O MAPIE PRZYJAZNYCH LOKALIZACJI ŹRÓDEŁ WYTWÓRCZYCH W KSE

Podobne dokumenty
O POTENCJALE TECHNICZNYM PRZYŁĄCZENIA ELEKTROWNI WIATROWYCH DO KRAJOWEGO SYSTEMU ELEKTRO- ENERGETYCZNEGO

O efektach optymalizacji układów pracy sieci 110 kv

Efektywne zarządzanie mocą farm wiatrowych Paweł Pijarski, Adam Rzepecki, Michał Wydra 2/16

PAWEŁ PIJARSKI KATEDRA SIECI ELEKTRYCZNYCH I ZABEZPIECZEŃ WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI

Anatomia kształtowania opłat przez operatorów systemów dystrybucyjnych

WPŁYW ŹRÓDEŁ ROZPROSZONYCH NA PRACĘ KRAJOWEGO SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO

ANALIZA WPŁYWU GENERACJI WIATROWEJ NA POZIOM REZERWY MOCY W KRAJOWYM SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM

PERSPEKTYWY ROZWOJU ENERGETYKI W WOJ. POMORSKIM

Wykorzystanie farm wiatrowych do operatywnej regulacji parametrów stanów pracy sieci dystrybucyjnej 110 kv

Zakłady Chemiczne "POLICE" S.A.

Spis treści. Słownik pojęć i skrótów Wprowadzenie Tło zagadnienia Zakres monografii 15

czwartek, 24 czerwca 2010

AKTUALNE WYMAGANIA DOTYCZĄCE METODYKI PLANOWANIA ROZWOJU SIECIOWEJ INFRASTRUKTURY ELEKTROENERGETYCZNEJ

MINIMALIZACJA STRAT MOCY CZYNNEJ W SIECI PRZESYŁOWEJ WYBRANE ASPEKTY PROBLEMATYKI OBLICZENIOWEJ

PERSPEKTYWY ROZWOJU ENERGETYKI W WOJ. POMORSKIM

Analiza wpływu źródeł PV i akumulatorów na zdolności integracyjne sieci nn dr inż. Krzysztof Bodzek

Współpraca energetyki konwencjonalnej z energetyką obywatelską. Perspektywa Operatora Systemu Dystrybucyjnego

Procedury przyłączeniowe obowiązujące w PGE Dystrybucja S.A. związane z przyłączaniem rozproszonych źródeł energii elektrycznej

Dobre miejsce do życia

Minimalizacja strat mocy czynnej w sieci przesyłowej wybrane aspekty problematyki obliczeniowej

Praktyczne aspekty współpracy magazynu energii i OZE w obszarze LOB wydzielonym z KSE

PGE Dystrybucja S.A. Oddział Białystok

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci innogy Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

ANALIZA BENCHMARKINGOWA PIĘCIU NAJWIĘKSZYCH OPERATORÓW SYSTEMU DYSTRYBUCYJNEGO W POLSCE

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci RWE Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

ZESTAWIENIE ZBIORCZYCH WYNIKÓW GŁOSOWANIA NA KANDYDATÓW NA PREZYDENTA RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ W DNIU 20 CZERWCA 2010 R.

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci innogy Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

smartars pro-pv rozłącznik izolacyjny bezpiecznikowy rozdział energii

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci innogy Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

INTEGRATOR MIKROINSTALACJI ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ZYGMUNT MACIEJEWSKI. Wiejskie sieci energetyczne i mikrosieci. Warszawa, Olsztyn 2014

ZAŁĄCZNIK STATYSTYCZNY

Obszarowe bilansowanie energii z dużym nasyceniem OZE

Kierunki działań zwiększające elastyczność KSE

Energia i moc krajowego systemu elektroenergetycznego w latach

Czy za wszystkie straty energii w sieci 110 kv odpowiada spółka dystrybucyjna?

Wpływ Kodeksów Sieciowych na przyłączanie i funkcjonowanie OZE

Wpływ rozwoju elektromobilności na sieć elektroenergetyczną analiza rozpływowa

Słownik pojęć i definicji. Instrukcja ruchu i eksploatacji sieci przesyłowej Bilansowanie systemu i zarządzanie ograniczeniami systemowymi

Rola i miejsce magazynów energii w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym

Podejście ENERGA-Operator do nowych źródeł zmiennych. Serock, 28 maja 2014 r.

