwój sieci, prace prowadzone były przy udziale przedstawicieli PSE Operator, którzy mieli możliwość zgłaszania swoich uwag i propozycji.
Rysunek 1. Najważniejsze inwestycje liniowe 110kV na terenie Warszawy. Wynikiem opracowania było określenie inwestycji koniecznych do wykonania w najbliższych latach w sieci 110kV. W artykule pominięto inwestycje wynikające głównie z konieczności lokalnego pokrycia zapotrzebowania, skupiając się na największych zadaniach liniowych. Przedstawiono je na rysunku 1. 1. Budowa sześciu nowych wyprowadzeń liniowych ze stacji 440/110kV GPZ Mościska. Dwie z nich łączyć będą stację Mościska ze stacją RPZ Kaliszówka (poprzez odcinek zmodernizowanej dwutorowej linii napowietrznej). Ze stacji Kaliszówka linie będą biegły dwiema niezależnymi drogami: jedna poprzez
RPZ Słodowiec i dalej do stacji Gdańska, druga przez stację Bemowo (linia istniejąca) i dalej do stacji Gdańska. Cztery pozostałe linie dochodzić będą na przedpole stacji Huta. Dzięki nim zmieniony zostanie układ połączeń sieci tego rejonu, co pozwoli stworzyć rezerwy sieciowe dla zasilenia obszaru Bielan i Białołęki (w dalszych planach budowa dwóch nowych przejść przez Wisłę). 2. Utworzenie podwójnego ciągu relacji GPZ Mory RPZ Południowa GPZ Siekierki polegające na budowie dwóch ciągów kablowych relacji Mory Krakowska (nazwa robocza, stacja w budowie) przedpole stacji Południowa i Mory Wiktoryn (budowa stacji w przygotowaniu) Południowa, oraz modernizacji istniejącego ciągu relacji Południowa Siekierki i przedpole Południowa Stegny Siekierki. Utworzenie tego ciągu wydatnie poprawi możliwości zasilania obszaru południowego i południowo-zachodniego obszaru miasta oraz umożliwi wzajemne rezerwowanie się stacji Mory i Siekierki. 3. Modernizacja ciągu kablowo-napowietrznego relacji Siekierki Sielce Powiśle polegająca na modernizacji dwutorowej linii napowietrznej relacji Siekierki Sielce i odbudowie (wraz z rozbudową o drugi tor) linii kablowej relacji Sielce Powiśle. Utworzony w ten sposób podwójny ciąg liniowy stanowić będzie jedno z dwojga podstawowych źródeł energii dla centrum Warszawy. 4. Budowa linii kablowej relacji Powiśle Towarowa, która przeprowadzona zostanie przez pomieszczenia pobudowane dla przyszłej budowy stacji RPZ Centrum i Muranów. Stacje te będą uruchamiane wraz ze wzrostem zapotrzebowania. 5. Budowa ciągu kablowego Powiśle Stadion Narodowy Wschodnia. Budowa tego ciągu ma za zadanie nie tylko zasilenie stacji 110/SN budowanej w bryle Stadionu Narodowego (która zasilać będzie także okolicznych odbiorców), ale utworzy połączenie węzłowej stacji Powiśle z nową stacją GPZ Praga. 6. Budowa dwóch linii łączących Siekierki ze stacjami leżącymi na terenie Wawra i zmiana układu pracy sieci w tym obszarze. Budowa linii stworzy duże potencjalne możliwości rozwoju dzielnicy Wawer, jak też poprawi połączenie EC Siekierki ze stacja GPZ Miłosna. Wspomnieć należy także o najważniejszych inwestycjach stacyjnych.
7. Modernizacja stacji GPZ Towarowa, obejmująca przebudowę rozdzielni 110kV i rozbudowę (drugi autotransformator) rozdzielni 220kV, 8. Budowa nowej stacji 220/110kV GPZ Praga. Koncepcja rozwoju sieci wyraźnie wskazuje na potrzebę uruchomienia na terenie prawobrzeżnej Warszawy nowej stacji 220/110kV. Jej lokalizacja i sposób przyłączenia do sieci 220kV są aktualnie analizowane uzgadniane pomiędzy RWE Stoen Operator i PSE-Operator. Uważamy, że z wyżej wymienionej listy, największymi wyzwaniami dla naszej firmy będą: budowa ciągu kablowego relacji Mory Krakowska Południowa, budowa linii kablowej Powiśle - Towarowa i budowa linii kablowej relacji Powiśle Stadion. Budowa ciągu kablowego Mory Krakowska Południowa będzie zadaniem trudnym z uwagi na jej długość. Sumaryczna długość linii kablowych oceniamy na około 22 km, co stanowi około 50% długości wszystkich pracujących na terenie Warszawy linii kablowych 110kV. Problemem może okazać się także skoordynowane budowy linii z dużymi inwestycjami drogowymi. Następnym trudnym zadaniem będzie budowa linii kablowej Powiśle Towarowa. Tak jak wyżej wspomniano linia ta ma w przyszłości zasilać stacje Muranów i Centrum, co w pewnym stopniu determinuje jej przebieg (stacje te w części budowlanej już istnieją). Długość linii szacujemy na około 5, 5km, ale nie to jest największym problemem. Linia przebiegać będzie przez ścisłe centrum Warszawy, krzyżując się w wielu miejscach z dużymi ulicami (Trasa W-Z, ul. W. Andersa, al. Solidarności, al. Jana Pawła II, ul. Prosta, ul. Towarowa). Najtrudniejszym odcinkiem linii będzie przejście przez obszar Starego Miasta. Uważamy, że najlepszym do tego miejscem będzie przejście długim (około 400 metrów), głębokim przewiertem w rejonie Trasy W-Z. Najciekawszym i najbardziej złożonym technicznie przypadkiem będzie budowa linii kablowej relacji Powiśle Stadion Narodowy na odcinku skrzyżowania z Wisłą. Planujemy wykonanie przewiertu pod dnem rzeki. Projektowana długość przewiertu wynosi 540 metrów, głębokość w środku przewiertu około 8 metrów poniżej dna rzeki. Wyzwaniem jest nie tylko długość przewiertu, ale także konieczne do rozwiązania problemy ograniczonej obciążalności linii w długim przepuście, praca mechaniczna kabli przy zmiennym obciążeniu elektrycznym linii, odporność powłoki kabli na substancje wypełniające przepusty.
Doświadczenia uzyskane w trakcie realizacji inwestycji ułatwią realizację następnych przedsięwzięć, w których konieczna będzie budowa długich przewiertów. Większość wymienionych inwestycji jest realizowana. Część z nich jest na różnych etapach projektowania, jedna z nich jest już w fazie realizacji.