SESSION 24Th to 29Th August Du 24 Au 29 Août 2014 45 Paris - France / Palais Des Congrès Porte Maillot - 75017 Paris

PROBLEMY ENERGETYKI I GOSPODARKI PALIWOWO-ENERGETYCZNEJ 3/2015 ISSN 0013-7294 CENA 20 ZŁ (w tym 5% VAT) (729)

CIGRE SESSION 24th to 29th August Du 24 au 29 août 2014 45 Paris - France / Palais des Congrès Porte Maillot - 75017 Paris

International Council on Large Electric Systems Conseil International des Grands Réseaux Électriques www.cigre.org

Polski Komitet Wielkich Sieci Elektrycznych Komitet Narodowy Conseil International des Grands Réseaux Electriques

Rada Zarządzająca PKWSE:

Jacek Wańkowicz – przewodniczący Krzysztof Madajewski – wiceprzewodniczący Edward Anderson Piotr Molski Sławomir Noske Jarosław Pałasz Grzegorz Tomasik Paweł Warczyński Zbigniew Wróblewski – członkowie Mariusz Krupa – sekretarz

Siedziba PKWSE ul. Mory 8, 01-330 Warszawa tel. 22 8364081, fax 22 8366363 e-mail: [email protected], www.cigre.pl

Sponsorzy numeru:

Postrzeganie teraźniejszości

Energetyka korporacyjna i obywatelska – kooperacja czy konkurencja?

W dniu 11 marca 2015 roku prezydent Bronisław Komorowski podpisał ustawę o odnawialnych źródłach energii (OZE). Ustawa, zawierająca 223 paragrafy, wejdzie w życie po 30 dniach od jej opublikowania, zaś zapisy dotyczące systemu aukcyjnego i taryf gwarantowanych będą obowiązywać od 1 stycznia 2016 roku. Podpis Prezydenta zakończył bardzo długi, bo prawie pięcioletni, okres przygotowywania ustawy o OZE. Jak z pewnością wielu Czytelników zauważyło, legislacyjny proces przyjmowania przez władze ustawodawcze projektu ustawy o OZE obfitował nie tylko w różnego rodzaju niespodzianki (nocne posiedzenia), ale i oskarżenia i przepychanki oraz ingerencje zarówno ze strony koalicyjnego rządu, rządzącej partii, mediów głównego nurtu, a także organizacji energetyków zawodowych. Jednym z głównych elementów sporu, żeby nie powiedzieć walki między przedstawicielami energetyki korporacyjnej i racz- kującej rozproszonej energetyki był problem specjalnych taryf energii elektrycznej, po których właściciele najmniejszych instalacji OZE mogliby sprzedawać nadwyżki wyprodukowanej przez swoje urządzenia energii, nadwyżki, jakich nie zużyją w swoim domu, małej firmie, gospodarstwie rolnym, czy też niewielkiej firmie. Z jednej strony argumentowano, że taryfy dla prosumentów będą nawet kilka razy wyższe niż średnia cena energii na rynku hurtowym, a przy najwyższych stawkach właścicielom mikroinstalacji będzie się opłacało produkować głównie na sprzedaż, a nie na własne potrzeby. Argumenty te podbudowywano niezbyt autentyczną troską o odbiorców, by nikt nie miał wątpliwości, że za wsparcie prosumentów zapłacą odbiorcy energii w swoich rachunkach. Domagano się więc, aby to wspomniane wsparcie było wydawane racjonalnie. Można było odnieść wrażenie, że na szczyty hipokryzji wspiął się minister gospodarki, który publicz- nie stwierdził, że pojawią się ludzie, którym bardziej opłacać się będzie produkować jak najwięcej energii na sprzedaż, zamiast zużywać wyprodukowaną energię w pierwszej kolejności na własne potrzeby. I to mówi wicepremier rządu, który obłożył akcyzą każdą tonę węgla wydobytego w kraju, każdą kilowatogodzinę energii elektrycznej czy każdy litr paliwa. Wypowiedzi te mogły być odczytane nie tylko jako votum nieufności rządzących dla rządzonych, ale także jako wyraz nega- cji europejskiej polityki energetycznej, jak i podważanie zasad gospodarki rynkowej. Wskazywać to może także na postrzegany już od dawna brak wizji rozwoju energetyki polskiej po 2020 roku. Wygląda na to, że cały świat będzie się zmieniał, w UE pakiet klimatyczny będzie prowokował dekarbonizację, a u nas rozkwitać będzie pogląd, że Polska zostanie węglową wyspą i będziemy produkować prąd taniej niż reszta. My się ciągle jeszcze będziemy zastanawiać nad tym, czy potrzebny i opłacalny jest rozwój mikroinstalacji i energetyki rozproszonej, a niemieccy sąsiedzi już dotują rozproszone magazynowanie energii. Wracając do wspominanej ustawy zwrócić można uwagę na jeszcze jedną jej cechę, jaka jest zresztą charakterystyczna dla wielu aktów prawnych uchwalanych przez nasz parlament. Ustawodawca przygotował mianowicie przepisy bez podstawowej wykładni, mimo że ustawa ma znaczący wpływ na realizowanie systemu dotacji, a powstały chaos informacyjny skutkować może podejmowaniem błędnych decyzji inwestycyjnych. Analizując możliwości praktycznego zastosowania przepisów, zarówno tych, jakie regulować będą system wsparcia OZE, jak i dotyczących przejściowego funkcjonowania zielonych certyfikatów oraz wprowadzonych aukcji, stwierdzić można istnienie bardzo wielu wątpliwości. Wspomnieć warto, że zdaniem przedstawiciela De- partamentu Energii Odnawialnej Ministerstwa Gospodarki, maksymalna moc mikroinstalacji ze wsparciem może się wyczerpać już w pierwszym roku funkcjonowania taryf gwarantowanych. Przypuszczać wreszcie można, że uwzględniając fakt, że żaden z przepisów ustawy o wprowadzanym systemie wsparcia OZE nie był dotychczas w Polsce stosowany, formalną i merytoryczną wykładnią zapisów ustawy zajmą się z jednej strony organy administracji państwowej, a z drugiej sądy. Dotyczy to szczególnie przepisów dotyczących taryf gwarantowanych dla mikroinstalacji. Nieznane są także efekty wprowadzenia systemu aukcyjnego. Są kraje europejskie negatywnie oceniające ten system i wycofujące się z niego. Znając tempo działania sądów w Polsce, a także uwzględniając możliwość tego, że system aukcyjny może w warunkach polskich okazać się podobnie korupcjogenny jak system przetargowy, biorąc także pod uwagę ograniczenia współspalania, można spodziewać się, że udział OZE nie osiągnie wartości preferowanych przez Unię Europejską. Zamiast puenty można przypomnieć sobie fragmenty filmu Miś. Jak to było w komedii Barei Miś, kiedy szatniarz nie chciał wydać płaszcza klientowi? Po prostu: „Nie mamy pańskiego płaszcza i co pan nam zrobi?”

Tomasz E. Kołakowski PROBLEMY ENERGETYKI I GOSPODARKI PALIWOWO-ENERGETYCZNEJ MIESIĘCZNIK STOWARZYSZENIA ELEKTRYKÓW POLSKICH POWER ENGINEERING Association of Polish Electrical Engineers monthly

Rada Naukowa Zygmunt Artwik, Henryk Anglart, Krzysztof Badyda, Jerzy Barglik, Tadeusz Chmielniak, Bogumił Dudek, Herbert Leopold Gabryś, Jan Górzyński, Mieczyslaw Kaczmarek, Waldemar Kamrat, Andrzej Kowalski, Joachim Kozioł, Roman Kuczkowski, Dariusz Lubera, Henryk Majchrzak, Tadeusz Malinowski, Jacek Malko, Ryszard Migdalski, Piotr Molski, Józef Paska, Marian Pasko, Maciej Pawlik, Jan Popczyk, Aleksandra Rakowska, Adam Smolik, Henryk Spierewka, Klemens Ścierski (przewodniczący Rady), Josef Tlusty, Jerzy Trzeszczyński (zastępca przewodniczącego Rady), Lucjan Twardy, Henryk Tymowski, Andrzej Ziębik

Redaktor Naczelny Tomasz Eugeniusz Kołakowski

Zastępca Redaktora Naczelnego Iwona Gajdowa Sekretarz Redakcji

Redaktor językowy Jacek Dubrawski

Redaktorzy tematyczni Bogumił Dudek, Maksymilian Przygrodzki

Redaktor statystyczny Marek Karnowski

Korekta Iwona Gajdowa

Redaktor techniczny Klaudia Piekarska

Administracja i księgowość Elżbieta Wilk

Współpracują z redakcją Barbara Cieszewska, Fryderyk Czudejko, Jerzy Dobosiewicz, Ludwik Pinko, Edward Ziaja

Adres redakcji ul. Henryka Jordana 25, 40-056 Katowice, tel.: 32 257 87 85, 32 257 87 86, tel./fax: 32 251 62 09 e-mail: [email protected] www.elektroenergetyka.pl / www.energetyka.eu

Wydawca Oficyna Wydawnicza Energia, COSiW SEP, ul. Henryka Jordana 25, 40-056 Katowice

Druk Omega Press Sp. z o. o., ul. Szosowa 12, 41-203 Sosnowiec, tel.: +48 32 725 04 12 Nakład: do 2000 egzemplarzy

Informacja o wersji pierwotnej Wersją pierwotną czasopisma jest wydanie papierowe. Czasopismo jest dostępne również na stronie internetowej www.energetyka.eu Czasopismo jest indeksowane w: – bazie danych o zawartości polskich czasopism technicznych BazTech http://baztech.icm.edu.pl/ – międzynarodowej bazie bibliograficzno-abstraktowej INSPEC – bazie czasopism naukowych IC Journal Master List (Index Copernicus) http://journals.indexcopernicus.com/ Czasopismo dotowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego.

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść ogłoszeń, reklam i artykułów sponsorowanych. Nie zwraca materiałów niezamówionych oraz zastrzega sobie prawo redagowania i skracania tekstów oraz zamieszczania streszczeń na internetowej witrynie www.energetyka.eu Opinie zawarte w materiałach nie muszą być podzielane przez Redakcję. SPIS TREŚCI

Postrzeganie teraźniejszości

IV Energetyka korporacyjna i obywatelska – kooperacja czy konkurencja?

Jacek WAŃKOWICZ, Mariusz KRUPA 133 45. Sesja Generalna CIGRE 2014. Działalność CIGRE i PKWSE

Dariusz GURAZDOWSKI, Aleksander ZIELONKA 136 Elektryczne maszyny wirujące – Komitet Studiów A1

Janusz OSADNIK 140 Transformatory – Komitet Studiów A2

Sławomir SAMEK 149 Aparatura elektroenergetyczna wysokiego napięcia – Komitet Studiów A3

Sławomir NOSKE 161 Kable – Komitet Studiów B1

Piotr WOJCIECHOWSKI 167 Linie napowietrzne – Komitet Studiów B2

Michał KOSMECKI 173 Układy prądu stałego wysokiego napięcia i urządzeń energoelektronicznych – Komitet Studiów B4

Marcin LIZER 182 Zabezpieczenia i automatyka – Komitet Studiów B5

Wojciech LUBICKI, Maksymilian PRZYGRODZKI 189 Rozwój i ekonomika systemu elektroenergetycznego – Komitet Studiów C1

Krzysztof MADAJEWSKI 200 Sterowanie i prowadzenie ruchu systemu elektroenergetycznego – Komitet Studiów C2

Maksymilian PRZYGRODZKI 205 Zagadnienia techniczne systemu – Komitet Studiów C4

Małgorzata BOBROWSKA-RAFAŁ, Grzegorz TOMASIK 216 Rynki energii elektrycznej i regulacja – Komitet Studiów C5

Andrzej KĄKOL 220 Systemy rozdzielcze i wytwarzanie rozproszone – Komitet Studiów C6

Marek FLORKOWSKI 226 Materiały i nowoczesne techniki badawcze – Komitet Studiów D1

Tomasz SZUDEJKO 231 Systemy informatyczne i telekomunikacja – Komitet Studiów D2

Mariusz KRUPA 241 Tematy wskazane 46. Sesji Generalnej CIGRE 2016

Mariusz KRUPA 246 Grupy robocze w CIGRE (stan na 23 lutego 2015 r.) OGÓLNOPOLSKI MIESIĘCZNIK NAUKOWO-TECHNICZNY STOWARZYSZENIA ELEKTRYKÓW POLSKICH

MARZEC 2015 NR 3 (729)

Czasopismo istnieje od 1947 roku. Jest poświęcone proble- The magazine exists since 1947. It is devoted to problems of mom wytwarzania, przesyłania, rozdzielania i użytkowania electric and heat energy generation, transmission, distribution energii elektrycznej i cieplnej, budowy elektrowni, elektrocie- and utilisation. It presents problems of construction of power płowni i linii elektroenergetycznych, komputeryzacji systemu station, CHP station and electric power lines as well as com- elektroenergetycznego i restrukturyzacji elektroenergetyki. puterisation of the electric power system and restructuring the Zostało odznaczone złotymi odznakami: Honorową SEP, electric power industry. It has been awarded with following „Zasłużony dla energetyki” oraz Medalem SEP im. Profesora golden awards: SEP Award of Merit, Merit Award for Power In- Stanisława Fryzego. dustry Workers and Professor Stanisław Fryze Medal of SEP.

