PSE szykuje energetyczną autostradę z północy na południe Polski
Polskie Sieci Elektroenergetyczne założyły, że w najbliższej dekadzie najważniejszą inwestycją w krajowym systemie przesyłowym będzie budowa linii wysokiego napięcia prądu stałego (HVDC), która połączy północną i południową Polskę, i która pozwoli między innymi przesłać na południe kraju energię wytwarzaną przez morskie farmy wiatrowe. Dlaczego ma do tego posłużyć technologia HVDC?
Polskie Sieci Elektroenergetyczne odpowiadające za utrzymanie i rozwój krajowego systemu elektroenergetycznego zaprezentowały plan inwestycji na lata 2022-32. PSE podkreśla, że planowane inwestycje mają w dużej mierze związek z planowanym rozwojem źródeł wytwórczych bazujących na OZE.
Brak odpowiedniej modernizacji sieci może wyraźnie spowolnić tempo wzrostu mocy bazujących na źródłach odnawialnych, co pokazują już widoczne problemy z uzyskaniem warunków przyłączenia dla kolejnych elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych.
Plan zaprezentowany przez Polskie Sieci Elektroenergetyczne zakłada rewolucję technologiczną, która – jak podkreśla prezes PSE Eryk Kłossowski – jest zgodna ze wzorcami pochodzącymi z rozwiniętych systemów elektroenergetycznych z dużym udziałem OZE w miksie wytwórczym
Jak wskazuje prezes PSE, prezentowane w Planie inwestycje mają na celu wsparcie zobowiązań Polski do osiągnięcia celu krajowego w zakresie udziału energii z OZE w końcowym zużyciu energii, rządowego planu budowy morskich farm wiatrowych na Bałtyku, rządowego planu budowy mocy jądrowych, przyłączeń nowych jednostek wytwórczych zgodnie z wynikami aukcji rynku mocy na lata 2023-26, a także poprawy warunków zasilania, w tym minimalizacji ograniczeń sieciowych w całym systemie – w szczególności w kontekście planowanej budowy źródeł wiatrowych w Polsce północnej zarówno na morzu, jak i na lądzie.
Podstawą planu jest budowa linii wysokiego napięcia prądu stałego HVDC (ang. High Voltage Direct Current) łączącej północ i południe Polski. Celem tej inwestycji jest umożliwienie przesłania wymaganych przez zlokalizowany na południu Polski przemysł energii wytworzonej w lądowych i morskich źródłach wiatrowych zgromadzonych na północy kraju.
Drugim elementem planu PSE jest propozycja budowy przez operatora systemu przesyłowego zasobów wytwórczych. Mogłyby być one wykorzystywane na potrzeby interwencyjne lub w celu poprawy warunków funkcjonowania sieci elektroenergetycznej w sytuacjach, gdy zbiór jednostek wytwórczych dostępnych dla operatora do redysponowania nie jest wystarczający.
Dlaczego HVDC?
Długość zaplanowanej przez operatora systemu przesyłowego linii HVDC łączącej północną i południową część Polski miałaby wynieść 600 kilometrów. Nie byłaby to jednak jedyna tego rodzaju linia na terenie naszego kraju. Druga linia HVDC to połączenie Polska-Litwa o długości 175 km.
Jak wskazuje PSE, najistotniejszą cechą połączeń HVDC jest możliwość sterowania przepływem energii i niezależność tego przepływu od rozpływu mocy w sieci AC.W praktyce linia HVDC ma pozwolić na „przeniesienie” nadwyżki mocy z północy kraju na południe z pominięciem sieci AC.
Jak zaznacza PSE, alternatywą wobec budowy połączenia HVDC byłaby rozbudowa linii AC, niemniej okupioną istotnymi i kosztownymi ograniczeniami.
Zaleta rozwiązania zaproponowanego przez PSE ma być fakt, że odległość pomiędzy stacjami połączonymi linią HVDC w praktyce ma znikome znaczenie.
– Niezależnie od tego, czy mamy do czynienia z linią AC czy HVDC, przepływ prądu elektrycznego przez przewody powoduje rozpraszanie się energii w postaci ciepła. Ilość traconej energii zależy nie tylko od parametrów samych przewodów, napięcia i długości linii, ale przede wszystkim od przesyłanej mocy. Gdy wzrasta obciążenie linii, straty energii rosną w funkcji kwadratu obciążenia. W przypadku budowy linii HVDC, linia ta przejmuje na siebie obciążenia linii AC. Wprawdzie w układzie HVDC również pojawiają się straty, jednakże sieć AC jest na tyle odciążana, że sumarycznie straty w systemie ulegają znacznemu zmniejszeniu – tłumaczy PSE.
Operator wskazuje także na zalety rozwoju systemu w oparciu o linie HVDC związane z zapewnieniem bezpieczeństwa pracy systemu od strony napięciowej. Przy braku linii HVDC należy liczyć się ze znacznymi stratami mocy biernej w wysoko obciążonych liniach AC. – Oznaczałoby to konieczność instalacji wielu dodatkowych źródeł mocy biernej, nie tylko w postaci statycznych kompensatorów (baterii kondensatorów), lecz również wymagane byłyby dodatkowe urządzenia do płynnej regulacji mocy biernej (energoelektroniczne bądź maszynowe) – tłumaczy PSE.
– W przypadku przesyłu za pomocą prądu stałego takie problemy z mocą bierną i napięciami nie występują, gdyż są one domeną tylko sieci AC. Co więcej, urządzenia przekształtnikowe umieszczone na końcach linii HVDC mają same w sobie zdolność płynnej generacji i poboru mocy biernej do/z sieci AC, co przy okazji powoduje poprawę warunków napięciowych na obszarach wokół tych stacji – informuje operator krajowego systemu przesyłowego.
Ponadto pojedyncza linia HVDC oferuje zdecydowanie większą przepustowość w porównaniu do linii AC przy podobnej nośności konstrukcji wsporczej i zajętości terenu pod linią.
PSE wstępnie wybrał dwa rejony, pomiędzy którymi należy poprowadzić linię HVDC. Kryterium analitycznym była maksymalizacja redukcji kosztu ograniczeń sieciowych. Wyniki symulacji pracy systemu miały wykazać bardzo wysoki stopień wykorzystania linii HVDC.
Plan rozwoju sieci przesyłowej z uwzględnieniem linii HVDC. Źródło: PSE.
Polskie Sieci Elektroenergetyczne podsumowują, że technologia HVDC charakteryzuje się wysokimi nakładami inwestycyjnymi, jednakże bariera ta jest mitygowana poprzez korzyści mogące wynikać z takiej inwestycji.
– Oprócz bezdyskusyjnych korzyści technicznych, z linią HVDC wiążą się wymierne korzyści ekonomiczne, głównie za sprawą redukcji kosztu strat sieciowych. Wstępne szacunki wykazują, że rozwiązania HVDC stają się bardziej opłacalne niż AC po okresie użytkowania dłuższym niż 30 lat, który jest w dużym przybliżeniu równy połowie technicznego czasu życia linii – wnioskuje PSE.
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
