PROJEKTOWANIE SIECI WEWNĘTRZNEJ FARM WIATROWYCH

Zebranie Koła SEP nr 43 Wrocław, 10 listopada 2011 PROJEKTOWANIE SIECI WEWNĘTRZNEJ FARM WIATROWYCH mgr inż. Zdzisław Żurakowski Niezależny konsultant e-mail: zz@pvd.pl

PLAN PREZENTACJI 1. CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA TURBIN WIATROWYCH 2. ROZMIESZCZANIE TURBIN NA TERENIE FARMY 3. OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY 4. FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 2/31

CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA TURBIN WIATROWYCH Przyjęto, że analizowana farma wiatrowa oparta będzie na turbinach wiatrowych firmy Vestas, typ V90 3.0 MW (50 Hz). Wirnik Średnica: Obroty nominalne: Zakres obrotów: Liczba łopat: 3 90 m 16.1 obrotów/min. 8.6-18.4 obrotów/min. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 3/31

CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA TURBIN WIATROWYCH Wieża Wysokość piasty: 80 m, 105 m Parametry robocze Startowa prędkość wiatru: Nominalna prędkość wiatru (3,000 kw): Wyłączeniowa prędkość wiatru: 4 m/s 15 m/s 25 m/s Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 4/31

CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA TURBIN WIATROWYCH Generator Rodzaj: Znamionowa moc czynna: Asynchroniczny z OptiSpeed 3 000 kw Znamionowa moc pozorna: 3 125 kva (cos φ = 0,96) Napięcie znamionowe: - generatora - przekształtnika Częstotliwość znamionowa: Reaktancje X d, X d, X d 1 000 V AC 400 V AC 50 Hz Nie mają zastosowania, generator jest maszyną typu DFIG (Double Fed Induction Generator) Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 5/31

CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA TURBIN WIATROWYCH Transformator blokowy generatora Typ: Znamionowa moc pozorna: Napięcie strony wysokiej: Częstotliwość znamionowa: Grupa połączeń : trójfazowy, suchy, samogasnący 3 140 kva 10 33 kv, należy podać przy zamawianiu w zależności od napięcia znamionowego sieci do której transformator jest podłączony 50 Hz Dyn Regulacja odczepowa po stronie wysokiej: 2 x 2,5% Napięcie strony niskiej: Moc przy 1000 V: Moc przy 400 V: Straty obciążeniowe: Straty bez obciążenia: 1000 V i 400 V 2 853 kva 305 kva 20 kw Procentowe napięcie zwarcia: 8% 5,3 kw Procentowy prąd bez obciążenia 0,85% Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 6/31

CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA TURBIN WIATROWYCH Zależność mocy generowanej od prędkości wiatru Moc odniesiona do napięcia 1000 V/400 V strony niskiej transformatora turbiny, obliczona przy gęstości powietrza 0,97 kg/m 3, mod 0-109,4 db(a), turbina V90-3.0 MW, 50 Hz Prędk. wiatru [m/s] Moc [kw] 4 6 8 10 12 14 16 18 19 20 22 24 25 53 271 691 1341 2010 2588 2943 2998 3000 3000 3000 3000 3000 Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 7/31

ROZMIESZCZANIE TURBIN NA TERENIE FARMY W literaturze podawane jest, że rozmieszczenie turbin zależy od: układu terenu prędkości i kierunku wiatru rozmiarów wiatraków turbin Uwzględnić również należy: miejsce na drogi dojazdowe integrację turbin z krajobrazem Istniejące w publikacjach wymagania dotyczące rozmieszczenia wiatraków podane są w Tablicy 1. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 8/31