STRESZCZENIA SUMMARY

Jacek WAŃKOWICZ, Mariusz KRUPA Jacek WAŃKOWICZ, Mariusz KRUPA 45. Sesja Generalna CIGRE 2014. Działalność CIGRE i PKWSE 45th CIGRE General Session 2014. Activity of CIGRE and PKWSE Energetyka 2015, nr 3, s. 133 Energetyka 2015, nr 3, p. 133 Przedstawiono strukturę i organizację CIGRE. Omówiono przebieg Presented is the organizational structure of CIGRE. Discussed is 45. Sesji Generalnej CIGRE, jaka odbyła się w Paryżu w dniach the course of the 45th General Session which took place in Paris 24-29 sierpnia 2014 r. Wzięła w niej udział rekordowa liczba on 24-29 Aug. 2014. There was a record number of 8500 partici- 8500 uczestników z 90 krajów. W konferencji udział wzięło 3235 de- pants attending the Session and 3235 delegates taking part in the legatów. W ciągu sześciu dni odbyło się 196 spotkań Komitetów Stu- conference. During six days of the Session 196 meetings of Study diów i Grup Roboczych. Wystawa techniczna przyciągnęła 240 firm Committees and Working Groups took place and the technical exhi- i ponad 4600 gości. W wystawie technicznej wzięła udział firma bition attracted 240 firms (amongst which there was ZAPEL S.A., the ZAPEL S.A. z Polski, producent izolatorów ceramicznych i kompozy- world-renowned producer of ceramic and composite insulators from towych do sieci elektroenergetycznych o światowej renomie. Polska Poland) and more than 4600 guests. The Polish delegation consisted delegacja liczyła 37 osób. W materiałach Sesji opublikowano łącznie of 37 persons, and 4 lectures prepared by the PKWSE members 4 referaty przygotowane przez członków PKWSE. Oprócz referatów were published in the Session materials. Apart from the substantive merytorycznych przygotowano sprawozdanie z działalności PKWSE papers there was also prepared a report concerning PKWSE activi- za okres 2012-2014. ties in the years 2012-2014. Słowa kluczowe: międzynarodowe organizacje elektryków, CIGRE, Keywords: international electrical engineers organizations, CIGRE, Polski Komitet WSE, 45 Sesja Generalna CIGRE PKWSE, 45th CIGRE General Session

Dariusz GURAZDOWSKI, Aleksander ZIELONKA Dariusz GURAZDOWSKI, Aleksander ZIELONKA Elektryczne maszyny wirujące – Komitet Studiów A1 Rotating Electrical Machines – Study Committee A1 Energetyka 2015, nr 3, s. 136 Energetyka 2015, nr 3, p. 136 Omówiono artykuły dotyczące poprawy i rozwoju konstrukcji ma- Discussed are articles concerning improvement and development szyn wirujących w zakresie projektowania, produkcji, obsługi of rotating machines constructions in the range of designing, pro- i konserwacji, a także materiałów izolacyjnych, niezawodności sys- duction, operation and maintenance as well as of insulation materi- temów chłodzenia i łożysk. Zwrócono uwagę na zmiany umożliwia- als, reliability of cooling systems and bearings. Attention is paid to jące podniesienie mocy znamionowej dużych generatorów. Przed- changes enabling rising of the rated output of big generators. Shown stawiono wpływ specyfikacji klienta i wymagań operatora sieci na is the impact of a client’s specification and the network’s operator re- konstrukcję i koszty na tle analizy ekonomicznej wpływu wymagań quirements on the construction and costs against the background of operatora sieci na decyzje związane z modernizacją maszyny, czy economic analysis of a network operator’s requirements influence on też podniesieniem jej mocy. Prezentując analizy awarii maszyn nie decisions connected with a machine modernization or rising its rated tylko określono przyczyny i środki zapobiegawcze, ale także omó- output. Additionally, when presenting the analyses of machines’ fail- wiono przeprowadzanie inspekcji z wykorzystaniem specjalistycz- ures, not only were determined the causes and preventive measures nych robotów. Zaprezentowano maszyny elektryczne generacji but also discussed was the process of inspection conducting with the rozproszonej. Poruszono problemy rozwoju konstrukcji o wyższej use of specialized robots. Presented are the distributed generation sprawności ze szczególnym zwróceniem uwagi na koszty wytwa- electrical machines. Taken up are the problems of development of rzania i problemy operacyjne, monitorowanie i diagnostykę. Przed- higher efficiency constructions with special referrring to production stawiono wpływ awarii i zaburzeń sieci na strategie rozwoju kon- costs, operational problems, monitoring and diagnostics. Described strukcji i projektowania maszyn. is the impact of failures and network disturbances on machine de- Słowa kluczowe: maszyny elektryczne, nowoczesne konstrukcje, signing and construction strategies. projektowanie i produkcja, obsługa i konserwacja Keywords: electrical machines, modern constructions, designing and production, operation and maintenance STRESZCZENIA SUMMARY

Janusz OSADNIK Janusz OSADNIK Transformatory – Komitet Studiów A2 Transformers – Study Committee A2 Energetyka 2015, nr 3, s. 140 Energetyka 2015, nr 3, p. 140 Dokonano przeglądu tematyki transformatorowej podczas sesji CI- A review of topics concerning transformers was made during the GRE. Szczególną uwagę zwrócono na zadania i rolę w systemie, jaką CIGRE session but a special attention was paid to the tasks and the odgrywają transformatorowe przesuwniki fazowe (TPF).Omówiono role that phase shifting transformers play in the system. Discussed włoskie i brazylijskie doświadczenia w tym obszarze. Dzięki wysokiej was Italian and Brasilian experience in this field. Due to high reli- niezawodności i relatywnie niskiemu kosztowi transformatorowe prze- ability and relatively low cost the phase shifting transformers are suwniki fazowe są chętnie używanymi elementami prowadzącymi do often used elements leading to improvement of energy transmis- poprawy elastyczności (FACTS –Flexible AC Transmission System) sion elasticity (FACTS) of EHV networks. The required high power przesyłu energii sieciami EHV. Wymagana wysoka moc przy jednocze- with a concurrent wide angle control as well as transport limitations snym szerokim kącie regulacji oraz ograniczenia transportowe (skraj- (load gauge) restrict building of single-module constructions so it nia) ograniczają budowanie konstrukcji jednokadziowych. Niezbędnym becomes indispensable to divide power between two or even more okazuje się dzielenie mocy na dwie lub więcej jednostek. Doświadcze- units. The Terna company experience shows that the maximum nie firmy Terna pokazuje, że maksymalna masa transportowa to około transport load is about 320 tons that means the rated power of 320 ton, co przekłada się na moc znamionową 400-500 MVA. Innym about 400-500 MVA. Another technological restriction requiring at- ograniczeniem technologicznym wymagającym uwagi jest maksymalny tention is the maximum current and switchable power of an under- prąd i moc przełączalna podobciążeniowego przełącznika zaczepów. load tap changer. If the wide angle control is needed one should Gdy wymagany jest duży kąt regulacji, należy zastosować symetryczne apply a symetric TPS where the best solutions are the ones of dual TPS, gdzie najlepszym rozwiązaniami są te o konstrukcji dwurdzeniowej core and double-module construction especially when we deal with i dwukadziowej, zwłaszcza w przypadku dużej mocy przechodniej, co a big throughput rating, that finally gives lower transport weight and daje niższy ciężar transportowy i niezerową impedancję zwarcia nawet the non-zero fault impedance even with the zero shift angle. The przy zerowym kącie przesunięcia. Punkt połączenia TPF ma kluczowe TPF connection point is of a key importance as it enables to control znaczenie, ponieważ pozwala kontrolować przepływ obciążenia i unika the load flow and avoid overpassings in local networks. TPF also przekroczeń w lokalnej sieci. TPF poprawia niezawodność sieci, współ- improves a network reliability, earth fault factor and voltage quality czynnik zwarcia i jakość napięcia w południowych regionach Rio de Ja- in south regions of Rio de Janeiro and reduces the load of trans- neiro oraz obniża obciążenie transformatorów zainstalowanych w Jaca- formers installed in Jacarepaguá and Grajaú - the most important repaguá i Grajaú - najważniejszych stacjach zasilających Rio de Janeiro. Rio de Janeiro power supply stations. It also raises the possibilities Podnosi możliwości przesyłu energii do Stanu Rio de Janeiro i obniża of energy transmission to the State of Rio de Janeiro and reduces straty linii przesyłowych. losses on transmission lines. Słowa kluczowe: transformatory w systemie elektroenergetycz- Keywords: transformers in a power system, operation, new electro- nym, eksploatacja, nowe układy elektroizolacyjne, wyposażenie insulating systems, transformer equipment transformatorów

Sławomir SAMEK Sławomir SAMEK Aparatura elektroenergetyczna wysokiego napięcia – Komitet High Voltage Equipment – Study Committee A3 Studiów A3 Energetyka 2015, nr 3, p. 149 Energetyka 2015, nr 3, s. 149 Discussed are problems referring to a high voltage equipment Omówiono problemy aparatury wysokiego napięcia spełniającej zmie- meeting the changing power system requirements, lifetime man- niające się wymagania systemu elektroenergetycznego, zarządzanie agement and ageing of this equipment as well as the influence czasem życia i starzenie się aparatury wysokiego napięcia, a także of extreme working conditions on it. The 2014 CIGRE Session wpływu ekstremalnych warunków pracy na aparaturę wysokiego napię- brought many interesting and totally new informations concern- cia. Sesja CIGRE 2014 przyniosła wiele ciekawych i całkowicie nowych ing the current state of the high voltage equipment development. informacji dotyczących bieżącego stanu rozwoju aparatury wysokiego Undoubtedly, it will take time before all these solutions appear in napięcia. Zanim te rozwiązania pojawią się w naszym systemie elek- our Polish power system but, looking at the recent very fast de- troenergetycznym upłynie zapewne jeszcze nieco czasu, niemniej jed- velopment of transmission and distribution networks, it is already nak, patrząc na dokonujący się w ostatnich latach bardzo szybki rozwój worthwhile to become interested in all these novelties to be able to sieci przesyłowych i dystrybucyjnych warto już obecnie zainteresować successfully use them in the nearest future. Also, in a short time, się nowościami, aby umieć w niedalekiej przyszłości z powodzeniem je we can expect the publishing by the Study Committee A3 - High stosować. W najbliższym czasie należy się spodziewać opublikowania Voltage Equipment of the results of works concerning i.a. such przez Komitet Studiów A3 Aparatura wysokiego napięcia, rezultatów problems like internal arc simulations, current-carrying capacity prac dotyczących między innymi następujących zagadnień: symulacje tests, high voltage vacuum equipment, high voltage equipment łuku wewnętrznego i testy obciążalności prądowej, aparatura próżniowa ageing and technologies slowing down this process, influence of wysokiego napięcia, starzenie się aparatury wysokiego napięcia i tech- overloads on the high voltage equipment, non-conventional high niki hamujące ten proces, wpływ przeciążeń na aparaturę wysokiego voltage transformers with digital output, acceptance procedures napięcia, niekonwencjonalne przekładniki wysokiego napięcia z wyj- of installations with controlled connecting and experience in cases ściem cyfrowym, praktyki odbiorcze instalacji z kontrolowanym łącze- of phase oppositions. niem i doświadczenia z przypadkami opozycji faz. Keywords: power system, high voltage equipment, equipment life- Słowa kluczowe: system elektroenergetyczny, aparatura wysokie- time management go napięcia, zarządzanie czasem życia urządzeń

Sławomir NOSKE Sławomir NOSKE Kable – Komitet Studiów B1 Insulated Cables – Study Committee B1 Energetyka 2015, nr 3, s. 161 Energetyka 2015, nr 3, p. 161 Działalność Komitetu Studiów B1 (SC B1) obejmuje wszystkie aspek- The activity of the B1 Study Committee (SC B1) includes all aspects of ty zagadnień dotyczących lądowych i morskich systemów kablowych problems concerning the land and submarine AC/DC cable systems. AC i DC. W zakres prac SC B1 wchodzą m.in. zagadnienia teore- In the range of SC B1works there are i.a. theoretical and practical tyczne i praktyczne związane z budową i badaniami kabli i osprzętu problems connected with constructing and testing of cables and their kablowego oraz tematy związane z budową, instalacją i eksploatacją accessories as well as issues referring to construction, installation and linii kablowych. W zakres prac wchodzą również zagadnienia badań operation of cable lines. Included are also research and assessment i oceny oraz prognozowania żywotności linii kablowych wysokich problems as well as the ones concerning prognosing of high voltage napięć. Tematami wiodącymi, w ramach których przyjmowane były cable line lifetime. The leading topics, according to which the papers STRESZCZENIA SUMMARY

referaty na Sesję Generalną CIGRE 2014, były: nowo instalowane prepared for the 2014 CIGRE General Session were accepted, were lub modernizowane systemy kablowe, trendy w rozwoju nowocze- the newly installed or modernized cable systems, development trends snych systemów oceny, badania i monitorowania linii kablowych, of modern systems for assessment, testing and monitoring of cable linie kablowe w sieciach przyszłości. lines as well as cable lines as a part of future networks. Słowa kluczowe: linie kablowe, budowa kabli i osprzętu, instalacja Keywords: cable lines, constructing of cables and their accessories, i eksploatacja linii kablowych installing and operation of cable lines