XIX Konferencja Naukowo-Techniczna Rynek Energii Elektrycznej REE Uwarunkowania techniczne i ekonomiczne rozwoju OZE w Polsce

ZAŁĄCZNIK STATYSTYCZNY

ANALIZA STATYSTYCZNA STRAT ENERGII ELEKTRYCZNEJ W KRAJOWYM SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM W XXI WIEKU


INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci innogy Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

Procedura przyłączania wytwórców

Miejska Energetyka Cieplna w Ostrowcu Św. Sp. z o.o.

MINISTERSTWO GOSPODARKI, plac Trzech Krzyży 3/5, Warszawa G-10.7(P)

Jakość energii elektrycznej w oczach Operatora Systemu Przesyłowego. Kraków, 23 października 2014 r.

Jak zintegrować elektrownię jądrową w polskim systemie elektroenergetycznym? Zbigniew Uszyński Departament Rozwoju Systemu 15 listopada 2017 r.

Aspekty rynkowe planowania rozwoju sieciowej infrastruktury elektroenergetycznej

OZE -ENERGETYKA WIATROWAW POLSCE. Północno Zachodniego Oddziału Terenowego Urzędu Regulacji Energetyki w Szczecinie

Przyłączanie farm wiatrowych do sieci dystrybucyjnej. Luty 2009 roku

Redukcja zapotrzebowania mocy na polecenie OSP Mechanizmy funkcjonowania procesu DSR r.

Wybrane zagadnienia pracy rozproszonych źródeł energii w SEE (J. Paska)

Zestawienie wartości dostępnej mocy przyłączeniowej źródeł w sieci innogy Stoen Operator o napięciu znamionowym powyżej 1 kv

SIEĆ ELEKTROENERGETYCZNA JAKO ŚRODOWISKO RYNKOWE DZIAŁANIA PROSUMENTÓW I NIEZALEŻNYCH INWESTORÓW

Klastry energii współpraca z OSD

Aktywne zarządzanie pracą sieci dystrybucyjnej SN z generacją rozproszoną

Moce interwencyjne we współczesnym systemie elektroenergetycznym Wojciech Włodarczak Wartsila Polska Sp. z o.o.

INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

Instrukcja Ruchu i Eksploatacji Sieci Dystrybucyjnej

Objaśnienia do formularza G-10.7

Klastry energii Warszawa r.

OPERATOR SYSTEMU PRZESYŁOWEGO. Karta aktualizacji nr CB/3/2012 IRiESP - Bilansowanie systemu i zarządzanie ograniczeniami systemowymi

Straty sieciowe a opłaty dystrybucyjne

Boryszew S.A. Oddział Nowoczesne Produkty Aluminiowe Skawina INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ. Część ogólna

Sieci energetyczne pięciu największych operatorów

FOTOWOLTAIKA i inwestycje w branży w świetle nowej ustawy OZE

WPŁYW OTOCZENIA REGULACYJNEGO NA DYNAMIKĘ INWESTYCJI W ENERGETYKĘ ROZPROSZONĄ

Sulechów, 18 Listopad 2011 r. Podłączenie do sieci elektroenergetycznych jako główna bariera w rozwoju odnawialnych źródeł energii w Polsce

Przyłączenie elektrowni wiatrowych do sieci energetycznej w kontekście uregulowań IRiESD

ELEKTROWNIE WIATROWE W SYSTEMIE ELEKTROENERGETYCZNYM. MICHAŁ ZEŃCZAK ZUT WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY

Kalibracja net meteringu w osłonach OK1 do OK4 dr inż. Robert Wójcicki

Wyzwania stojące przed KSE i jednostkami wytwórczymi centralnie dysponowanymi. Maciej Przybylski 28 marca 2017 r.

NARODOWY FUNDUSZ OCHRONY ŚRODOWISKA I GOSPODARKI WODNEJ

PRAKTYKA I KNOW HOW (powstające klastry energii i opracowywana monografia X )

INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

ALGORYTMY OBLICZENIOWE - wykorzystanie danych pomiarowych z liczników bilansujących na stacjach SN/nn

Ćwiczenie 1: Wyznaczanie lokalizacji magazynów metoda środka ciężkości.

Progi mocy maksymalnych oraz wymogi ogólnego stosowania NC RfG. Jerzy Rychlak Konstancin-Jeziorna

Bezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej w horyzoncie długoterminowym

WPŁYW KRYZYSU GOSPODARCZEGO NA PROGNOZĘ STRAT BILANSOWYCH

Problematyka rozliczenia odchyleń elektrowni wiatrowych w ramach rynku bilansującego dobowo-godzinowego

Możliwości wprowadzenia do KSE mocy z MFW na Bałtyku

INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI PRZESYŁOWEJ

Wskaźniki jakości usług powszechnych Telekomunikacji Polskiej S.A. w 2008 r. na podstawie informacji dostarczonych przez Spółkę

OPTYMALIZACJA KOSZTÓW POBORU ENERGII ELEKTRYCZNEJ W OBIEKCIE

Podstawowe informacje na temat zasad przyłączania farm wiatrowych do sieci elektroenergetycznej Z.Ch. Police S.A.