ROZMIESZCZANIE TURBIN NA TERENIE FARMY Tablica 1: Istniejące wymagania dotyczące rozmieszczenia wiatraków w farmach wiatrowych Wymagana odległość Między sąsiednimi wiatrakami w jednym rzędzie Wg specyfikacji Vestas General Specification V90-3.0 MW 1) minimum 4 średnice wiatraka (360 m) - Wg PSE Operator Między rzędami wiatraków minimum 5 średnic wiatraka (450 m) - Najbardziej skrajnych elementów turbiny (krańców łopat turbiny) od trasy osi linii elektroenergetycznej NN - minimum 3 średnice koła wiatraka 1 ) Podając te dane w specyfikacji technicznej turbin V90-3.0 MW firma Vestas zaleca, aby w projekcie konkretnej farmy uwzględnić udział firmy Vestas w ocenie usytuowania turbin. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 9/31

ROZMIESZCZANIE TURBIN NA TERENIE FARMY W specyfikacji Vestas na podstawie której podano w Tablicy 1 wymagania odnośnie rozmieszczenia wiatraków V90 3.0 MW firmy Vestas podane są również następujące wymagania dotyczące terenu w miejscu instalowania ww. wiatraków: maksymalne nachylenie w promieniu 100 m od turbiny: 10 0 maksymalne nachylenie w promieniu od 100 m do 500 m: 15 0 maksymalne nachylenie w promieniu od 500 m do 2000 m: 20 0 Specyfikacja podaje, że jeśli warunki terenowe nie spełniają podanych wymagań lub stwarzają niekorzystne wrażenie pod innym względem, to należy bezwzględnie skontaktować się z firmą Vestas, ponieważ instalacja wiatraków może wymagać w tym przypadku specjalnego potraktowania. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 10/31

ROZMIESZCZANIE TURBIN NA TERENIE FARMY Istnieją narzędzia programowe do optymalizacji rozmieszczenia turbin w celu uzyskania maksymalnej ilości wytworzonej energii w danej farmie Przykładem może być oprogramowanie WindLAYOUTsm Service firmy General Electric, które w optymalizacji rozmieszczenia turbin na terenie danej farmy uwzględnia: charakterystyki turbin mechaniczne obciążenie warunki lokalne oraz ograniczenia projektowe Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 11/31

OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY SIEĆ WEWNĘTRZNA FARMY WIATROWEJ (ang. wind farm collection system) łączy poszczególne generatory turbin wiatrowych danej farmy ze stacją, zwaną głównym punktem zasilania farmy wiatrowej (GPZ-FW) Stacja GPZ-FW połączona jest specjalną linią z siecią elektroenergetyczną, z którą współpracuje dana farma, w celu odprowadzenia do tej sieci energii wytworzonej w farmie. Linia ta budowana przez inwestora budującego farmę W literaturze zamieszczane są uwagi, że ze względu na funkcję, jaką sieć wewnętrzna farmy spełnia, traktowana jest ona jako niezbędna, lecz często niedoceniana część farmy wiatrowej W Polsce brak jest uregulowań lub wytycznych dotyczących budowy takich sieci W publikacjach krajowych bardzo trudno jest znaleźć opis sieci wewnętrznych farm, a jeśli jest, to zwykle bardzo powierzchowny lub dotyczący tylko wybranych aspektów na przykład zabezpieczeń Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 12/31

OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY W publikacjach zagranicznych podawane jest, że w niektórych przypadkach optymalizacja sieci wewnętrznej farmy może przynieść większy przyrost stopy zysku, niż stopa zysku całej farmy Wiąże się to z minimalizacją strat energii w sieci wewnętrznej farmy oraz kosztami ponoszonymi na budowę i eksploatację farmy W jednej z publikacji ABB podano, że analizy w projektach sieci wewnętrznych farm wykonywanych przez ABB obejmują: 1. Wybór optymalnego rozplanowania farmy w terenie 2. Wybór optymalnego poziomu napięcia 3. Dobór przekroju przewodów po dokonaniu analizy rozpływu mocy, strat mocy i spadków napięć Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 13/31

OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY 4. Analizę niezawodności w odniesieniu do : - poziomu niezawodności wymaganego przez inwestora farmy - niezawodności wymaganej przez operatora sieci do której przyłączone jest farma 5. Analizę ekonomiczną, mającą na celu wybranie najtańszego rozwiązania uwzględniającego wyniki wyborów dokonanych w punktach 1 do 4 Wszystkie wyżej wymienione analizy wykonywane przez ABB, mające na celu wybór optymalnej budowy sieci wewnętrznej farmy, wykonywane są przy uwzględnieniu zarówno: krzywej mocy (zależność mocy generowanej wyrażonej w kw od prędkości wiatru), jak i krzywej prawdopodobieństwa określonej prędkości wiatru (spodziewana liczba godzin w roku dla każdej prędkości wiatru) Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 14/31

OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY W analizach tych ABB określa procentowy udział strat w całkowitej energii wyprodukowanej w ciągu roku. Przyjęcie tego kryterium może prowadzić do przyjęcia większych przekroi kabli niż wynikałoby to z kryterium rozpływu mocy i zwarciowego. Na znaczenie takiego podejścia w projektowaniu sieci wewnętrznej dla efektywności ekonomicznej farmy zwracana jest uwaga również w innych publikacjach. W jednej z publikacji kryterium to odniesiono również do doboru transformatorów w stacji GPZ-FW, dodając, że w krajach, w których energia elektryczna jest droga, warte rozważenia może być również zastosowanie specjalnych konstrukcji transformatorów o małych stratach mocy. W Europie sieci wewnętrzne farm wiatrowych buduje się zwykle jako sieci kablowe. Podyktowane to jest zarówno względami estetycznymi jak i względami bezpieczeństwa ze względu na duże rozmiary dźwigów, niezbędnych do postawienia turbin. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 15/31

OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY Są to zwykle sieci średniego napięcia o napięciu od 10 kv do 46 kv, z tym że w Europie są to zwykle napięcia 15 kv 33 kv. Wyższe napięcia stosowane są w farmach o większej mocy W zależności od wymaganego poziomu niezawodności, sieć wewnętrzna farmy wiatrowej może posiadać różną strukturę TYPOWE STOSOWANE STRUKTURY SIECI WEWNĘTRZNEJ SĄ NASTĘPUJĄCE: a) Sieć pętlowa, która zapewnia redundancyjną drogę wyprowadzenia energii dla każdej turbiny w przypadku uszkodzenia któregoś z kabli. b) Pojedyncza linia promieniowa do której przyłączone są wszystkie turbiny. W rozwiązaniu tym, w przypadku uszkodzenia któregoś z kabli turbiny, które są poza uszkodzonym kablem, nie będą mogły pracować do chwili naprawy uszkodzenia. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 16/31

OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY c) Wielokrotna linia promieniowa. Sieć wewnętrzna zawiera w tym przypadku kilka linii promieniowych. Do każdej z linii przyłączona jest część turbin danej farmy. Struktura tej sieci nosi nazwę struktury drzewiastej. Podobnie jak w przypadku pojedynczej linii promieniowej, w przypadku struktury drzewiastej uszkodzenie kabla którejś z linii promieniowych powoduje, że turbiny, które są w tej linii włączone poza uszkodzonym kablem nie będą mogły pracować do chwili naprawy uszkodzenia. Sieć wewnętrzna posiadająca strukturę drzewiastą ma większą niezawodność niż sieć złożona z pojedynczej linii promieniowej oraz pozwala na zastosowanie wyposażenia o niższej obciążalności znamionowej Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 17/31