Piotr WOJCIECHOWSKI Piotr WOJCIECHOWSKI Linie napowietrzne – Komitet Studiów B2 Overhead Lines – Study Committee B2 Energetyka 2015, nr 3, s. 167 Energetyka 2015, nr 3, p. 167 Omówiono referaty poświęcone tematyce linii napowietrznych pod Discussed are papers dedicated to overhead lines and concerning the kątem zwiększenia ich: akceptowalności, zdolności przesyłowych, increase of their acceptability, transmission capacity, reliability and ac- niezawodności i dostępności. Przedstawiono możliwości wpływania cessability. Presented are possibilities of influencing the reduction of na minimalizację szkodliwych oddziaływań linii podczas projektowa- harmful effects on the environment during processes of designing (sur- nia (trasowanie linii i wizualna ich akceptacja), budowy i eksploatacji vey of line routes and their visual acceptation), construction and opera- (spełnienie wymogów ekologii, ograniczenie wpływu na wegetację tion (meeting ecology requirements, reduction of lines’ influence on i zarządzanie przyrodą). Zwrócono uwagę na doświadczenia z ka- vegetation and natural environment management). Attention is paid to blowaniem linii oraz wpływ różnych projektów na początkowe kosz- the experience gained during installation of cables on overhead lines ty i koszty eksploatacji linii, a także wpływ kosztów związanych ze: and to the influence of various projects on a line initial and operational środowiskiem, regulacjami prawnymi i opinią publiczną na całkowite costs as well as to the influence of costs connected with environment, koszty budowy linii. Omówiono wreszcie szeroką problematykę doty- legal regulations and public opinion on total costs of a line construc- czącą przewodów, w tym ich montażu i długoterminowej sprawności, tion. Finally, there was discussed a wide problem concerning cables kosztów i metod wymiany przewodów pod napięciem, czy zachowań including their installation and long-term efficiency, costs and methods mechanicznych nowych konfiguracji wiązek przewodów, jak również of live line cable replacing and mechanical behaviour of cable har- opanowania zjawisk pełzania i zmęczenia w nowych typach prze- nesses’ new configurations as well as mastering problems like creep wodów. or material fatigue occurring in new type cables. Słowa kluczowe: elektryczne linie napowietrzne, akceptowalność Keywords: overhead power lines, social acceptability of overhead społeczna linii napowietrznych, zdolności przesyłowe linii lines, overhead line transmission capacity

Michał KOSMECKI Michał KOSMECKI Układy prądu stałego wysokiego napięcia i urządzeń energo- HVDC and Power Electronic – Study Committee B4 elektronicznych– Komitet Studiów B4 Energetyka 2015, nr 3, p. 173 Energetyka 2015, nr 3, s. 173 Rated parameters of power systems systematically grow e.g. in Znamionowe parametry układów systematycznie rosną, przykłado- projects being under way now and concerning transmission HVDC wo w prowadzonych projektach układów przesyłowych prądu sta- systems (big powers, far distances) the voltage of the ±600 kV or łego na duże moce i duże odległości, napięcie stałe rzędu ±600 kV ±800kV ranges has already become a standard while in the context lub ±800 kV stało się już standardem, a w kontekście przyszłych of future projects the designers think even of ±1100kV. Among the projektów myśli się nawet o napięciu ±1100 kV. Wśród pozostałych rest of the lectures the prevailing ones were two inter-related is- referatów dominowały dwa wzajemnie powiązane tematy – sieci sues – networks and DC circuit breakers. In both of these groups i wyłączniki prądu stałego. W obu tych grupach konstruowane i te- there are constructed and tested now the first demonstration instal- stowane są pierwsze instalacje demonstracyjne, co świadczy o wy- lations that means a high interest in the issue and big expecta- sokim zainteresowaniu i oczekiwaniach względem tych rozwiązań. tions conncected with these solutions. A big part of the Session Duża część sesji została poświęcona problematyce sieci prądu sta- was dedicated to problems of DC networks that could link offshore łego, których celem jest przyłączenie morskich farm wiatrowych do wind farms with the land power systems. Discussed was the risk as- systemu elektroenergetycznego. Omówiono ocenę ryzyka inwestycji sessment concerning offshore wind farms investments but mainly budowy morskich farm wiatrowych, przy czym skoncentrowano się the participants focused on financial and reliability aspects of the na finansowo-niezawodnościowych aspektach projektu. Opisane problem. The described task consisted in the analysis of three dif- zadanie polegało na analizie trzech różnych topologii sieci łączącej ferent topologies of networks connecting offshore wind farms with morskie farmy wiatrowe z siecią na lądzie. Omówiono także mode- a land power system. Discussed was also module modeling of the lowanie modułowe przekształtników napięciowych typu VSC MMC VSC MMC type voltage converters in simulation programs reflect- w programach symulacyjnych odwzorowujących przebieg stanów ing the electromechanical states’ courses for a positive-sequence elektromechanicznych dla składowej zgodnej. component. Słowa kluczowe: układy przesyłowe prądu stałego, sieci i wyłączni- Keywords: DC transmission systems, DC networks and circuit ki prądu stałego, modelowanie przekształtników napięciowych breakers, modeling of voltage converters

Marcin LIZER Marcin LIZER Zabezpieczenia i automatyka – Komitet Studiów B5 Protection and Automation – Study Committee B5 Energetyka 2015, nr 3, s. 182 Energetyka 2015, nr 3, p. 182 Zainteresowania Komitetu Studiów B5 CIGRE skupiają się na pro- The CIGRE Study Committee B5 focuses on problems concerning blemach związanych z implementacją standardu IEC 61850 w ener- implementation of IEC 61850 standard in the power industry. As a getyce. Standard ten jest już obecny od ponad 10 lat i zaczyna on matter of fact, this standard has already been existing for more than odgrywać coraz większą rolę. W omawianych referatach Autorzy 10 years but only now it begins to play an increasingly important role. dzielą się swoimi doświadczeniami i spostrzeżeniami powstałymi na In the discussed papers the authors share their experience and ob- podstawie realizacji układów pilotażowych, badań laboratoryjnych servations gained during realization of pilot systems, then laboratory i rzeczywistych wdrożeń w sieci. Duża cześć referatów poświęcona testing and finally network implementation. A big part of lectures is jest zastosowaniu urządzeń PMU w energetyce – referaty przedsta- dedicated to the use of PMU devices in power engineering and pre- wiają koncepcje systemów zabezpieczeń rezerwowych opartych na sented are concepts of backup protection systems basing on these tego typu rozwiązaniach. Systemy takie mogą służyć w szczególności solutions. Such systems can especially serve to detect the loss of do wykrywania utraty synchronizmu, wydzielenia się wysp obciążeń, synchronism, load island separation and also to realize autonomic a także do realizacji autonomicznych systemów zapewniających loka- systems ensuring disturbance localization, its isolation and then a lizację zakłócenia, odizolowanie go oraz zbilansowaną rekonfigurację balanced network reconfiguration after removing the disturbance. STRESZCZENIA SUMMARY

sieci po zlikwidowaniu zakłócenia. Wiele uwagi zostało poświęco- Much attention was paid to the problem of cooperation of IED de- ne problemowi współdziałania urządzeń IED różnych producentów vices produced by various manufacturers, in the frames of one sys- w ramach jednego systemu automatyki, sterowania i zabezpieczeń tem of automation, control and protection realized according to the zrealizowanego zgodnie z IEC 61850. Obecnie zapewnienie pełnego IEC 61850 standard. Ensuring the full cooperation is at the present współdziałania jest trudne, co wynika ze zbyt dużej dowolności inter- moment rather difficult as a result of leaving too much room for this pretacji standardu przez producentów. Autorzy wskazują, że standard standard interpretation by producers. The authors show that the daje zbyt dużo swobody w odniesieniu do tworzenia profili funkcjonal- standard gives too much freedom in creating functional profiles of nych węzłów logicznych urządzeń IED, co prowadzi do zbyt dużych IED devices’ logic nodes that in turn leads to large differences be- różnic pomiędzy urządzeniami IED różnych producentów. Osiągnie- tween the IEDs of various producers. Achievement of better coopera- cie lepszego współdziałania będzie możliwe przez doprecyzowanie tion will only be able by further clarification of this standard as well as standardu oraz wypracowanie zunifikowanych profili funkcjonalnych by elaboration of unified functional profiles and tools for configuration i narzędzi do konfiguracji urządzeń, a więc poprzez wyraźne odcięcie of these devices in the form of clear cutting off the IEDs’ functions funkcji IED od sprzętu, poprzez który są one realizowane. from the equipment through which they are realized. Słowa kluczowe: systemy elektroenergetyczne, zabezpieczenia Keywords: electrical power systems, protection and automation, i automatyka, automatyzacja stacji substation automation

Wojciech LUBICKI, Maksymilian PRZYGRODZKI Wojciech LUBICKI, Maksymilian PRZYGRODZKI Rozwój i ekonomika systemu elektroenergetycznego – Komi- System Development and Economics – Study Committee C1 tet Studiów C1 Energetyka 2015, nr 3, p. 189 Energetyka 2015, nr 3, s. 189 Attention is called to the fact that the key elements in the process Zwrócono uwagę, że kluczowym elementem w procesie planowania of a transmission line development planning become renewable rozwoju sieci przesyłowej stają się źródła odnawialne, a to ze względu energy sources due to the widespread strive for greenhouse gas na powszechne dążenie do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych emission reduction [29]. The available renewable sources po- [29]. Dostępny potencjał źródeł odnawialnych jest wystarczająco duży tential is big enough to fulfill the task to take part in the electric do spełnienia postawionych celów udziału w produkcji energii elek- energy production but usually these sources are far away from trycznej, jednakże źródła te są zwykle zlokalizowane w dużej odle- consumer centres. That is why there emerge the ideas to integrate głości od centrów odbiorczych. Z tego też powodu powstają pomysły sources that are located in numerous regions including creation integracji źródeł z wielu regionów, w tym też poprzez tworzenie stało- of DC submarine networks linked to various continental systems. prądowych sieci podmorskich, przyłączonych do różnych systemów Another issue is the installation of electric energy storages in the kontynentalnych. Odrębnym zagadnieniem jest instalacja w istnieją- existing power systems as well as monitoring and control systems cych systemach elektroenergetycznych magazynów energii elektrycz- (e.g. phase shifters, FACTS and D-FACTS). In the case of phase nej, układów monitoringu i regulacji (np. przesuwniki fazowe, FACTS, shifters the attention is called to the need of coordination of their D-FACTS). W przypadku przesuwników fazowych zwraca się uwagę working parameters with the large integrated European system. na potrzebę koordynacji doboru ich parametrów pracy w ramach całe- And the fundamental challenge the transmission system operators go połączonego systemu europejskiego. Podstawowym wyzwaniem, face now is the integration of renewable sources with the system przed którym obecnie stają operatorzy systemów przesyłowych to in such a way as to avoid the necessity of intensive development integracja źródeł odnawialnych z siecią w taki sposób, aby uniknąć of a network infrastructure with the utilization time counted only in potrzeby intensywnego rozwoju infrastruktury sieciowej z czasem hours per year. Such expansion is neither rational not accepted wykorzystania liczonym w godzinach w ciągu roku. Taka rozbudowa by regulatory offices, investors and electric energy consumers. nie jest racjonalna, i nie jest również akceptowana przez urzędy re- If it comes to development planning methodology the common gulacji, inwestorów oraz odbiorców energii elektrycznej. W zakresie standard are market simulations of future power generation and metodyk planowania rozwoju standardem są symulacje rynkowe dla network analyses conducted with the use of load-flow calcula- określenia przyszłej generacji oraz analizy sieciowe wykonywane tions while for the economic efficiency assessment the alternative z wykorzystaniem rozpływu stałoprądowego. W zakresie oceny efek- measures are used like the market surplus, the generation cost, tywności ekonomicznej wykorzystywane są alternatywnie miary typu the cost of outages/curtailments, the cost of the not-delivered en- nadwyżka rynkowa, koszt wytwarzania, koszt wyłączeń/ograniczeń, ergy and so on. All these elements are usually calculated in simu- koszt niedostarczonej energii itd. Są one zwykle liczone w procesach lation processes taking into account the probability of such condi- symulacyjnych z uwzględnieniem prawdopodobieństwa wystąpie- tions occurrence and are mainly used in market analyses where, nia danego stanu. Procesy symulacyjne są głównie wykorzystywane depending on the time perspective, the market is either reflected w analizach rynkowych, gdzie w zależności od perspektywy czasowej in an approximate (long-term strategic analyses) or a detailed way albo rynek odzwierciedlany jest w sposób przybliżony (długotermino- (for terms of several years ahead). An interesting solution are ini- we analizy strategiczne), albo w sposób szczegółowy (dla okresów tiatives aimed at connecting the European system with networks kilku lat w przód). Ciekawym rozwiązaniem są inicjatywy związane of northern Africa and the Middle East countries. Benefits from z połączeniem systemu europejskiego z sieciami krajów północnej such undertaking would be on both sides because of different Afryki oraz Środkowego Wschodu. Korzyści z takiego połączenia by- structure and generation costs, great renewable sources potential łyby obopólne ze względu na różną strukturę oraz koszt wytwarzania, and differences in peak load times. A process of such integration olbrzymi potencjał źródeł odnawialnych oraz przesunięcie szczytów is physically possible but requiring great investment outlays and obciążenia. Realizacja takiego połączenia jest fizycznie możliwa, ale dividing them between different investors is an open case as well wymagająca bardzo dużych nakładów inwestycyjnych. Ich podział na as further management of these international connections and inwestorów jest sprawą otwartą, jak również sposób zarządzania tymi eventual sharing of potential benefits. połączeniami i podział potencjalnych korzyści. Keywords: power system development, energy storage, system Słowa kluczowe: rozwój systemów elektroenergetycznych, maga- economics zynowanie energii, ekonomika systemu