Elektroenergetyka polska wybrane zagadnienia

JWCD czy njwcd - miejsce kogeneracji w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym

STRUKTURA ORAZ ZASADY STEROWANIA POZIOMAMI NAPIĘĆ I ROZPŁYWEM MOCY BIERNEJ

Terawat Dystrybucja Sp. z o.o. INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ. Część ogólna

Efektywność energetyczna a straty energii elektrycznej w polskich sieciach elektroenergetycznych

INSTRUKCJA RUCHU I EKSPLOATACJI SIECI DYSTRYBUCYJNEJ

GENERACJA ROZPROSZONA ŹRÓDŁEM MOCY BIERNEJ W SIECIACH ŚREDNICH NAPIĘĆ O MAŁEJ IMPEDANCJI

OCENA STANU TECHNICZNEGO SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH I JAKOŚCI ZASILANIA W ENERGIĘ ELEKTRYCZNĄ MAŁOPOLSKIEJ WSI

KLASTRY ENERGII Jan Popczyk

Transkrypt:

Nr 2 (00) - 2011 Rynek Energii Str. 1 O MAPIE PRZYJAZNYCH LOKALIZACJI ŹRÓDEŁ WYTWÓRCZYCH W KSE Franciszek Buchta, Marcin Niezgoda Słowa kluczowe: elektrownie, przyłączanie do sieci, bezpieczeństwo elektroenergetyczne, system elektroenergetyczny, elektroenergetyka Streszczenie. Najważniejszym zadaniem, które wymaga obecnie w Polsce pilnego rozwiązania dla zapewnienia bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej do odbiorców jest doprowadzenie do szybkiego rozwoju infrastruktury wytwórczej i sieciowej, która nie będzie źródłem nowych stranded costs w polskim systemie elektroenergetycznym. Zadanie to utrudnia szybkie wyczerpywanie się zdolności przesyłowych sieci i wzrastający udział niestabilnego wytwarzania energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe. Rozwiązanie tego zadania uwarunkowane jest koniecznością poprawy efektywności pracy systemu elektroenergetycznego. Jednym z elementów takiego rozwiązania jest efektywne wzajemne dostosowanie struktury wytwarzania energii elektrycznej do struktury sieci, zapewniające wykorzystanie istniejących zdolności przesyłowych sieci bez konieczności jej znacznej modernizacji. W artykule przedstawiono wyniki analizy, której celem było określenie tzw. mapy przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych, uwzględniającej współzależność potencjału mocy możliwej do przyłączenia w węzłach sieciowych oraz wymagania obszarowego bilansowania mocy, szczególnie ważnego w przypadku przyłączania elektrowni wiatrowych. Jako narzędzie analizy został wykorzystany moduł OPF (Optimal Power Flow), zaimplementowany w programie komputerowym PowerFactory. W artykule został krótko przedstawiony sposób wykonania analizy, zilustrowane zostały efekty wynikające z mapy przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych na przykładzie sieci rzeczywistej. Scharakteryzowana została mapa przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych w istniejącym układzie KSE, oszacowane zostały efekty w postaci uwolnienia zdolności przesyłowych oraz zmniejszenia strat mocy, został także przedstawiony histogram obciążeń linii przesyłowych oraz 110 kv. 1. WSTĘP Wobec pojawiających się zagrożeń bezpieczeństwa dostaw energii elektrycznej w postaci deficytu pierwotnych zasobów energii, niewystarczającej niezawodności i efektywności jej wytwarzania, przesyłu, rozdziału i użytkowania, istnieje przekonanie o konieczności wprowadzenia nowej jakości do tego procesu. Jednym z zagrożeń długookresowego bezpieczeństwa elektroenergetycznego, objawiającym się nowymi stranded costs jest nieefektywny rozwój systemu elektroenergetycznego. Zagrożenie to może wynikać zarówno z braku wystarczającego i efektywnego rozwoju infrastruktury wytwórczej jak i sieciowej, ale także z braku wzajemnego dostosowania struktury wytwarzania i przesyłu (dystrybucji) energii elektrycznej. Uwarunkowane jest ono szybkim wyczerpywaniem się zdolności przesyłowych sieci, spotęgowanym wzrastającym udziałem niestabilnego wytwarzania energii elektrycznej przez elektrownie wiatrowe, powodującym nieregularne przesyły energii elektrycznej, zależne od siły wiatru. Zgodnie z obowiązującą obecnie ustawą Prawo energetyczne, proces przyłączania do sieci nowych jednostek wytwórczych (także odbiorców) rozpoczyna sie w momencie złożenia wniosku o wydanie warunków przyłączenia. Operatorzy systemu przesyłowego i systemów wytwórczych nie przyjmują w tym procesie postawy aktywnej. Po złożeniu wniosku o wydanie warunków przyłączenia określonej mocy, operatorzy będąc odpowiedzialnymi za wykonanie ekspertyz wpływu przyłączenia na pracę KSE, sprawdzają czy przyłączenie tej mocy jest możliwe po uwzględnieniu uzgodnionego z URE programu rozwoju sieci. W działaniu tym planowanie rozwoju infrastruktury wytwórczej staje sie nadrzędne w stosunku do planowania rozwoju infrastruktury sieciowej. Praktyka taka stosowana w przeszłości w odniesieniu do elektrowni systemowych miała swoje uzasadnienie trudnościami lokalizacyjnymi konwencjonalnego źródła energii elektrycznej. Obecnie, znacznie łatwiejsza lokalizacja OZE, w tym elektrowni wiatrowych, umożliwia kształtowanie zarówno mocy tych źródeł jak i ich lokalizacji w zależności od istniejących zdolności przesyłowych oraz potrzeb KSE. Inwestorzy