OGÓLNE ZASADY PROJEKTOWANIA SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY Rozważając w projekcie sieć wewnętrzną farmy należy uwzględnić, że budowa sieci wewnętrznych farm wiatrowych nie różni się w zasadzie od budowy innych sieci elektroenergetycznych średniego napięcia, dystrybucyjnych i przemysłowych, poza następującymi dwoma aspektami: 1. Sieci wewnętrzne farm są na ogół znacznie bardziej niezawodne niż poszczególne turbiny wiatrowe. Dlatego jest nieefektywne pod względem kosztów stosowanie połączeń redundancyjnych. 2. Finansowe straty w przypadku awarii sieci wewnętrznej farm spowodowane są jedynie niemożliwością sprzedaży energii wyprodukowanej w farmie. Są łatwe do określenia i nieporównanie mniejsze niż straty ekonomiczne związane z przerwami zasilania spowodowanymi awariami w innych sieciach, które obejmują również straty związane z niedostarczeniem energii odbiorcom. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 18/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY W celu oceny wpływu poziomu napięcia sieci wewnętrznej farmy na wysokość strat mocy w sieci wewnętrznej wykonano obliczenia strat mocy w sieci wewnętrznej dla dwóch różnych poziomów napięć: 20kV i. Przyjęto, że analizowana farma wiatrowa oparta będzie na przedstawionych wyżej turbinach wiatrowych firmy Vestas, typ V90 3.0 MW (50 Hz) Ponadto przyjęto następujące parametry techniczne dla transformatora Głównego Punktu Zasilania Farmy Wiatrowej (GPZ-FW), linii napowietrznej, łączącej farmę z rozdzielnią KSE i kablowych linii sieci wewnętrznej: TRANSFORMATOR Według informacji uzyskanej z ABB aktualnie duże transformatory zamawiane są indywidualnie, na podstawie specyfikacji wymagań. Procentowe napięcie zwarcia podaje projektant stacji. Transformatory 63 MVA wykonuje się o różnych wartościach napięcia zwarcia od 12% do 18%. Straty obciążeniowe podawane są przez klienta. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 19/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY TRANSFORMATOR c.d. W zależności od parametrów technicznych m. in. strat jałowych, obciążeniowych, napięcia zwarcia, rodzaju chłodzenia, rodzaju przełącznika, cena transformatora waha się od 3 mln do 5 mln PLN. Dla potrzeb niniejszego opracowania przyjęto następujące parametry, jako przeciętne parametry dla trójfazowych transformatorów olejowych produkcji krajowej. Wariant 1 (sieć wewnętrzna ): Moc 63 MVA Prąd DN 1212,4 A Napięcie GN 110 kv Straty obciążeniowe P Cu(W) 250 kw Napięcie DN Napięcie zwarcia u zw% 15 % Prąd GN 330,7 A Rodzaj pracy C (ciągła) Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 20/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY TRANSFORMATOR c.d. Wariant 2 (sieć wewnętrzna ): Moc 63 MVA Prąd DN 1818,7 A Napięcie GN 110 kv Straty obciążeniowe P Cu(W) 250 kw Napięcie DN Napięcie zwarcia u zw% 15 % Prąd GN 330,7 A Rodzaj pracy C (ciągła) LINIA NAPOWIETRZNA Dobór przekroju przewodów i określenie parametrów linii napowietrznej 110 kv, łączącej rozważaną farmę wiatrową (GPZ-FW) ze stacją 220/110 kv ELK: Napięcie znamionowe: U nl = 110 kv Dopuszczalna długotrwała obciążalność linii Moc znamionowa: S nl = 60 MVA Rezystancja i reaktancja jednostkowa linii dla składowej zgodnej: 410 A Prąd znamionowy: I nl = 315,3 A Długość linii: 7 km Typ przewodów: AFL-6 120 mm 2 ; temp. obliczeniowa linii + 80 0 C Rezystancja i reaktancja zast. linii dla skład. zgodnej r L1 = 0,24 Ω/km; = 0,42 Ω/km; x L1 R L1 = 1,68 Ω ; X L1 = 2,94 Ω Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 21/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY LINIE KABLOWE SIECI WEWNĘTRZNEJ Dla sieci wewnętrznej przyjęto strukturę wielokrotnej linii promieniowej Wariant 1 (sieć wewnętrzna ): Do obliczeń parametrów zastępczych poszczególnych odcinków kablowych przyjęto na podstawie Poradnika inżyniera elektryka, tom 3, wyd. 3,WNT, Warszawa, 2005 parametry kabli, jak dla kabli trzyżyłowych z żyłami aluminiowym na napięcie znamionowe 18/. Obciążalność długotrwałą kabli przyjęto wg. Tablica 1.40, rezystancję i reaktancję jednostkową wg. Tablica 1.33. Otrzymane z obliczeń parametry wykorzystane zostały do budowy schematu zastępczego przedstawionego na Rysunku 3 Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 22/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY LINIE KABLOWE SIECI WEWNĘTRZNEJ c.d. Wariant 2 (sieć wewnętrzna ): Do obliczeń parametrów do schematu zastępczego poszczególnych odcinków linii kablowych przyjęto na podstawie Poradnika inżyniera elektryka, tom 3, wyd. 3, WNT, Warszawa, 2005 parametry kabli, jak dla kabli jednożyłowych z żyłami aluminiowymi o izolacji z polietylenu usieciowanego na napięcie znamionowe 12/. Obciążalność długotrwałą kabli wg. Tablicy 1.41, rezystancję jednostkową wg Tablicy 1.33 i reaktancję jednostkową wg. Tablicy 1.32 Otrzymane z obliczeń parametry wykorzystane zostały do budowy schematu zastępczego przedstawionego na Rysunku 4. Na schematach zastępczych pominięto rezystancje i reaktancje wewnętrzne generatorów. Generatory turbin są maszynami typu DFIG (Double Fed Induction Generator), współpracującymi z przekształtnikami elektronicznymi. Uwzględnienie cech tych generatorów możliwe jest tylko na modelach. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 23/31