Krzysztof MADAJEWSKI Krzysztof MADAJEWSKI Sterowanie i prowadzenie ruchu systemu elektroenergetycz- System Operation and Control – Study Committee C2 nego – Komitet Studiów C2 Energetyka 2015, nr 3, p. 200 Energetyka 2015, nr 3, s. 200 Discussed were lectures concerning new problems that emerged Omówiono referaty, których treścią są nowe problemy, jakie pojawi- in the area of a power system real-time operation and control with ły się w obszarze planowania i prowadzenia ruchu systemu elektro- methods to solve them like analyses, monitoring and control (in- energetycznego w czasie rzeczywistym oraz sposoby ich rozwią- cluding voltage control, frequency control and angle stability) and zania, do jakich należą: analizy, monitorowanie i sterowanie (w tym also referring to the use of dynamic network capacity or system STRESZCZENIA SUMMARY

regulacja napięcia, regulacja częstotliwości, stabilność kątowa), services (including the operating reserve). The second group of a także wykorzystanie dynamicznej obciążalności linii czy usługi problems were interactions between transmission and distribution systemowe, w tym rezerwa operacyjna. Druga grupa zagadnień to in the system operation process that meant interfaces like trans- interakcje między przesyłem a dystrybucją w procesie prowadze- mission, distribution and consumption together with running of the nia ruchu, a więc interfejsy: przesył, dystrybucja, odbiór, czy też system and the energy market. These interactions also include prowadzenie ruchu, rynek. Do interakcji tych zalicza się również: operator trainings, awareness of operational problems existence, szkolenia i treningi operatorów, świadomość zaistnienia problemów requirements related to modeling and data exchange, distributed ruchowych, potrzeby w zakresie modelowania i wymiany danych, generation controllability, short-circuit power management or de- sterowalność generacji rozproszonej, zarządzanie mocą zwarciową mand response. czy odpowiedź popytu. Keywords: electric power system, real-time system operation, sys- Słowa kluczowe: system elektroenergetyczny, prowadzenie ruchu tem services, interactions transmission distribution w czasie rzeczywistym, usługi systemowe, interakcje przesył dystrybucja

Maksymilian PRZYGRODZKI Maksymilian PRZYGRODZKI Zagadnienia techniczne systemu – Komitet Studiów C4 System Technical Performance – Study Committee C4 Energetyka 2015, nr 3, s. 205 Energetyka 2015, nr 3, p. 205 Poruszane w artykule zagadnienia techniczne systemu elektroener- Technical issues mentioned in this article and concerning power getycznego dotyczą warunków, parametrów i zachowań pracy sys- systems refer to conditions, parameters and behaviors of a power temu elektroenergetycznego w stanach ustalonych i nieustalonych. system work in transient and steady states. Among the presented Wśród prezentowanych metod i narzędzi analitycznych poruszane są methods and analytic tools there are also some current topics on the również bieżące zagadnienia oddziaływania nowych technologii, po- impact of new technologies on various aspects of the power industry, cząwszy od układów przesyłowych, dystrybucyjnych, a skończywszy from transmission and distribution systems to distributed technolo- na technologiach rozproszonych i źródłach odnawialnych. Rozważa- gies and renewable sources. The considered problems focus on inne problemy skupiają się wokół interakcji pomiędzy systemem elek- teractions between a power system and its subsystems and appli- troenergetycznym a podsystemami i urządzeniami, a także przypad- ances as well as on cases of exposure to external influences. These kami narażeń na oddziaływania zewnętrzne. Problemy te są często problems are often the common ones for system operators not only wspólne dla operatorów systemów, nie tylko w Europie, ale również in Europe but also in other countries. The continuous development w państwach pozaeuropejskich. Ciągły rozwój urządzeń, instalacji of equipment, installations and production technologies defines new i technologii wytwórczych wyznacza nowe potrzeby i wyzwania dla requirements and challenges for the future power system structures przyszłych struktur systemów elektroenergetycznych. Prezentowane so one could say that the presented content is the trendsetter for the treści są więc wyznacznikami przyszłych kierunków badań. future research directions. Słowa kluczowe: systemy elektroenergetyczne, metody i narzędzia Keywords: electric power systems, methods and analytic tools, analityczne, stany dynamiczne i przejściowe transient and steady states

Małgorzata BOBROWSKA-RAFAŁ, Grzegorz TOMASIK Małgorzata BOBROWSKA-RAFAŁ, Grzegorz TOMASIK Rynki energii elektrycznej i regulacja – Komitet Studiów C5 Electricity Markets and Regulation – Study Committee C5 Energetyka 2015, nr 3, s. 216 Energetyka 2015, nr 3, p. 216 O rynkach energii elektrycznej decydują obecnie w największym Two factors are the most decisive to electric enegy markets – one stopniu dwa czynniki. Jeden to gwałtowny rozwój nowych technolo- is the rapid development of new technologies, especially concern- gii, w szczególności odnawialnych źródeł energii (OZE) i magazynów ing renewable energy sources (RES) and energy storages, and the energii, a drugi to wdrażanie mechanizmów zarządzania popytem second is implementation of the DSR (Demand Side Response) (ang. DSR – Demand Side Respose). Stwarzają one nowe możliwo- mechanisms. They create not only the new business possibilities but ści biznesowe, ale i wprowadzają znaczące zmiany w istocie samych also introduce considerable changes in the essence of electrical en- rynków energii elektrycznej. Omawiane artykuły odnoszą się do ta- ergy markets. The discussed articles refer to such main tendencies kich głównych tendencji, jak: zarządzanie rynkiem energii (modele like energy market management (market models and development), rynkowe i rozwój), integracja pomiędzy popytem i podażą energii integration between the demand and power supply and the energy elektrycznej a rozwojem rynku energii oraz integracja odnawialnych market development as well as the integration of renewable energy źródeł energii z punktu widzenia rynku energii. Okres rozkwitu OZE sources from the energy market point of view. The period of RES jeszcze się nie skończył. Wciąż powstają nowe instalacje, które zna- prosperity has not been finished yet – new installations are built all cząco oddziałują nie tylko na zasady działania sieci elektroenerge- the time and it significantly influences not only the principles of power tycznej, ale i na oblicza rynków energii. Decydująca o powodzeniu network operation but also the aspects of energy markets. The en- wielu OZE technologia magazynów energii nie jest na tyle dojrzała, ergy storage technology which is a success factor for many RES is aby można ją wprowadzać jako standard do systemu elektroener- not yet so mature to be implemented as a standard to power systems getycznego. Ciągle trwają prace nad udoskonaleniem technologii, – the works on this technology improvement and enhancing its cost- a także nad zwiększeniem jej opłacalności, co warunkuje powodze- effectiveness are conducted constantly that will surely determine the nie tych nowych zasad rynku. success of these new market rules. Słowa kluczowe: rynki energii elektrycznej, technologie OZE, ste- Keywords: electrical energy markets, RES technologies, demand rowanie popytem control

Andrzej KĄKOL Andrzej KĄKOL Systemy rozdzielcze i wytwarzanie rozproszone – Komitet Stu- Distribution Systems and Dispersed Generation – Study Com- diów C6 mittee C6 Energetyka 2015, nr 3, s. 220 Energetyka 2015, nr 3, p. 220 Przedstawiono grupę referatów poświęconych problematyce plano- Presented is a group of lectures dedicated to problems referring to wania rozwoju i pracy oraz zarządzania pracą sieci dystrybucyjnej development and operation planning as well as the management z dużym nasyceniem generacji rozproszonej. Założono przy tym, że of a distribution network operation with strong participation of dis- źródła generacji rozproszonej będą traktowane jak obiekty aktywne persed generation. It is assumed here that the dispersed genera- z możliwością regulacji mocy biernej, natomiast możliwość regulation sources will be treated as active objects with the possibility cji mocy czynnej będzie ograniczona z powodu źródła energii pier- of reactive power control while the active power control possibility wotnej w postaci wiatru i słońca. Niewykorzystana energia wiatru will be limited as the primary energy sources are wind and sun. STRESZCZENIA SUMMARY

i słońca jest bezpowrotnie tracona. Zdolności źródeł rozproszonych The unused wind and solar energy is irrecoverably lost. The ability do regulacji mocy czynnej mogą być rozszerzone przy założeniu in- of distributed sources to control the active power can be extended stalacji magazynów energii, których bieżący tryb pracy (ładowanie provided that energy storages are installed and their operational i rozładowanie) może być dostosowany do warunków panujących mode is adjusted to the current network conditions (charging and w sieci. Przy zastosowaniu stosownych algorytmów sterowania, discharging). After adequate control algorithms have been applied magazyn energii może być wykorzystany do realizacji funkcji nie- such energy storages can be used for realization of functions dostępnych źródłom rozproszonym. Cześć referatów porusza temat unavailable to dispersed sources. A part of articles is dedicated samochodów elektrycznych, traktując je jako nowy typ odbioru, który to electric cars defining them as a new type of energy consum- cechuje się zmiennością zarówno w czasie jak i w przestrzeni. Auto- ing objects which are characterized by high changeability both in rzy proponują wykorzystanie samochodów elektrycznych jako źródła time and space. The authors propose making use of electric cars energii elektrycznej w tych stanach sieci, w których jest to niezbędne, as electric energy sources in such network conditions when it is przy uwzględnieniu stochastycznych zachowań użytkowników aut. necessary, taking into account stochastic behaviour of the car us- Zaobserwowano zmniejszenie udziału generacji konwencjonalnej ers. Observed is reduction of conventional generation share in a w bilansie elektroenergetycznym systemu z powodu pracującej ge- system energy balance due to the dispersed generation contribu- neracji rozproszonej. W rezultacie ulegają ograniczeniu zdolności do tion into it. As the result, the abilities of conventional generation to świadczenia usług systemowych przez generację konwencjonalną. provide system services become gradually limited so it is neces- Wobec rozwoju generacji rozproszonej jest konieczne wykorzystanie sary to complement this gap with the use of developing dispersed jej źródeł do świadczenia usług systemowych. generation sources. Słowa kluczowe: sieci dystrybucyjne średnich napięć, generacja Keywords: medium voltage distribution networks, dispersed gen- rozproszona, samochody elektryczne eration, electric cars

Marek FLORKOWSKI Marek FLORKOWSKI Materiały i nowoczesne techniki badawcze – Komitet Studiów D1 Materials and Emerging Test Techniques – Study Committee D1 Energetyka 2015, nr 3, s. 226 Energetyka 2015, nr 3, p. 226 Omówiono referaty poświęcone zagadnieniom oceny i monitorowa- Discussed were lectures dedicated to the problems of assessment nia rozwoju nowych materiałów elektrotechnicznych i nowoczesnych and monitoring of new electrotechnical materials and modern re- technik badawczych ich właściwości eksploatacyjnych. Problemy search techniques of their operating properties, not forgetting about te dotyczą zarówno materiałów izolacyjnych jak i przewodzących. the fact that the problems concern both insulating and conduct- Oprócz właściwości materiałów elektrotechnicznych omówiono ing materials. Apart from the properties of electrotechnical materi- problemy dotyczące ładunku przestrzennego i powierzchniowego als there were discussed problems referring to space and surface oraz rozkładu potencjału i testów narażeń eksploatacyjnych. Przed- charges as well as to the potential distribution and operational haz- stawiono także nowoczesne techniki badawcze i narzędzia diagno- ards’ tests. Presented were also modern research techniques and styczne oraz metody analizy i interpretacji wyników badań procesów diagnostic tools as well as the analysing and interpretation methods przemian w ich strukturach przy narażeniach elektrycznych, ciepl- of testing results of transformation processes occurring in structures nych, środowiskowych i innych. Szczególnym zainteresowaniem of electrotechnical materials exposed to electrical, heat, environmen- objęte są nowe techniki badawcze mające zastosowanie do oceny tal and other hazards. Particular attention was paid to new research stanu obiektów w elektroenergetyce. Wiele miejsca poświęcono techniques used for condition assessment of the power industry fa- również właściwościom i zastosowaniom nowych materiałów, w tym cilities. Substantial space was also given to properties and applica- nadprzewodzących, przyjaznych środowisku, a także materiałom do tions of new materials including the environment-friendly supercon- kształtowania pola elektrycznego. ductive ones and the ones for electric field shaping. Słowa kluczowe: techniki badawcze, narzędzia diagnostyczne, Keywords: research techniques, diagnostic tools, new electrotech- nowe materiały elektrotechniczne nical materials