Str. 2 Rynek Energii Nr II (IV) - 2010 nie posiadają jednak wiedzy o obecnych i planowanych zdolnościach przesyłowych sieci także o potrzebach systemowych a z powodu braku dostępu do danych źródłowych nie mają także możliwości jej zdobycia poprzez wykonanie własnych analiz. Dobrą praktyką w tym zakresie jest Seven years statement publikowany przez National Grid Company (Wielka Brytania), określający przewidywane warunki pracy systemu elektroenergetycznego w najbliższych siedmiu latach. Dane źródłowe o sieci dostępne są natomiast najczęściej na stronach internetowych operatorów. W warunkach polskich były już próby przymiarki do publikowania takich informacji przez operatora systemu przesyłowego w tzw. Księdze przesyłu jednak dotychczas nie zostało to zrealizowane. Propozycją zapobiegania zagrożeniu nieefektywnego wzajemnego dostosowania struktury wytwarzania i struktury sieci jest publikowanie przez operatorów tzw. mapy przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych (mapa taka mogłaby także obejmować pożądane moce przyłączeniowe odbiorców jednak możliwość przystosowania się odbiorców do takich wymagań jest mniejsza niż wytwórców). Mapa taka pokazywałaby przyjazne, ze względu na efektywną pracę systemu elektroenergetycznego, lokalizacje źródeł wytwórczych oraz ich moce przyłączeniowe w poszczególnych węzłach sieciowych. Niekwestionowaną zachętą do przyłączenia źródeł wytwórczych we wskazanych przez operatora węzłach sieci byłaby odpowiednia opłata przyłączeniowa i opłata przesyłowa, urealniająca koszty technologii wytwórczych, uwzględniających koszty infrastruktury sieci i strat energii, powodowane wprowadzeniem energii elektrycznej do sieci. Opłaty takie, mimo niekwestionowanych efektów ekonomicznych, ciągle jednak nie znajdują właściwego kierunku w polityce regulacyjnej. Należy podkreślić, że informacja o przyjaznych miejscach przyłączenia źródeł wytwórczych do sieci byłaby skuteczna nawet mimo braku bodźców ekonomicznych w postaci korzystnej opłaty przyłączeniowej i przesyłowej. Skuteczność ta wynika bowiem ze zmniejszenia ryzyka odmowy przez operatorów wydania warunków przyłączenia. 2. METODA I ZAŁOŻENIA PRZYJETE DO ANALIZY W analizie umożliwiającej określenie mapy przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych efektywnym narzędziem jest optymalny rozpływ mocy (Optimal Power Flow OPF) [1,4,5]. Algorytm OPF umożliwia określenie rozdziału obciążenia na jednostki wytwórcze, zapewniającego dotrzymanie wymagań technicznych, obejmujących przede wszystkim utrzymanie dopuszczalnych przepływów mocy w gałęziach oraz napięć w węzłach sieci. Kryterium rozdziału obciążenia na jednostki wytwórcze jest przy tym najczęściej minimum kosztu produkcji energii elektrycznej. Innym kryterium może być np.: minimum strat mocy, minimum kosztów przesyłu energii elektrycznej, minimum kosztów wyłączeń spowodowanych koniecznością dotrzymania wymagań technicznych. W analizie umożliwiającej określenie mapy przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych jako kryterium optymalizacji można przyjąć minimum kosztów generacji mocy, zapewniające efektywne wykorzystanie zdolności przesyłowych sieci i technologii wytwórczych. W artykule [2] przedstawiono wyniki analizy, której celem było określenie maksymalnej mocy elektrowni wiatrowych, możliwej do przyłączenia w obecnym stanie KSE. W artykule [3] rozszerzono tę analizę o przypadek arbitralnego podziału mocy elektrowni wiatrowych na obszary bilansowania w KSE, odpowiadające obszarom spółek regionalnych PSE-Operator: Centrum, Wschód, Południe, Zachód i Północ. Arbitralny podział mocy elektrowni wiatrowych na obszary jest uzasadniony warunkami wietrzności na tych obszarach co odpowiada także wydanym już warunkom przyłączenia. W niniejszym artykule wykorzystano te wyniki dla określenia mapy przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych.