1 Linia kablowa nr 1 łącząca generatory nr 1-5 2 Linia kablowa nr 2 łącząca generatory nr 6-10 3 4 5 GPZ-FW Linia napowietrzna 110 kv do Stacji Ełk 220/110 KV Linia 110 kv systemu el-en Linia kablowa nr 3 łącząca generatory nr 11-15 Linia kablowa nr 4 łącząca generatory nr 16-20 Orientacyjne długości linii: Linia nr 1: 2400 m Linia nr 2: 2800 m Linia nr 3: 3900 m Linia nr 4: 2700 m Zarys terenu farmy w skali: 1 cm = 200 m Rysunek 1. Proponowane rozmieszczenie wiatraków w farmie wiatrowej

~ ~ ~ ~ ~ G15 G14 G13 G12 G11 Linia kablowa sieci wewnętrznej nr 1 Linia napowietrzna do stacji ELK 220/110 kv l = 7 km Główny Punkt Zasilania Farmy Wiatrowej (GPZ-FW) Linia kablowa sieci wewnętrznej nr 2 Transformator farmy Wariant 1: 63 MVA;110/ Wariant 2: 63 MVA; 110/ Linia kablowa sieci wewnętrznej nr 3 Linia kablowa sieci wewnętrznej nr 4 Wariant 1: Wariant 2: 110 kv Rysunek 2. Uproszczony schemat ideowy zaproponowanej struktury sieci wewnętrznej farmy

0,303 + j 0,055 0,379 + j 0,069 0,190 + j 0,061 0,107 + j 0,050 X T = 22,86 Ω 0,030 +j 0,021 Główny Punkt Zasilania Farmy GPZ-FW Rozdzielnia ELK 110/2 0,258 + j 0,047 0,379 + j 0,069 0,273 + j 0,088 0,098 + j 0,045 0,098 +j 0,071 Transformator 110/ 63 MVA 30:110 0,76 + j 28,8 110 kv Linia napowietrzna 110 kv, l = 7 km 1,68 + j2,94 0,364 + j 0,066 0,227 + j 0,041 0,144 + j 0,037 0,088 + j 0,041 0,358 +j 0,257 0,379 + j 0,069 0,258 + j 0,047 0,167 + j 0,054 0,088 + j 0,041 0,089 + j0,064 Rysunek 3. Uproszczony schemat zastępczy jednofazowy sieci wewnętrznej farmy dla składowej symetrycznej zgodnej i napięcia znamionowego sieci Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 26/31