Tomasz SZUDEJKO Tomasz SZUDEJKO Systemy informatyczne i telekomunikacja – Komitet Studiów D2 Information Systems and Telecommunication – Study Commit- Energetyka 2015, nr 3, s. 231 tee D2 Omówiono referaty dotyczące systemów teleinformatycznych i tele- Energetyka 2015, nr 3, s. 231 komunikacyjnych w sektorze elektroenergetycznym. Przedstawiono Discussed were lectures concerning teleinformatic and telecommu- proces tworzenia aktywnego systemu ochrony przed zagrożeniami nication systems in the power sector. Presented was the creation bezpieczeństwa w sieci, którego kluczowym elementem jest oce- process of an active protection system against threats to network na stanu bezpieczeństwa (CSSE – cybersecurity situation evalu- security which key-element is the cybersecurity situation evaluation ation). CSSE obejmuje głównie funkcje ostrzegania (CSSAw), oceny (CSSE). The CSSE includes mainly such functions like warnings (CSSAs) i prognozowania potencjalnych zagrożeń (CSSF). System (CSSAw), assessment (CSSAs) and prognosing of potential threats został zbudowany z wykorzystaniem algorytmu Ada-boosting. Za- (CSSF) and it was built with the use of Ada-boosting algorithm. Pre- prezentowano wymagania zapewniające poprawną integrację roz- sented are requirements ensuring proper integration of distributed proszonych źródeł energii z siecią dystrybucyjną, w szczególności energy sources with a distribution network and especially with the siecią niskich napięć. Przedstawiono charakterystykę sieci niskich low-voltage one. Described is the low-voltage network characteris- napięć jako medium telekomunikacyjnego. Zwrócono uwagę na zna- tics as a telecommunication medium. Attention is paid to the impor- czenie poprawnie funkcjonujących systemów IT w aspekcie automa- tance of correctly functioning IT systems in the aspects of security tyki zabezpieczeniowej i prowadzenia ruchu systemu elektroenerge- automation and power system operation. Properly managed telein- tycznego. Właściwie zarządzana teleinformatyka powinna zwiększać formatics should increase the reliability of the whole power system niezawodność działania całego systemu elektroenergetycznego. functioning. Słowa kluczowe: systemy informatyczne i telekomunikacja, nowe Keywords: informatic systems and telecommunication, new tech- technologie, bezpieczeństwo teleinformatyczne nologies, teleinformatic security

www.energetyka.eu 45. SESJA

Jacek Wańkowicz, Przewodniczący PKWSE Mariusz Krupa Sekretarz PKWSE 45. Sesja Generalna CIGRE 2014 Działalność CIGRE i PKWSE

45th CIGRE General Session 2014 Activity of CIGRE and PKWSE

Czym jest CIGRE i PKWSE? mu elektroenergetycznego i jego rozwoju • uzyskanie niższych opłat za udział w przyszłości. Dlatego CIGRE i PKWSE w sesjach i sympozjach organizowa- Conseil International des Grands Rése- dążą do: nych przez CIGRE; aux Électriques (CIGRE) jest największym • umożliwienia inżynierom i specjalistom • nawiązywanie bezpośrednich kontak- na świecie międzynarodowym stowarzy- z całego świata, w tym z Polski, wymia- tów z ekspertami, przedstawicielami szeniem zrzeszającym ekspertów zajmu- ny informacji i podnoszenia ich poziomu przemysłu i przedsiębiorstw energe- jących się zagadnieniami dotyczącymi wiedzy dotyczącej systemu elektroener- tycznych z całego świata; wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energetycznego; • bezpłatne otrzymywanie dwumiesięczni- gii elektrycznej. CIGRE zostało założone • zwiększania wartości posiadanej wie- ka ELECTRA, na łamach którego publiko- w 1921 r., a Polska była jego członkiem dzy i informacji poprzez dzielenie się wane są wyniki prac oraz informacje na założycielem. Obecnie CIGRE liczy 1096 najnowszymi światowymi praktykami; temat funkcjonowania stowarzyszenia. członków wspierających (firmy i uczel- • udostępniania wyników prac CIGRE nie) oraz 7358 członków indywidualnych decydentom działającym w przemyśle z 92 krajów. Siedziba stowarzyszenia zlo- elektroenergetycznym (zarządom, dy- Jak działa CIGRE? kalizowana jest w Paryżu, a Biuro Centralne rektorom, regulatorom). funkcjonuje pod adresem: 21 rue d’Artois, Zagadnienia merytoryczne podejmowane 75008 Paris. Oficjalna strona internetowa przez CIGRE dotyczą następujących głów- CIGRE: www.cigre.org. Korzyści płynące z członkostwa nych obszarów wiedzy: planowanie i prowa- Polski Komitet Wielkich Sieci Elektrycz- w CIGRE i PKWSE dzenie ruchu systemu elektroenergetycznego; nych (PKWSE) jest jednym z 58 komitetów projektowanie, budowa, utrzymanie sprawno- krajowych CIGRE. PKWSE działa w imie- Członkostwo w CIGRE i PKWSE stwa- ści technicznej i wycofywanie z eksploatacji niu CIGRE promując działalność stowarzy- rza możliwość bezpośredniego korzystania urządzeń elektroenergetycznych o różnych szenia w Polsce. Obecnie liczy 8 członków z innowacyjnego dorobku stowarzyszenia poziomach napięcia oraz źródeł wytwórczych; wspierających oraz 102 członków indywi- oraz uczestniczenia, na ulgowych zasa- ochrona systemu elektroenergetycznego; dualnych. dach, w rozmaitych wydarzeniach organi- urządzenia telekomunikacyjne i zdalnego ste- zowanych przez CIGRE. W tym zakresie rowania; systemy informatyczne. Wymienione członkostwo umożliwia: zagadnienia wraz z pozostałymi dotyczącymi Cele działalności CIGRE i PKWSE • stały dostęp do materiałów studialnych kwestii środowiskowych, organizacyjnych, CIGRE; rynkowych i regulacyjnych są przedmiotem Głównym celem CIGRE i PKWSE jest • bezpłatny dostęp do elektronicznych badań ekspertów skupionych w 16 Komi- ułatwianie wymiany wiedzy, najlepszych wersji dokumentów zamieszczonych tetach Studiów. Ich wykaz, wraz z ze wska- praktyk i łączenie wysiłków zmierzających w e-cigre (dwumiesięcznika ELECTRA, zaniem przedstawiciela PKWSE w kadencji do jak najlepszego funkcjonowania syste- broszur technicznych, raportów, etc.); 2014/2016, zamieszczono w tabeli 1.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 133 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Tabela 1 Wykaz Komitetów Studiów CIGRE

Symbol Nazwa Komitetu Studiów Przedstawiciel PKWSE w kadencji 2014/2016 A1 Elektryczne maszyny wirujące Arkadiusz Biernacki / Dariusz Gurazdowski A2 Transformatory Janusz Osadnik A3 Aparatura wysokonapięciowa Sławomir Samek B1 Kable Sławomir Noske B2 Linie napowietrzne Piotr Wojciechowski B3 Stacje elektroenergetyczne Piotr Mański B4 Układy prądu stałego wysokiego napięcia i urządzeń energoelektronicznych Michał Kosmecki B5 Automatyka i zabezpieczenia Marcin Lizer C1 Rozwój i ekonomika systemu elektroenergetycznego Wojciech Lubicki C2 Eksploatacja i sterowanie systemem elektroenergetycznym Krzysztof Madajewski C3 Wpływ systemu elektroenergetycznego na środowisko ------C4 Zagadnienia techniczne systemu Maksymilian Przygrodzki C5 Rynki energii elektrycznej i regulacja Grzegorz Tomasik C6 Systemy rozdzielcze i wytwarzanie rozproszone Andrzej Kąkol D1 Materiały i nowoczesne techniki badawcze Marek Florkowski D2 Systemy informatyczne i telekomunikacja Tomasz Szudejko

Tabela 2 Wykaz referatów przygotowanych przez członków PKWSE

Komitet Studiów Tytuł Autorzy Criteria determining the highest permissible operation temperature of oil transformers A2 S.J. Słowikowski along rising humidity of the cellulose insulation Protection of the 400 kV OHL support foundation structure against a disaster caused R. Czyż, B2 by the Dunajec River meandering P. Wojciechowski W. Lubicki, Improving the cross-border transmission capacity of Polish power system C1 M. Przygrodzki, by using phase shifting transformers G.Tomasik H. Kocot, R. Korab, W. Lubicki, C1 New methodology of transmission system planning in Poland based on economic and market approach M. Przygrodzki, G. Tomasik, K. Żmuda Spotkanie komitetów Action report from the Polish National Committee of CIGRE M. Krupa narodowych CIGRE

Podstawowym sposobem funkcjono- jest to szansa na kontakt ze specjalistami Informacje ogólne na temat wania CIGRE jest działalność Grup Ro- z wiodących ośrodków na świecie oraz 45. Sesji Generalnej CIGRE 2014 boczych, powoływanych w ramach Ko- doskonała okazja do promowania polskich mitetów Studiów. To właśnie na poziomie rozwiązań i myśli technicznej na arenie W 45. Sesji Generalnej, która odby- Grup Roboczych najpełniej dokonuje się międzynarodowej. Wynikiem prac Grup ła się w Paryżu w dniach 24-29 sierpnia wymiana wiedzy, informacji, doświadczeń Roboczych są broszury techniczne stano- 2014 r., wzięła udział rekordowa liczba oraz współpraca między ekspertami z ca- wiące kompendium aktualnej wiedzy na 8500 uczestników z 90 krajów. W kon- łego świata. Obecnie w strukturach CIGRE temat danego zagadnienia. Streszczenia ferencji udział wzięło 3235 delegatów. działa aktywnie około 230 Grup Robo- broszur zamieszczane są w wydawanym W ciągu sześciu dni odbyło się 196 spo- czych, angażując w prace ponad 3400 eks- dwumiesięczniku ELECTRA. tkań Komitetów Studiów i Grup Robo- pertów z 64 krajów świata. Bardzo ważne Ponadto, CIGRE organizuje cyklicz- czych. Wystawa techniczna przyciągnęła jest liczniejsze uczestnictwo polskich eks- nie (co dwa lata) Sesje Generalne, a tak- 240 firm i ponad 4600 gości. W wystawie pertów, w tym zwłaszcza młodych inży- że Sympozja oraz spotkania regionalne technicznej wzięła udział firma z Pol- nierów, w pracach Grup Roboczych, gdyż i krajowe. ski – ZAPEL S.A., producent izolatorów

strona 134 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

ceramicznych i kompozytowych do sieci • zmianę miksu paliwowego, w tym przej- Tradycyjnie już, w ramach warsztatów po- elektroenergetycznych o światowej re- ście na paliwa niskoemisyjne; święconych wielkim awariom systemowym, nomie. • integrację z siecią niesterowalnych źró- zostały przedstawione zdarzenia o najwięk- Polska delegacja liczyła 37 osób. deł odnawialnych i zasobów strony po- szym zasięgu i skutkach, które miały miejsce W materiałach Sesji opublikowano łącz- pytowej; w okresie ostatnich dwóch lat. Nowym aspek- nie 4 referaty przygotowane przez człon- • oczekiwania w odniesieniu do sieci XXI tem warsztatów było połączenie technicznej ków PKWSE. Oprócz referatów meryto- wieku: więcej sieci prądu stałego wyso- strony awarii z ich wpływem na funkcjonowa- rycznych przygotowano sprawozdanie kiego napięcia (HVDC). nie rynków energii elektrycznej. z działalności PKWSE za okres 2012-2014. W ramach panelu otwierającego wy- Omówienie prac oraz dyskusji sesji Zestawienie wymienionych dokumentów słuchano 5 wystąpień, których zadaniem Komitetów Studiów będą przedmiotem ko- przedstawiono w tabeli 2. było przedstawienie głównych wyzwań lejnych artykułów przygotowanych przez Podczas sesji odbyły się następujące związanych z przemianą systemów elek- polskich przedstawicieli w Komitetach Stu- spotkania: troenergetycznych z perspektywy regio- diów. Dodatkowo, w niniejszym numerze • uroczystość oficjalnego otwarcia Sesji nalnej. Prezentacje zostały wygłoszone Energetyki, zamieszczono tematy wska- (CIGRE Official Opening Ceremony); przez przedstawicieli następujących regio- zane kolejnej, 46. Sesji Generalnej CIGRE, • panel otwierający, zatytułowany „Wy- nów: Azja, Europa, Afryka, Azja-Oceania, która odbędzie się w Paryżu w dniach zwania związane z przemianą syste- Ameryka Północna. Tytuły wystąpień wraz 21-26 sierpnia 2016 r. mów elektroenergetycznych – perspek- z prelegentami przedstawiono poniżej. Do lektury wszystkich referatów ser- tywy regionalne” (Challenges of the 1. „Large Scale Interconnection to Assist decznie zapraszamy. Transition in Power Systems – Regional Rapid Power System Growth” – R. N. Perspectives); Nayak, President CIGRE India, Chair- • warsztaty poświęcone wielkim awa- man & Managing Director Power Grid Jak przystąpić riom systemowym (Large Disturbances Corporation of India Ltd. do CIGRE i PKWSE? – System operation and Market Perfor- 2. „Power system stress due to massive mance Perspectives); renewable installation”, Klaus Kleine- Proces uzyskania członkostwa w CIGRE • Zgromadzenie Ogólne członków CIGRE. korte, Amprion GmbH, Germany jest realizowany za pośrednictwem PKWSE. W trakcie uroczystości oficjalnego 3. „Technical & organizational challenges Aby zostać członkiem CIGRE należy złożyć otwarcia Sesji przemówienie wygłosił pan to achieve interconnection in West do PKWSE pisemną deklarację wyrażają- Terry Boston, prezes PJM Interconnection. Africa. The West Africa Power Pool”, cej wolę przystąpienia do stowarzyszenia Zaprezentował on wizję sieci XXI wieku, Franklin K. Gbedey, Energy Specialist, (w przypadku członków zwyczajnych wy- której trzy główne cechy to: niezawodność, Africa Energy Group Unit, The World magane jest również przekazanie krótkiego elastyczność i pełna sterowalność. Terry Bank CV w języku angielskim). Decyzję o przyję- Boston omówił również najważniejsze 4. „Economic & Environmental Aspects ciu nowego członka do PKWSE podejmuje wyzwania, jakie stoją przed przedsiębior- of Power System Developments within Rada Zarządzająca. stwami elektroenergetycznymi o podobnej Asia-Oceania Region”, Dr. N. Sitthi- W przypadku zainteresowania członko- charakterystyce jak PJM Interconnection, phong, Chairperson of Asia-Oceania stwem w CIGRE i PKWSE prosimy o kon- do których zaliczył: Regional Council of CIGRE takt z sekretariatem PKWSE: • zmianę trendu popytu na energię elek- 5. „Grid Transformation in the United Sta- tel.: 22 836 40 81, fax: 22 836 63 63, tryczną; tes of America”, M. Heyeck, President, e-mail: [email protected]. • ekstremalne zjawiska atmosferyczne; US National Committee of CIGRE. CIGRE

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 135 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Dariusz Gurazdowski, Aleksander Zielonka ALSTOM Power Sp. z o.o.