Nr 2 (00) - 2011 Rynek Energii Str. 3 Zadanie optymalnego rozpływu mocy można sformułować w następujący sposób [1,4,5]: Przy ograniczeniach: gdzie: min F x, u. (1) g x, u, w 0, (2) h h x, u h, (3) T x - wektor zmiennych stanu: x U, δ, U ; 1,2,3,..., n n N węzłowych, ; n n 1,2,3,..., N min max U - wektor modułów napięć δ - wektor argumentów napięć węzłowych, u P Q, P Pgw; w 1,2,3,..., W g - wektor mocy czynnych generowanych w jednostkach wytwórczych, Q Qgw; w 1, 2,3,..., W g - wektor mocy biernych generowanych w jednostkach wytwórczych, w P o, Q o, P ; 1,2,3,..., o Pon n N - wektor mocy czynnych pobieranych u - wektor zmiennych sterujących: g, g w wektor wymuszeń: w węzłach sieciowych, Q n N Q ; o on 1,2,3,..., - wektor mocy biernych pobieranych w węzłach sieciowych, g x, u, w - wektor ograniczeń równościowych równania bilansu mocy czynnej i biernej w węzłach: gdzie: P U, i U, gdzie P P P U, 0, (4) g o Q Q Q U, 0, (5) g o Q - wektory mocy czynnych i biernych dopływających do węzłów z sieci, których elementy k są równe: G kn, N Gkn cos k n Pk U, Uk U n, (6) n1 B kn sin k n N Gkn sin k n Qk U, Uk U n, (7) n1 B kn cos k n B kn - konduktancja i susceptancja gałęzi pomiędzy węzłami k i n. h x, u - wektor ograniczeń nierównościowych: gdzie: U, S U, S max, (8) U U U, (9) min max P P P, (10) gmin g gmax Q Q Q, (11) gmin g gmax S - wektor mocy pozornych przepływających gałęziami sieci, S max - wektor dopuszczalnych mocy pozornych, wynikający z obciążalności długotrwałych gałęzi sieci.

Str. 4 Rynek Energii Nr II (IV) - 2010 Główne założenia przyjęte do analizy są następujące: 1. Analizie poddano obecny układ sieci przesyłowej i 110 kv. Obliczenia wykonano dla warunków pracy KSE na szczyt zimowy i szczyt letni w układach pracy normalnej (bez wyłączeń) oraz w stanach n-1, polegających na wyłączeniu pojedynczych elementów sieci. 2. Nowe, potencjalne jednostki wytwórcze zostały przyłączone do stacji węzłowych 110 kv (co najmniej trzy linie 110 kv wychodzące ze stacji) oraz do poszczególnych rozdzielni stacji NN/110 kv. Elektrowni wiatrowych nie przyłączano w obszarach zurbanizowanych, gdzie lokalizacja elektrowni wiatrowych nie byłaby możliwa. 3. Utrzymano wymianę mocy z zagranicą na poziomie istniejącym przed przyłączeniem nowych jednostek wytwórczych (przesuwniki fazowe na liniach wymiany). 3. EFEKTY WYNIKAJĄCE Z MAPY PRZYJAZNYCH LOKALIZACJI NA PRZYKŁADZIE FRAGMENTU SIECI RZECZYWISTEJ Efektem mapy przyjaznych lokalizacji jest efektywne wykorzystanie istniejących zdolności przesyłowych, przy możliwie najmniejszych stratach energii. Przykład ilustrujący możliwe do uzyskania efekty wykonano dla fragmentu sieci rzeczywistej, przedstawionej na rys. 1. Optymalizacja obejmuje w tym przykładzie określenie mocy i miejsc przyłączenia źródeł energii elektrycznej na napięciu 110 kv. Alternatywą do mapy przyjaznych lokalizacji są moce i miejsca przyłączenia zgodne z wydanymi warunkami przyłączenia - moce te przedstawiono na rys. 1. Schemat tej sieci z pokazanymi w poszczególnych węzłach 110 kv mocami wynikającymi z mapy przyjaznych lokalizacji przedstawiono na rys. 2. 41MW W19 W22 W20 W11 20MW W13 W18 W17 W21 W10 6MW W9 W12 69MW W16 W1 W5 W7 W6 W8 W14 W15 W2 150MW W4 W3 Rys. 1. Schemat fragmentu sieci rzeczywistej z mocami wynikającymi z wydanych warunków przyłączenia

