Mielczarski: Cable pooling, czyli tylne drzwi do systemu elektroenergetycznego? (ANALIZA)
Wspólne przyłączenie instalacji wiatrowych i PV może prowadzić do lepszego wykorzystania mocy przyłączeniowych, ale nieodpowiednie regulacje prawne mogą spowodować napływ nadmiaru energii destabilizującej system elektroenergetyczny – pisze Władysław Mieczarski z Politechniki Warszawskiej w BiznesAlert.pl.
Ograniczone moce przyłączeniowe
Dynamiczny rozwój energii odnawialnej spowodował, że system elektroenergetyczny nie jest w stanie odebrać całej energii elektrycznej produkowanie przez OZE. Operatorzy sieci odmawiają przyłączenia nowych instalacji źródeł odnawialnych. Tylko w 2022 r. wydano odmowy przyłączenia instalacji OZE w ponad 7 tysiącach przypadków, na moce wynoszące ponad 51GW. Wynika to głównie z ograniczonych możliwości odbioru energii w systemie elektroenergetycznym. Maksymalne zapotrzebowanie polskiego systemu elektroenergetycznego wynosi niewiele ponad 27GW. W grudniu 2022 r. (dane ARE) moc przyłączonych instalacji OZE wynosiła ponad 22GW, w tym ponad 8GW instalacji wiatrowych i ponad 12GW paneli fotowoltaicznych, których praca jest uzależniona od warunków atmosferycznych.
Cable pooling
Jednocześnie przyłączone obecnie instalacje OZE nie zawsze są w stanie wykorzystać przepustowość linii i istniejących mocy przyłączeniowych. Dlatego powstał pomysł, nazywany Cable Pooling, przyłączania różnych instalacji OZE do jednej linii w celu lepszego wykorzystania mocy przesyłowych i przyłączeniowych. Najlepszymi kandydatami do pracy na wspólną linię przyłączeniową są instalacje farm wiatrowych i paneli PV.
Obecnie nie ma odpowiednich regulacji prawnych odnoszących się do systemu Cable Pooling. Proponowane regulacje mają pozwalać na wspólne połączenie kilku instalacji OZE do jednej linii, pod warunkiem nie przekraczania mocy przyłączenia, a dokładniej mocy określonej w umowie o przyłączenie. W przypadku, gdyby instalacje OZE, w systemie Cable Pooling, przekraczały moc określoną w umowie, operator sieci miałby prawo ograniczać nadmiar mocy bez rekompensat dla właścicieli źródeł odnawialnych.
Zapisy te wydają się oczywiste, ponieważ wprowadzenie Cable Pooling nie może tworzyć „tylnych drzwi”, którymi nadmiar energii, destabilizujący pracę sieci, wpływałby do systemu elektroenergetycznego. Jednak zapisy te wywołują pewne kontrowersje, ponieważ w przypadku nadmiaru generacji OZE część mocy zostanie ograniczona. Rozwiązaniem byłyby magazyny energii instalowane w punkcie wspólnego przyłączenia farm wiatrowych i paneli PV. Jednak magazyny energii są kosztowne, a ich wykorzystanie w polskich warunkach klimatycznych sprowadzałoby się obecnie do kilkunastu dni w roku, głównie w okresie wiosennym i letnim.
Nadmiar energii OZE
W celu zilustrowania problemu ograniczania mocy OZE pracujących w systemie Cable Pooling wykonano symulacje pracy w wybranym dniu kwietnia w 2022 r. na bazie danych publikowanych przez PSE SA, www.pse.pl. Przyjęto, że moc wspólnej linii łączącej farmę wiatrową i farmę paneli PV z systemem elektroenergetycznym wynosi 100 w jednostkach względnych (per unit system) i równa jest mocy znamionowej farmy wiatrowej. Jednocześnie jest to umowna wielkość przyłączeniowa. Dodatkowo w celu lepszego wykorzystania mocy przyłączeniowej do wspólnej linii przyłączono farmę fotowoltaiczna o mocy wynoszącej 50 jednostek, tworząc w ten sposób system Cable Pooling.
W przypadku pokazanym na rysunku zakładano, że pierwszeństwo pracy ma farma wiatrowa, a ograniczeniom podlega moc z farmy PV. W praktyce możliwe jest ograniczanie również mocy farmy wiatrowej, jak i jednoczesne ograniczania mocy zarówno farmy wiatrowej, jak i paneli PV.
Cable Pooling a system elektroenergetyczny. Grafika: Władysław Mielczarski.l
Podany przykład pokazuje, że system Cable Pooling może do pewnego stopnia poprawić zarówno wykorzystania mocy przesyłowej linii, jak i wielkości mocy przyłączeniowej. Jednak przy jednoczesnej dużej generacji wiatru i paneli PV zachodzi konieczność ograniczenia ich mocy w niektórych godzinach dnia. Energia, którą może wyprodukować ograniczona moc OZE powinna być wprowadzona do magazynów energii, o ile nie ma być stracona. Obecnie, z punktu widzenia ekonomicznego wydaje się, że bardziej opłacalne jest redukowanie mocy OZE niż magazynowanie energii. Jednak bez magazynów energii cele jakie mają osiągnąć OZE mogą być trudne do realizacji.
Bez uprawnienia operatorów sieci do ograniczenia nadmiaru mocy OZE, system Cable Pooling może powodować wprowadzania do sieci („tylnymi drzwiami”) nadmiaru energii destabilizującej pracę systemu elektroenergetycznego.
W dyskusjach spotyka się pogląd, że działanie operatorów sieci jest konserwatywne i że próbują oni przede wszystkim chronić sieć. Pogląd taki wynika z niezrozumienia zasad pracy systemu elektroenergetycznego. Operatorzy sieci nie muszą chronić sieci, ponieważ w sieci są zabezpieczenia i sieć może sama się ochronić. Operatorzy sieci chronią przede wszystkim odbiorców energii zapewniając ciągłość dostaw, dlatego muszą być wyposażeni w prawo do ograniczania mocy OZE destabilizującej pracę systemu elektroenergetycznego. Drugim elementem, który wpływa na ograniczenia stosowane do farm wiatrowych i paneli PV jest brak możliwości regulacji prosumenckich instalacji OZE przez operatorów sieci. Generacja instalacji prosumenckich istotnie destabilizuje pracę systemu elektroenergetycznego ograniczając pracę innych instalacji OZE.