Elektryczne maszyny wirujące – Komitet Studiów A1

Rotating Electrical Machines – Study Committee A1

Na sesji przedstawiono artykuły w trzech W obszarze Tematu 1 „Rozwój ma- Modele i techniki symulacyjne tematach wiodących (Preferential Subjects). szyn elektrycznych wirujących” przyjęto dziesięć artykułów do publikacji w dwóch Obecne systemy energetyczne wy- Temat 1: Rozwój maszyn elektrycz- kategoriach: magają wyższych sprawności od hydro- nych wirujących • poprawa i rozwój konstrukcji w zakresie i turbogeneratorów. Jednym ze sposobów • Poprawa i rozwój konstrukcji w zakre- projektowania i produkcji, poprawy sprawności maszyny jest opty- sie projektowania, produkcji, obsługi • wpływ specyfikacji klienta i wymagań malizacja systemu wentylacyjnego stoso- i konserwacji. Rozwój materiałów izola- operatora sieci na konstrukcję i koszty. wanego w generatorze. W wyniku tej opty- cyjnych, niezawodność systemów chło- Przedmiotem dyskusji było: malizacji można zmniejszyć straty wentyla- dzenia i łożysk; • zastosowanie odpowiedniego modelu cyjne przy zachowaniu niezmiennej mocy • Wpływ specyfikacji klienta i wymagań i technik symulacyjnych, znamionowej, a więc uzyskać wyższą operatora sieci na konstrukcję i koszty; • możliwości rozwoju konstrukcji i popra- sprawność. W artykule [3] przedstawiono • Zmiany umożliwiające podniesienie mocy wy produkcji, analizę systemu wentylacyjnego hydro- znamionowej dużych generatorów. • wpływ specyfikacji klienta i wymagań generatora o następujących parametrach operatora sieci na konstrukcję i koszty. geometrycznych: Temat 2: Zarzadzanie żywotnością W zakresie Tematu 2 „Zarzadzanie • średnica wirnika 9694 mm, generatora żywotnością generatora” zaakceptowa- • wysokość rotora 2380 mm, • Retrofity, modernizacje, podniesienie no do publikacji osiem artykułów w czte- • liczba biegunów 36, mocy, wzrost sprawności – analiza eko- rech następujących kategoriach: • prędkość obrotowa 166,7 obr/min. nomiczna wypływu wymagań operatora • retrofit, wymiana i modernizacja maszyn sieci na decyzje związane z moderniza- elektrycznych, Autor opisał działania umożliwiające cją maszyny; • wpływ skrętnych elektromagnetycznych optymalizacje systemu wentylacyjnego • Wpływ skrętnych elektromagnetycz- sił oscylacyjnych na wytrzymałość zmę- dla prototypu hydrogeneratora oraz model nych sił oscylacyjnych na wytrzymałość czeniową wału wirnika, obliczeniowy. Wszystkie obliczenia prze- zmęczeniową wału wirnika; • analiza awarii: określenie przyczyn prowadzono za pomocą programu Ansys • Analiza awarii: określenie przyczyn i środków zapobiegawczych, Workbench 12.1. i środków zapobiegawczych. Inspekcje • analiza i zbieranie danych. z wykorzystaniem specjalistycznych ro- Przedmiotem dyskusji było: botów. • retrofit, wymiana i poprawa maszyn elektrycznych, Temat 3: Maszyny elektryczne ge- • wpływ skrętnych elektromagnetycznych neracji rozproszonej sił oscylacyjnych na wytrzymałość zmę- • Rozwój konstrukcji o wyższej sprawno- czeniową wału wirnika, ści, koszty wytwarzania i problemy ope- • drgania w strefie czołowej uzwojenia racyjne. Monitorowanie i diagnostyka; stojana, • Wpływ awarii i zaburzeń sieci na strate- • analiza i zbieranie danych. gie rozwoju konstrukcji i projektowania W obszarze Tematu 3 „Maszyny elek- maszyn; tryczne generacji rozproszonej” przyję- Rys. 1. Wycinek modelu obliczeniowego • Nowe trendy. to jeden artykuł. (wirnik-stojan)

strona 136 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

W celu potwierdzenia poprawności mo- wirnika 4-biegunowego z kilku mniejszych delu i przeprowadzonej analizy wykonano odkuwek. W artykule [7] przedstawiono testy laboratoryjne dla rzeczywistego mo- między innymi porównanie funkcji wirnika delu generatora wykonanego w mniejszej generatorowego z turbinowym ze względu skali (rys. 2). na kształt, materiał, procesy produkcyjne (rys. 4), właściwości magnetyczne, elektryczne i mechaniczne.

Rys. 5. Model obliczeniowy wirnika spawanego („2 disc model”, średnica 2000 mm, długość 3150 mm)

Przez okres ponad trzech lat procesy te poddawane były kontroli (rys. 7), między innymi specjalistycznym badaniom mate- Rys. 3. Odkuwka wirnika turbogeneratora riałowym w skali mikro, testom elementów (po lewej wirnik 2-biegunowy o średnicy elektrycznych, geometrii spoin, procesów spawalniczych (TIG, SAW) itp. Rys. 2. Bieguny przeskalowanego 1000 mm, po prawej wirnik 4-biegunowy W trakcie trwania projektu badawcze- modelu wirnika o średnicy 2000 mm) go, technologia wirnika spawanego zosta- ła zaprezentowana potencjalnym klien- Ogólne założenia przeskalowanego tom jednostek jądrowych. W konse- modelu generatora: kwencji EDF złożył zamówienie na wirnik • taka sama liczba Reynoldsa dla prototy- do maszyny 900 MW (rys.6). Od listo- pu i skalowanego modelu, pada 2013 wirnik wykonany w tej tech- • ogólna skala wirnika i stojana – 1/7, nologii (długość 17 295 mm, średnica • średnica wirnika – 1380 mm, 1760 mm, masa 206 t) pracuje w jedno- • szczelina powietrzna – 28 mm, stce jądrowej. • wewnętrzna średnica stojana – 1436 mm, • zewnętrzna średnica stojana – 11800 mm, • liczba kanałów wentylacyjnych – 7.

Rozwój konstrukcji

Zgodnie z praktyką stosowaną na ca- łym świecie [7] do produkcji wirnika turbogeneratora wykorzystuje się tylko pojedyn- czą odkuwkę, tzw. monoblok. Większość Rys. 4. Porównanie wirnika generatorowego odkuwek (wirniki 2-biegunowe) ma śred- Rys. 6. Wirnik spawany do jednostki jądrowej (4-biegunowego) z wirnikiem nicę do około 1,3 m i masę do 100 ton. (900 MW) – w trakcie fazy spawania turbiny parowej Natomiast wirniki do generatorów w elektrowniach jądrowych (wirniki 4-biegunowe) wymagają odkuwek do 2,0 m średnicy Następnie omówiono proces rozwoju Specyfikacja klienta o masie 275 ton (rys. 3). technologii spawania wirnika wraz z proce- i wymagania Obecnie tylko kilku producentów na sem walidacji na przykładzie rzeczywiste- operatora sieci świecie jest w stanie dostarczyć taki pro- go modelu – „2 disc model” (rys. 5). dukt. Na podstawie dużego doświadczenia Produkcja rzeczywistego modelu Sieć wysokiego napięcia (EHV/HV) w spawaniu, jakie firma Alstom zyskała (rys. 7) udowodniła ważność koncepcji wir- Sardynii stanowi część włoskiej narodo- podczas produkcji turbin parowych i gazo- nika spawanego, jak i niezawodność pro- wej sieci energetycznej zarządzanej przez wych, opracowano technologię produkcji cesów produkcyjnych. operatora Terna (rys. 8). Wyspa połączona

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 137 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

jest z siecią lądową za pomocą linii (HVDC) „SaCoI” (Sardinia–Corsica–Italy) oraz „Sa- Pre machining TIG PeI”. Dodatkowo zsynchronizowana jest z siecią Korsyki poprzez linię „SarCo” (tab. 1).

SAW PWHT

400 kV line 230 kV line 150 kV line 132 kV line 500 kV dc line 200 kV dc line

Rys. 8. Sieć wysokiego napięcia (EHV/HV) Sardynii

UT inspection Machining Ze względu na to, że znaczna część mocy zainstalowanej na Sardynii pochodzi ze źródeł odnawialnych, głównie farm wiatrowych, do poprawienia stabilności sieci zastosowano kompensatory synchroniczne. W artykule [11] przedstawiono anali- zę sieci Sardynii ze względu na potrzebę zainstalowania mocy 500 Mvar oraz omó- wiono wady i zalety obecnie stosowanej NTD on slots Sectioning technologii (kompensacja statyczna, dynamiczna). Operator Terna zdecydował się na zastosowanie kompensatorów synchronicznych z powietrznym systemem chłodzenia o mocy 250 Mvar. Dane kom- pensatorów synchronicznych przedstawiono w tabeli 2. Czynnikami, które wpłynęły na taką de- cyzję są obecny stan wiedzy i nowe technologie, umożliwiające rozwiązanie większości problemów związanych z niezawodnością Rys. 7. Poszczególne fazy produkcji i testów wirnika spawanego dla „2 disc model” (rys. 9) i bezpieczeństwem kompensatorów synchronicznych, tj.: • zwiększenie maksymalnej mocy maszyn Tabela 1 Linie wn na Sardynii chłodzonych powietrzem do 400 MVA przy napięciu 21 kV, Link name Rated Power Rated Voltage Commissioning Year Technology • wzrost średniego czasu między przeglą- SaPeI 2 x 500 MW ±500 kV 2011 HVDC-LCC dami i awariami, • poprawa statycznych układów wzbu- SaCoI 300 MW 200 kV 1965/1992 3-terminal HVDC – LCC dzenia, SarCo 135 MVA 150 kV 2006 50 Hz 3-core cable • lepszy system startowy maszyny.

strona 138 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Tabela 2 • zależność od OEM (Original equipment Parametry kompensatorów synchronicznych manufacturer – producent oryginalnego sprzętu) w obu typach wzbudzenia, Synchronous Condensers Data Reference standard IEC 60034 • awarie będące przyczyną wyłączenia Installation Outdoor jednostki, Rated power (Mvar) +250 / -125 • wymagania fundamentowe, Rated voltage (kV) 19 kV • niezawodność systemu w powiązaniu Maximum continuous voltage (kV) 20 kV z obsługą i diagnostyką. Rated Frequency (Hz) 50 Na rysunku 11 przedstawiono uszko- Cooling method Totally Enclosed Air-to-Water Overload 150% for 30 s / 200% for 10 s dzenie układu diodowego bezszczotkowej Synchronous reactance (d / q axis) 180% / 170% wzbudnicy na skutek uderzenia przez cia- Sub-transient reactance (unsaturated / saturated) 14.3% / 10.1% ło obce. Inertia constant (s) ≥1,75 Total losses at full power <3000 kW Insulation class (design / rated) B / F Step-up Transformer Data Reference standard IEC 60076 Rated power (MVA ONAN / ONAF) 230 / 330 Rated voltages (kV) 400/19 kV Short circuit impedance 12.5%

3% dukowana i dostarczona przez indyjskich producentów wraz z bezszczotkowymi sys- Rys. 11. Uszkodzenie układu diodowego temami wzbudzenia i pracuje od 1984 roku,

Oil Circuit tj. ponad 25 lat. Kilka maszyn dostarczonych Na rysunku 12 przedstawiono uszko- 41% 38% Starting System przez GE, Alstom, Elektrosiła oraz Siemensa dzenie wentylatora wzbudnicy w wyniku Cooling System posiada bezszczotkowy system wzbudzenia. wad odlewniczych. Uszkodzenie występo- Protections NTPC ma także maszyny 500 MW i 200 MW wało w trzech różnych wzbudnicach. z statycznym układem wzbudzenia wyprodu- 18% kowane przez BHEL i Alstom.