0,303 + j 0,080 0,379 + j 0,101 0,150 + j 0,080 0,107 + j 0,035 0,030 +j 0,034 Główny Punkt Zasilania Farmy GPZ-FW Rozdzielnia ELK 110/2 0,258 + j 0,068 0,379 + j 0,101 0,215 + j 0,073 0,098 + j 0,116 0,098 +j 0,112 Transformator 110/ 63 MVA 20:110 0,76 + j 28,8 110 kv Linia napowietrzna 110 kv, l = 7 km 1,68 + j2,94 0,364 + j 0,096 0,227 + j 0,060 0,090 + j 0,066 0,088 + j 0,422 0,358 +j 0,408 0,379 + j 0,101 0,258 + j 0,068 0,132 + j 0,066 0,088 + j 0,106 0,089 + j0,102 Rysunek 4. Uproszczony schemat zastępczy jednofazowy sieci wewnętrznej farmy dla składowej symetrycznej zgodnej i napięcia znamionowego sieci Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 27/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY Straty mocy obliczone na podstawie schematów zastępczych Rysunek 3 i Rysunek 4 podane są niżej w Tablicy 2, dla wariantu 1,, i w Tablicy 3 dla wariantu 2, 20kV Tablica 3. Straty mocy w poszczególnych liniach kablowych dla wariantu 1, napięcie sieci wewnętrznej Linia kablowa Strata mocy P odc = I 2 odc R odc [W] nr 1 20 014,9 nr 2 27 558,5 nr 3 43 183,7 nr 4 21 872,5 ŁĄCZNIE: 112 629,6 Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 28/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY Tablica 4. Straty mocy w poszczególnych liniach kablowych dla wariantu 1, napięcie sieci wewnętrznej Linia kablowa Strata mocy P odc = I 2 odc R odc [W] nr 1 42 327,6 nr 2 58 083,1 nr 3 93 510,1 nr 4 46 845,3 ŁĄCZNIE: 240 766,1 Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 29/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY Zestawienie porównawcze strat finansowych przedstawiono w Tablicy 4 Do obliczenia strat finansowych odpowiadających stratom mocy zestawionym w Tablicy 2 i w Tablicy 3 przyjęto całkowitą cenę energii zielonej równą cenie w roku 2009, która wynosi 413,33 zł/mwh. Na cenę tę składa się cena energii czarnej wynosząca 154,44 zł oraz opłata zastępcza wynosząca 258,89 zł. Straty finansowe przestawione w Tablicy 4 podane są dla dwóch przypadków wykorzystania pełnej mocy farmy w roku: a) Przy założeniu wykorzystanie w 70% pełnej mocy farmy w roku, tzn. w czasie 8760 x 0,7 = 6132 godzin w roku b) Przy założeniu wykorzystanie w 50% pełnej mocy farmy w roku, tzn. w czasie 8760 x 0,5 = 4380 godzin w roku Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 30/31

FINANSOWY KOSZT STRAT MOCY W SIECI WEWNĘTRZNEJ FARMY Tablica 4. Porównanie strat mocy w sieci wewnętrznej farmy na rezystancji kabli i odpowiadających im strat finansowych dla dwóch wariantów napięć znamionowych sieci Napięcie znamionowe sieci Łączne straty mocy w sieci wewnętrznej farmy Finansowy koszt strat mocy w sieci wewnętrznej farmy przy wykorzystaniu 70% pełnej mocy farmy w roku Finansowy koszt strat mocy w sieci wewnętrznej farmy przy wykorzystaniu 50% pełnej mocy farmy w roku 30kV 112 629,6 W 285 465,2 zł/rok 203 903,7 zł/rok 20kV 240 766,1 W 610 241,1 zł/rok 435 886,5 zł/rok Różnica strat 128 136,5 W 324 775,9 zł/rok 231 982,8 zł/rok W projekcie farmy podane w Tablicy 4 porównanie strat finansowych odpowiadających dwóm wariantom napięć znamionowych sieci wraz z porównaniem kosztów inwestycyjnych odpowiadających tym wariantom napięć powinno być podstawą wyboru napięcia znamionowego sieci wewnętrznej farmy. Zdzisław Żurakowski, Proj. sieci wewn. farm wiatrowych, zebranie Koła SEP nr 43, Wrocław, 10.11.2011 31/31