Nr 2 (00) - 2011 Rynek Energii Str. 5 41MW W19 W22 W20 W11 6MW W13 W18 W17 W21 W10 5MW W9 W12 21MW W16 W1 W5 24MW 17MW W7 W6 W8 17MW 7MW W14 W15 W2 100MW W4 W3 Rys. 2. Schemat fragmentu sieci rzeczywistej z mocami wynikającymi z mapy przyjaznych lokalizacji W tabeli 1 zestawiono moce wynikające z mapy przyjaznych lokalizacji oraz z wydanych warunków przyłączenia. W tabeli tej podano także straty mocy w tym fragmencie sieci w obu przypadkach przyłączenia nowych jednostek wytwórczych. Sumaryczna moc źródeł wytwórczych wynikających z mapy przyjaznych lokalizacji wynosząca 238 MW jest niewiele mniejsza od sumarycznej mocy wynikającej z wydanych warunków przyłączenia, wynoszącej 245 MW a straty mocy w tym pierwszym przypadku, wynoszące 3,67 MW, są o 20,4% mniejsze. Tabela 1 Zestawienie mocy w MW w poszczególnych węzłach sieci 110 kv, wynikających z mapy przyjaznych lokalizacji oraz wydanych warunków przyłączenia Węzeł MPL Warunki przyłączenia W4 100 150 W5 24 - W6 17 - W7 17 - W8 7 - W10 5 6 W11 6 20 W12 21 69 W19 41 - Suma 238 245 Straty mocy [MW] 3,67 4,42 Uwaga: MPL oznacza mapę przyjaznych lokalizacji

Częstośd [%] Str. 6 Rynek Energii Nr II (IV) - 2010 W tabeli 2 przedstawiono wymagane modernizacje linii 110 kv niezbędne do przyłączenia jednostek wytwórczych wynikających z mapy przyjaznych lokalizacji oraz wydanych warunków przyłączenia. Modernizacje te zapewniają spełnienie wymagań technicznych w stanach n-1, w stanach normalnych przyłączenie tych źródeł w obu przypadkach nie powoduje przeciążeń linii. Z tabeli tej widać, że dla przyłączenia jednostek wytwórczych wynikających z wydanych warunków przyłączenia zakres modernizacji sieci jest większy. Wymagane jest dostosowanie linii W12 - W13 do wyższej temperatury pracy (wymagana większa zdolność przesyłowa tej linii) oraz konieczna jest modernizacja linii W12 - W9, która w tym pierwszym przypadku nie występuje. Tabela 2 Porównanie wymaganych modernizacji sieci dla przyłączenia źródeł, wynikających z mapy przyjaznych lokalizacji oraz wydanych warunków przyłączenia Linia przeciążona W12 W13 W13 W19 W20 W18 W18 W17 W12 W9 - Warunki MPL przyłączenia dostosowanie do dostosowanie do +60 C +80 C dostosowanie do +60 C dostosowanie do +60 C dostosowanie do +60 C dostosowanie do +60 C Na rysunku 3 pokazano histogram obciążeń linii w analizowanym fragmencie sieci rzeczywistej, przedstawionej na rys. 1, w obu przypadkach przyłączenia źródeł wytwórczych. Z rysunku tego widać zmniejszenie udziału silnie obciążonych linii w przypadku przyłączenia źródeł wytwórczych wynikających z mapy przyjaznych lokalizacji a zatem wykorzystanie istniejących zdolności przesyłowych jest w tym przypadku bardziej efektywne. 35 30 25 20 15 10 5 0 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100 >100 Stopień obciążenia [%] Mapa przyjaznych lokalizacji Warunki przyłączenia Rys. 3. Histogram obciążeń linii w analizowanym fragmencie sieci rzeczywistej