Rys. 9. Przerwa w dopływie energii spowodowana kompensatorami synchronicznymi zainstalowanym poprzednio przez operatora Terna (dane statystyczne od 1998 do roku 2008)

Retrofit, wymiana i modernizacja Rys. 12. Uszkodzenie wentylatora wzbudnicy maszyn elektrycznych Rys. 10. Wirnik bezszczotkowego układu wzbudzenia Referaty Częste wymiany zużytych szczotek Komitetu Studiów A1 i pierścieni ślizgowych spowodowane W artykule [9] przedstawiono porówna- iskrzeniem w układach wzbudzenia dopro- nie statycznego i bezszczotkowego układu [1] A1-101. M. Al-Badri, P. Pillay: A novel tech- wadziły do rozwoju tzw. bezszczotkowych wzbudzenia. Podano analizę awaryjno- nique for refurbished induction motors’ effi- systemów wzbudzenia. W artykule [9] opi- ści obu układów i możliwości naprawy ze ciency estimation based on no-load tests. sano doświadczenia firmy NTPC dotyczące względu na czas oraz dostępność odpo- [2] A1-102. P. Donolo, C. Pezzani, A. Bonel- li, A. Aoki, R. Nehls, G. Bossio, G. Garcia: awarii w układach wzbudzenia turbogene- wiednich komponentów. Główne czynniki Performance of high efficiency induction ratorów pracujących w indyjskich elektrow- dyskutowane w artykule [9] jako najważniej- motors with power quality problems. niach oraz związane z nimi działania. sze przy wyborze systemu wzbudzenia to: [3] A1-103. G. Mas, J. Costanza: Optimization NTPC jest właścicielem ponad 50 jedno- • konfiguracja systemu, of the ventilation system of a hydrogenera- stek o mocy 500 MW i 30 jednostek o mocy • dostępność do znaczących informacji tor through laboratory measurements and 200 MW. Większość maszyn została wypro- w przypadku awarii, CFD simulations.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 139 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

[4] A1-104. H.M. Sánchez, N.J. Castrillon, J.I. [10] A1-111. T. Arlabána, M.P. Comechb, M.T. Development of a hydrogenerator pro- Velásquez, O.J. Pinilla: Reactive power ca- Villénb, M.A. Covab, M.García-Graciab: Ef- gnosis approach. pability tests in generators in the Colom- fects of the modularity in PMSM synchro- [15] A1-203. S. Giroux, D. Bussières, A. Tétre- bian power System. nous machine behaviour. ault: End-winding vibration monitoring for [5] A1-105. Á.B. Cançado: Models of synchro- [11] A1-112. A. Di Giulio, G.M. Giannuzzi, hydro-generators. nous generators subject to transient volta- V. Iuliani, F. Palone, M. Rebolini, R. Zaot- [16] A1-204. B. Peng, J. Cheng, J. Shuai, Y.P. Li, ge surges. tini, S. Zunino: Increased grid performance G.Q. Chen: Improved SVM applied in fault [6] A1-107. Q. Liu, F. Chang, S. Jiao, Y. Wang, using synchronous condensers in multi in- diagnosis on hydropower generating unit. T. Zhang, W. Zheng, X. Liang, X. Sun: The -feed multi-terminal HVDC system. [17] A1-205. A. Elez, J. Polak, I. Poljak, J. Stu- impact on large generators through harmo- [12] A1-113. T.Kubo, I. Ohno, O. Osada, dir, M. Dujmovic: Black box for electrical nic currents caused by rapid control. H. Tojo, T. Shiozaki, T. Suzumura, T. Wa- machines. [7] A1-108. H. Colombie, M. Thierry, R. Rot- tanabe: Design and manufacturing of The [18] A1-207. A.L. Livshits, K.A. Kobzar, V.S. zinger, C. Pelissou, C. Tabacco, V. Ferna- world’s largest 75MVA/460MW adjustable Shpatenko, V.V. Kuzmin: Innovations in gut: Turbo-generator welded rotor. speed generator-motor for pumped stora- turbogenerator stator rehabilitation at site [8] A1-109. A.K. Gupta, D.K. Chaturvedi: De- ge hydro electric power plant. of installation. sign improvements in IGBT based variable [13] A1-201. J. Kapler, J. Letal, M. Sasic, G.C. [19] A1-301. D. Mcmillan, I. Dinwoodie, G. Wil- frequency drive motors. Stone: Recent endwinding vibration pro- son, A. May, G. Hawker: Asset modelling [9] A1-110. D. Devate, K. Chaturvedi, K. Nagesh: blems in air-cooled turbine generators. challenges in the wind energy sector. Trend for static excitation systems in large [14] A1-202. N. Amyot, C. Hudon, M. Léve- thermal generators - User’s perspective. sque, M. Bélec, F. Brabant, C. St-Louis: CIGRE

Janusz Osadnik EthosEnergy Poland SA

Transformatory – Komitet Studiów A2

Transformers – Study Committee A2

Podczas ubiegłorocznej, 45. Sesji • PS2 – Transformatory w zastosowa- – nowe układy elektroizolacyjne, nowo- CIGRE, w ramach Komitetu Studiów A2 niach specjalnych (Transformer for spe- czesne technologie produkcji uzwo- Transformatory, poruszano problematykę cialized applications), obejmujące: jeń i obwodu magnetycznego, związaną z trzema tematami wiodącymi – przesuwniki fazowe, transformatory – doświadczenia z nowymi technologia- (Preferential Subject). przekształtnikowe, do zastosowań mi w produkcji urządzeń wyposażenia • PS1 – Najlepsze praktyki w zarzą- w przemyśle, transformatorów (izolatorów przepusto- dzaniu eksploatacją transformato- – specyfikowaniezamówień, konstruk- wych, przełączników zaczepów, itp.). rów (Best Practices for Transformer cje, produkcja i badanie, Asset Management), w tym: – osiągane parametry, niezawodność, – wskaźniki stanu technicznego trans- eksploatacja. Skład Komitetu Studiów A2 formatora energetycznego, • PS3 – Doświadczenia praktyczne Transformatory – najlepsze praktyki eksploatacyjne, mo- w zastosowaniach niekonwencjo- nitoring on-line, analiza poawaryjna, nalnych materiałów konstrukcyj- • przewodniczący – Claude Rajotte (Kanada), – wpływ harmonicznych, nych oraz technologii (Field expe- • sekretarz – Patric Picher (Kanada), pełni – techniki minimalizowania awaryjno- rience with the use of non-conven- dodatkowo funkcję webmastera, ści, transformatory rezerwowe – wy- tional materials and technologies), • 24 członków stałych, magania. w tym: • 19 członków obserwatorów.

strona 140 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Grupy Robocze WG A2.42 – Przewodnik transporto- • przeglądzie postępu w obszarze DGA;

wania transformatorów (Guide on trans- • wpływie zawartości CO, CO2 i CO2/CO na W ramach Komitetu pracują obecnie former transportation), przewodniczący wykrywanie udziału papieru w awariach; 24 Grupy Robocze w poniżej wymienio- A. Mjelve, obejmujący: • analizie przypadków i sugestiach dotyczą- nych tematach. • typowe warunki/siły występujące pod- cych typowych problemów i działań inicjo- WG A2.37 – Przegląd niezawodno- czas transportu; wanych przez interpretacje wyników DGA. ści transformatorów (Transformer reliabi- • specyfikacje i przegląd projektu; WG A2.48 – Technologia i utylizacja lity survey), przewodniczący S. Tenbohlen, • wymagania dotyczące transportu. wysokonapięciowych olejowych dła- wśród członków przedstawiciel Polski – WG A2.43 – Niezawodność izolato- wików kompensacyjnych (Technology P. Mański. Prace obejmują: rów przepustowych (Bushing reliability) and utilization of oil insulated high voltage • przegląd rezultatów istniejących krajo- – wśród członków przedstawiciele Polski – shunt reactors), przewodniczący S. Ryder. wych ankiet i badanie różnych praktyk; J. Buchacz, M. Figura, M. Szrot, przewod- Prace koncentrują się na: określenie najlepszych praktyk; niczący A. Mikulecky. Prace obejmują: • specyfikacji, projektowaniu, hałasie; • opracowanie i prezentacja informacji • definicje awarii izolatora; • próbach typu i wyrobu – kryteria; dostępnych w krajowych sprawozda- • mechanizmy awarii; • niezawodności w eksploatacji, mecha- niach badawczych; • wskaźniki awaryjności izolatorów; nizmach awarii i ich rozpoznaniu; • stworzenie zaleceń w celu poprawy sy- • przewidywany czas życia, eksploatacja, • eksploatacji, ocenie stanu, monitoringu, tuacji. diagnostyka. DGA, itp. WG A2.38 – Modelowanie proce- WG A2.44 – Inteligentne systemy WG A2.49 – Ocena stanu transfor- sów cieplnych (Thermal modelling), prze- monitoringu pracy transformatorów matorów energetycznych (Condition wodniczący J. Lapworth. Prace obejmują: (Transformer Inteligent Condition Moni- assessment of power transformers), prze- • opis najlepszych technik w modelowa- toring - TICM) – wśród członków przed- wodniczący P. Cole. Prace obejmują: niu procesów cieplnych w transforma- stawiciel Polski – W. Gil, przewodniczący • przegląd istniejących dokumentów CI- torze dla określenia gorących punktów C. Dupont. Prace koncentrują się na: GRE i literatury; w uzwojeniu oraz w elementach kon- • konwersji danych w celu uzyskania od- • określenie kluczowych parametrów strukcyjnych; powiedniej informacji; oraz jak te parametry mogą być łączone • przykłady sposobów pomiaru tempera- • przedstawieniu korzyści z zastosowania w celu określenia stanu technicznego – tury gorących punktów, najlepsze prak- TICM; tzw. indeksu stanu; tyki w tym obszarze; • aparaturze/oprogramowaniu/integracji • rozpatrzenie metod deterministycznych, • zalecenia w celu poprawy standardów. danych. jak i probabilistycznych; WG A2.40 – Ocena ryzyka oraz JWG A2/D1.46 – Doświadczenia • dostarczenie szczegółów „indeksu sta- długoterminowe działania dla obniże- praktyczne stosowania wskaźników nu”/ dostępnych narzędzi oceny aktu- nia zagrożenia powodowanego przez zestarzenia izolacji stałej transforma- alnego stanu technicznego i podanie siarczek miedzi (Copper sulphide long- torów energetycznych (Field experience przykładów zastosowań. -term mitigation and risk assessment), with transformer soild insulation agening WG A2.50 – Skutki rozproszonych przewodniczący Lukic, wśród członków markers), przewodniczący R. Mertens. źródeł energii i związany z tym wymu- przedstawiciel Polski – T. Buchacz. Prace Prace obejmują: szony wsteczny przepływ energii na obejmują: • przypadki praktyczne: korelacja pomię- transformatory sieciowe i transformatory • metody, narzędzia i diagnostyka; dzy markerami chemicznymi i metodami rozdzielcze (Effect of the distributed energy • stabilność pasywatora metalu i wydaj- tradycyjnymi; sources and consequent induced reverse ność; • informacje projektowe dotyczące mode- power flow (step-up) on transmission and • sprawność istniejących sposobów obli markerów starzeniowych; distribution transformers), przewodniczący róbki oleju na stanowisku (on-site). • analiza zapisów z eksploatacji i przeglą- J. C. Riboud. Prace koncentrują się na: JWG A2/D1.41 – Układ elektroizola- dów; • efekcie wstecznego przepływu mocy na cyjny w transformatorach HVDC – prze- • wpływ warunków pobierania próbek pracę transformatorów, które nie były wodność oleju (HVDC transformer insu- oleju (np. temperatura). zaprojektowane do tego celu; lation – oil conductivity), przewodniczący JWG D1/A2.47 – Nowe możliwości • wpływie na gęstość strumienia magne- A. Küchler. Prace obejmują: w interpretacji DGA w transformato- tycznego, przyrost temperatury, wzrost • wprowadzenie w zalecenia WG A2/ rach energetycznych i ich wyposażeniu hałasu i innych parametrów; B4.28; (New Frontiers of DGA Interpretations for • możliwych problemach przy sterowaniu • przegląd technik i norm pomiaru prze- Power Transformers and their Accesso- przełącznika zaczepów; wodnictwa oleju; ries), przewodniczący M. Duval. Prace kon- • konsekwencjach dotyczących strumie- • propozycje nowych standardów. centrują się na: nia głównego i regulacji napięcia.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 141 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