Nr 2 (00) - 2011 Rynek Energii Str. 7 4. MAPA PRZYJAZNYCH LOKALIZACJI ŹRÓDEŁ WYTWÓRCZYCH W KSE Na rysunku 4 przedstawiono mapę przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych, wyznaczoną w sieci rzeczywistej KSE, z dokładnością do oddziałów operatorów systemów dystrybucyjnych. W niniejszym artykule z powodu braku wystarczającego miejsca nie przedstawiono tej mapy z dokładnością do węzłów sieci przesyłowej i 110 kv. Zsumowano natomiast moce znamionowe źródeł wytwórczych z tych węzłów na obszarach oddziałów operatorów systemów dystrybucyjnych i odniesiono je do powierzchni oddziałów. Im ciemniejsze tło obszaru tym większa gęstość powierzchniowa mocy, możliwej do przyłączenia na tym obszarze i poprawiającej efektywność pracy sieci. Ciekawe jest porównanie podziału mocy, przedstawionego na rys. 4 z podziałem wynikającym z wydanych już warunków przyłączenia. Na rysunku 5 przedstawiono porównanie gęstości powierzchniowej mocy w tych dwóch przypadkach na obszarach operatorów systemów dystrybucyjnych (skonsolidowanych). Z porównania tego wynika, że na obszarze północnozachodnim Polski wydano warunków przyłączenia na znacznie większą moc w porównaniu do mocy wynikającej z mapy przyjaznych lokalizacji. Odwrotnie jest na obszarze południowowschodnim Polski, gdzie moc wynikająca z mapy przyjaznych lokalizacji jest znacznie większa w porównaniu do mocy wynikającej z wydanych warunków przyłączenia. 6kW/km 2 Szczecin 16kW/km 2 Koszalin 11kW/km 2 Słupsk 67kW/km 2 Gdańsk 24kW/km 2 Bydgoszcz 32kW/km 2 Elbląg 35kW/km 2 Toruń 35kW/km 2 Olsztyn 26kW/km 2 Białystok 7kW/km 2 Gorzów 45kW/km 2 Poznań 82kW/km 2 Płock 21kW/km 2 Zielona Góra 67kW/km 2 Legnica 11kW/km 2 Jelenia Góra 69kW/km 2 Wrocław 50kW/km 2 Wałbrzych 20kW/km 2 Kalisz 54kW/km 2 Opole 31kW/km 2 Łódź 38kW/km 2 Częstochowa 78kW/km 2 Będzin 225kW/km 2 Gliwice 143kW/km 2 Bielsko-Biała 75kW/km 2 Kraków 31kW/km 2 Radom 49kW/km 2 Warszawa 60kW/km 2 Tarnów 26kW/km 2 Rzeszów 33kW/km 2 Lublin 22kW/km 2 Zamość Rys. 4. Gęstość powierzchniowa możliwej do przyłączenia mocy z podziałem na obszarach oddziałów operatorów systemów dystrybucyjnych

Str. 8 Rynek Energii Nr II (IV) - 2010 możliwa do przyłączenia moc wydane warunki przyłączenia Rys. 5. Porównanie gęstości powierzchniowej mocy możliwej do przyłączenia w przypadku mapy przyjaznych lokalizacji oraz wydanych warunków przyłączenia Na rysunku 6 przedstawiono histogramy obciążeń odpowiednio linii przesyłowych i 110 kv w przypadkach przyłączenia źródeł wytwórczych wg mapy przyjaznych lokalizacji i zgodnie z wydanymi warunkami przyłączenia. Histogramy te potwierdzają zdecydowanie lepsze wykorzystanie zdolności przesyłowych sieci w przypadku przyłączenia źródeł wytwórczych wg mapy przyjaznych lokalizacji w porównaniu do przyłączenia zgodnego z wydanymi warunkami przyłączenia. Z histogramu dla sieci przesyłowej widać dodatkowe większe odciążenie tej sieci wynikające z przyłączenia nowych jednostek wytwórczych do sieci 110 kv, pokrywających lokalne zapotrzebowanie na energię elektryczną. 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100 >100 a) Warunki przyłączenia Optymalne przyłączenie

Nr 2 (00) - 2011 Rynek Energii Str. 9 70 60 50 40 30 20 10 0 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100 >100 b) Warunki przyłączenia Optymalne przyłączenie Rys. 6. Histogramy obciążenia a) linii przesyłowych, b) linii 110 kv w KSE z przyłączonymi źródłami wytwórczymi wg mapy przyjaznych lokalizacji oraz zgodnie z wydanymi warunkami przyłączenia 3. PODSUMOWANIE Na podstawie przeprowadzonej analizy można sformułować następujące najważniejsze wnioski: 1. Mapa przyjaznych lokalizacji źródeł wytwórczych jest efektywnym narzędziem operatorskim aktywnego kształtowania warunków pracy systemu elektroenergetycznego. 2. Przyłączenie źródeł wytwórczych wg mapy przyjaznych lokalizacji umożliwia efektywne wykorzystanie zdolności przesyłowych przez co zmniejsza istotnie straty energii oraz zakres niezbędnej modernizacji sieci. 3. Na obszarze północno-zachodnim Polski wydano warunków przyłączenia na znacznie większą moc w porównaniu do mocy wynikającej z mapy przyjaznych lokalizacji, odwrotnie jest na natomiast na obszarze południowo-wschodnim Polski. LITERATURA [1] Aguado J.A., Quintana V.H., Conejo A.J.: Optimal power flows of interconnected power systems. IEEE Power Engineering Society Summer Meeting, vol. 2, 1999 [2] Buchta F., Jaroń M., Morkisz J., Gąszczak B.: O potencjale technicznym przyłączenia elektrowni wiatrowych do krajowego systemu elektroenergetycznego. Rynek Energii, nr 2(87)/2010 [3] Buchta F.: O technicznych możliwościach przyłączenia elektrowni wiatrowych do krajowego systemu elektroenergetycznego. Materiały konferencji Prognozowanie w elektroenergetyce, Wisła 2010 [4] Buchta F.: Optymalizacja strategii rozwoju sieci przesyłowej w warunkach rynkowych z uwzględnieniem ryzyka. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej s. Elektryka, z. 199, Gliwice 2006 (monografia) [5] Dancre M., Tournebise P., Panciatici P.: Optimal Power Flow applied to state estimation enhancement. 14th PSCC, Sevilla, 28-29 Jun 2002

Str. 10 Rynek Energii Nr II (IV) - 2010 ABOUT THE MAP OF CONDUCTIVE LOCALIZATIONS OF PRODUCING SOURCES AT NATIONAL ENERGY SYSTEM Key words: power stations, connecting to the grid, energy safety, energy system, electrical power engineering Summary. The most important task in Poland, which requires urgent solution to keep the energy s transmission safety is creating of fast development of the grid infrastructure and producing infrastructure, which won t be the new source of stranded costs at polish energy system. This task is difficult because of the fast depletion of grid s transmission capacity and the growing share of the unstable energy generation by the wind power stations. Solution of this problem is conditioned by the necessity of the effective use of energy system improvement. One of the elements of this kind of solution is effective mutual adjustment of the energy production s structure to the grid s structure, which will ensure the use of existing transmission capacities of the grid without the necessity of modernizations. At the article there have been presented the results of the analysis, which was aimed at setting of the map of the conductive localizations of producing sources taking into account correlation of the potential of the power able to connect at the grid nodes and the requirements of the areas power balance, particularly important in case of the connection of wind power stations. As the tool at the analysis there has been used the OPF module (Optimal Power Flow), implemented at the Power Factory program. At the article there have been shortly presented the method of the analysis. There has also been characterized the map of the conductive localizations of producing sources at the existing National Energy System, the results of the map of the conductive localizations of producing sources on the example of real network have been illustrated the effects in the form of releasing of transmission capacities and reducing of the power losses have been estimated and the histogram of the transmission lines loads and 110kV lines loads has been presented. Franciszek Buchta uzyskał na Politechnice Śląskiej w Gliwicach tytuł magistra inżyniera w 1978 r. i tytuł doktora nauk technicznych z zakresu elektroenergetyki w 1985 r. W latach 1978 do 2010 był pracownikiem tej uczelni. W 1990 r. podjął pracę w firmie Polskie Sieci Elektroenergetyczne SA, w 1997 r. rozpoczął pracę w firmach konsultingowych: początkowo PSE-REGPLAN Sp. z o.o. - Prezes Zarządu, potem EPC S.A. - Wiceprezes Zarządu a obecnie EM&CA S.A. - Dyrektor Wydziału Analiz Systemów Energetycznych. Autor lub współautor ponad stu publikacji. Większość z tych publikacji było prezentowanych na konferencjach krajowych i międzynarodowych. E-mail: franciszek.buchta@emca.pl Marcin Niezgoda uzyskał na Politechnice Śląskiej w Gliwicach tytuł magistra inżyniera w 2008 r. Od 2008 r. jest pracownikiem EM&CA S.A. na stanowisku specjalisty w wydziale Analiz Systemów Energetycznych.