JWG A2/D1.51 – Usprawnienie po- • AG A2.5 – Transformatory UHVAC&DC W referacie przedstawiono technicz- miarów wyładowań niezupełnych w za- (Ultra High Voltage Transformer AC&DC). ne wyzwania konstrukcyjne, produkcyjne, kładzie wytwórczym i prób odbioro- diagnostyczne i modelowe, jakie zostały czych transformatorów energetycznych Kolokwium Transformatorowe 2015 postawione przed projektantami i wyko- (Improvement to Partial Discharge Measu- Shanghai nawcami przesuwników fazowych, których rements for Factory and Site Acceptance parametry stanowią swoisty rekord pod Tests of Power Transformers), przewodni- Tegoroczne Kolokwium zostało zapla- względem mocy znamionowej, jak i uzy- czący S. Coenen: nowane na 20-25 września z następującym skanego kąta przesunięcia fazowego. • dyskusja i porównanie podanych metod programem ramowym: w standardach (normach) międzynaro- • 20 września – spotkanie członków Ko- Wybór opcji TPF dowych; mitetu Studiów, • omówienie i ocena metod alternatyw- • 22-23 września – dni Kolokwium, W odniesieniu do omawianego przy- nych; • 24 września – spotkania Grup Roboczych, padku zaprojektowana moc wynosi: • rekomendacje dla poprawy jakości po- • 25 września – zwiedzanie stacji UHV AC • 410 MVA w przypadku stacji Camporosso, miarów wyładowań niezupełnych w fa- & UHV DC. • 1083 MVA w przypadku stacji Foggia bryce/ w miejscu zainstalowania trans- Tematyka wiodąca Kolokwium: oraz Villanova. formatora. • transformatory najwyższych napięć EHV/ Z powodu ograniczeń transportowych JWG A2/C4.52 – Modele transforma- UHV i EVHDC/UHVDC i ich elementy, w stacjach Foggia i Villanova koniecznym torów wysokiej częstotliwości przy prze- • techniczne wyposażenie stacji energetycz- było podzielenie sumarycznej moc projek- biegach niestandardowych (High-frequen- nych przyszłości i Smart Grid (inteligentne towej na dwie jednostki, każdą o mocy zna- cy transformer and reactor models for network sieci) we współpracy z SC A3 i SC B3, mionowej 541 MVA. Zasadniczo możliwe studies), przewodniczący B. Gustavsen • najlepsze wykorzystanie istniejącej po- były dwa rozwiązania: • opracowanie wytycznych i zaleceń do- pulacji transformatorów. • dwa urządzenia równolegle, każde po- tyczących modeli transformatorowych siadające połowę wymaganej mocy do symulacji krótkotrwałych napięć wy- znamionowej, sokiej częstotliwości, które mogą wystą- Tematyka referatów • dwa urządzenia szeregowe, każde po- pić w eksploatacji; prezentowanych na 45. Sesji siadające połowę wartości kąta przesu- • zdefiniowanieminimalnych wymogów nięcia fazowego, dotyczących modeli dostarczanych W artykule ograniczono się do omó- Wybrano drugie rozwiązanie, ponieważ przez producentów; wienia niektórych zagadnień związanych pozwala ono na eksploatację linii napo- • podanie przykładów wzorcowych modeli z przesuwnikami fazowymi. wietrznej przy jej granicznym obciążeniu stosowanych w symulacji transformator cieplnym, nawet w przypadku przestoju – sieć w przejściowych interakcjach przy jednego z przesuwników. użyciu modeli białej i czarnej skrzynki. Doświadczenia Terna Konstrukcja dwurdzeniowa przesuwnika w projektowaniu i eksploatacji fazowego jest zalecana w obydwu przypad- Grupy Doradcze transformatorowych kach, ponieważ pozwala to na podzielenie przesuwników fazowych [A2-207] urządzenia na dwie kadzie (co jest niezbędne Przewodniczący Komitetu Studiów ze względu na ograniczenia transportowe) w procesie decyzyjnym jest wspierany W celu optymalizacji przepływu ener- i oferuje niezerową impedancję zwarcia przy przez członków pięciu grup doradczych gii oraz wzrostu niezawodności systemu, zerowej pozycji przesunięcia fazowego. (Advisory Group) zajmujących się: Terna (włoski operator sieci przesyłowych) • AG A2.1 – planowaniem strategicznym zainstalował dwa nowe systemy transfor- Systemy TPF w stacjach (Strategic Planning), matorów z przesuwnikiem fazowym: Foggia i Villanova • AG A2.2 – propagowaniem działalności • jeden 450 MVA, 230kV, ± 54,9° trans- technicznej Komitetu oraz szeroko pojętą formatorowy przesuwnik fazowy (TPS) Podstawowe dane znamionowe TPF pomocą ukierunkowaną na użytkowników zainstalowany w stacji Camporosso na stacjach energetycznych Foggia i Villa- transformatorów (Customer & Tutorial), w celu kontrolowania wymiany mocy nova przedstawiają się następująco: • AG A2.3 – technologią transformatorów z siecią francuską, • moc znamionowa – 1800 MVA, (Transformer Technology), • cztery 1800 MVA4, 400 kV, ± 17,5° trans- • częstotliwość znamionowa – 50 Hz, • AG A2.4 – problematyką eksploatacyjną formatorowe przesuwniki fazowe, dwa za- • napięcie znamionowe – 400 kV, transformatorów (Transformer Utilisa- instalowane w stacji Foggia i dwa w stacji • prąd znamionowy – 2598 A, tion) – wśród członków przedstawiciel Villanova w celu kontrolowania przepływu • wytrzymałość przeciążeniowa – 20% Polski – P. Warczyński, mocy na magistrali adriatyckiej. przez 20 minut,

strona 142 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

• przełącznik fazowy bez obciążenia ARS ±17,5°, Series unit • stopnie regulacji ±33 stopnie, • impedancja zwarcia przy mocy znamio- S L nowej i maksymalnym kącie – 11%, • chłodzenie ODAF. Przesuwniki zostały zaprojektowane Exciting unit i wykonane jako konstrukcje dwurdzenio- OLTC we, dwukadziowe oraz pięciokolumnowe, trójuzwojeniowe – rysunek 1.

Rys. 1. Układ uzwojeń i instalacja przesuwnika fazowego w stacji Foggia Jednostka szeregowa • Rozmiar transportowy: 11 200 mm x 4745 mm x 4400 mm wys., • Ciężar transportowy: 290 ton bez oleju, • Waga oleju: 85 ton.

Jednostka wzbudzenia • Rozmiar transportowy: 10 810 mm x 4382 mm x 5100 mm wys., • Ciężar transportowy: 295 ton bez oleju, Rys. 2. Transport jednostki wzbudzenia • Waga oleju: 110 ton. Transport jednostki wzbudzenia ilustru- je rysunek 2.

Opis przesuwnika fazowego w stacji Foggia i Villanova (rys. 3)

Jednostka szeregowa Uzwojenie pierwotne jednostki szeregowej transformatorowego przesuwnika fazowego zostało wykonane jako uzwojenie dwupołówkowe, włączone szeregowo pomiędzy „źródłem i obciążeniem”. Uzwojenie wtórne zostało połączone w trójkąt, a polaryzacja napięcia pomiędzy wyprowadzeniami może zostać odwrócona poprzez przełącznik ARS (Advanced-Re- tard Switch). Jednostka wzbudzająca Uzwojenie pierwotne jednostki wzbu- dzającej skojarzone jest w gwiazdę z trwale uziemionym punktem zerowym i zasilane ze środkowych wyprowadzeń uzwojenia pierwotnego jednostki szeregowej. Uzwojenie wtórne jednostki wzbudza- jącej składa się z szeregowo połączonego uzwojenia przełączalnego z uzwojeniem regulacyjnym, skojarzonymi w gwiazdę z trwale uziemionym punktem zerowym. Regulowane napięcie wyjściowe z tego uzwojenia podawane jest na uzwojenie Rys. 3. Schematy połączeń oraz wybrane widoki jednostki szeregowej i wzbudzającej wtórne jednostki szeregowej. przesuwników fazowych w stacji Foggia i Villanova

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 143 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Rys. 4. Przykładowy rozkład strat w konstrukcji Rys. 5. Przykładowy rozkład pola elektrycznego w jednostce wzbudzającej. nośnej rdzenia jednostki szeregowej. Obliczenia przy Obliczenia przy wykorzystaniu MES w wersji dwuwymiarowej wykorzystaniu MES w wersji trójwymiarowej

Rys. 6. Przykładowy rozpływ strumienia w obwodzie magnetycznym jednostki szeregowej przy prądzie znamionowym. Obliczenia przy wykorzystaniu MES w wersji trójwymiarowej. No load – brak obciążenia, cosφ = 0,96 boost operation – cosφ = 0,96 przewzbudzenie, cosφ= 0,96 buck operation – cosφ = 0,96 niedowzbudzenie

Ważniejsze zagadnienia projektowe Uwagi końcowe • wytrzymałość przeciążeniowa – 20% przez 20 minut, Analiza wytrzymałości na udary Transformatorowe przesuwniki fazo- • przełącznik fazowy bez obciążenia ±54,9°, łączeniowe we w stacjach Foggia i Villanova o mocy • ±33 stopnie regulacji, Rozkład napięcia na poszczególnych znamionowej 1800 MVA, napięciu wej- • impedancja zwarcia przy mocy znamio- uzwojeniach jednostek podczas udarów ścia/wyjścia 400 kV oraz kącie przesu- nowej, maksymalny kąt – 14%, łączeniowych został obliczony przez in- nięcia fazowego w stanie bez obciążenia • chłodzenie – OFAF. żynierów z firmy TAMINI z pomocą i pod 17,5° są obecnie największymi wyprodu- Przesuwniki zostały zaprojektowane nadzorem naukowców z Politechniki Me- kowanymi we Włoszech i jednymi z naj- i wykonane jako konstrukcje: diolańskiej. większych na świecie. Program urucho- • dwurdzeniowe, dwukadziowe, Uzwojenia transformatorowego prze- mienia i oddania do eksploatacji wszyst- • pięciokolumnowe, trójuzwojeniowe. suwnika fazowego zostały podzielone kich czterech jednostek został zakończo- Na rysunku 8 pokazano układ uzwojeń na wiele elementarnych obwodów elek- ny w listopadzie 2012. oraz obydwie jednostki na stacji prób i pod- trycznych, których pojemności elektrycz- czas transportu. ne i indukcyjności zostały obliczone przy System TPS w stacji Camporosso Z uwagi na bardzo duży kąt regulacji, wykorzystaniu metody elementów skoń- moc znamionowa jednostek szeregowych czonych (MES). Skupione parametry sieci Transformatorowy przesuwnik fazowy i wzbudzających wynosi tylko 410 MVA zostały obliczone dzięki symulatorom ob- w stacji Camporosso jest zainstalowany na przy gabarytach i ciężarach podobnych do wodowym. linii 230 kV łączącej system włoski z fran- jednostek w stacji Villanova i Forgia. cuskim Camporosso – Trinitè Victor. Analiza pól magnetycznych Podstawowe dane TPS w stacji Cam- i elektrycznych porosso: Na rysunkach 4, 5, 6 zamieszono przy- • moc znamionowa – 450 MVA, kłady rozkładu pól elektrycznych i magne- • częstotliwość znamionowa – 50 Hz, tycznych otrzymane przy wykorzystaniu • napięcie znamionowe – 230 kV, MES. • prąd znamionowy – 1130 A, Rys. 7. Przesuwnik fazowy w stacji Villanova

strona 144 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

dystrybucyjną – stację Itaorna 138 kV. Ta stacja była zasilana z linii przesyłowych pochodzących ze stacji Jacarepagua, która z kolei była przyłączona do systemu przez stację Adrianopolis 500 kV. Do 2001 roku (rys. 9) nie było bezpo- średniego połączenia pomiędzy stacjami Angra dos Reis 500 kV i Itaoma 138 kV. Z tego powodu, energia wytwarzana w elektrowniach jądrowych Angra musiała prze- być długą drogę nim została wykorzystana lokalnie, co skutkowało pogorszeniem jej jakości, wynikającym przede wszystkim z niskiego poziomu prądu zwarciowego. Rys. 8. Schemat uzwojeń oraz próby końcowe i transport przesuwnika fazowego Typowy transformator umieszczony po- do stacji Comporosso między tymi stacjami znacznie poprawiłby warunki transmisji energii, ale wymagałoby Ciężar transportowy (bez oleju) jednostki Transformator z przesuwnikiem to modernizacji systemu 138 kV. W dodatku szeregowej i jednostki wzbudzającej wynosi fazowym do sterowania stacja Itaorna 138 kV była przyłączona do odpowiednio 325 i 310 ton; w stanie komplet- przepływem mocy – systemu przesyłowego o niskim poziomie nego zmontowania 460 i 430 ton. doświadczenia brazylijskie [A2-202] prądu zwarciowego, w porównaniu z poziomem stacji 500 kV, dlatego też bezpośred- Podsumowanie doświadczeń włoskich Przed 2001 rokiem stacja Angra dos nie połączenie dwóch stacji typowym trans- Rios, zasilana z dwóch elektrowni jądrowych formatorem powodowałoby niedopuszczal- Dzięki wysokiej niezawodności i re- w Stanie Rio de Janeiro o mocy 1900 MW, ny wzrost poziomu prądu zwarciowego po latywnie niskiemu kosztowi transforma- była przyłączona do systemu przesyłowego stronie 138 kV. torowe przesuwniki fazowe są chętnie 500 kV, odpowiedzialnego za dostawę ener- Przeprowadzone analizy techniczno- używanymi elementami prowadzącymi do gii do południowo-wschodniego regionu -ekonomiczne wykazały, że instalacja ty- poprawy elastyczności (FACTS – Flexible Brazylii, a zwłaszcza obszaru znanego jako powego transformatora 500/138 kV i trans- AC Transmission System) przesyłu energii „Area Rio” – Stan Rio de Janeiro i Północne formatorowego przesuwnika fazowego sieciami EHV. São Paulo. 138/138 kV regulowałaby przesył pomię- Wymagana wysoka moc przy jednocze- Zapotrzebowanie na energię zachod- dzy systemami 500 i 138 kV i poprawiłaby snym szerokim kącie regulacji oraz ograni- nich i południowych regionów Stanu Rio de jakość dostarczanej energii w stacji Itaorna czenia transportowe (skrajnia) ograniczają Janeiro, a zwłaszcza okręgu Angra dos Reis 138 kV bez potrzeby wprowadzania więk- budowanie konstrukcji jednokadziowych. było zaspokajane przez lokalną jednostkę szych zmian w systemie. Niezbędnym okazuje się dzielenie mocy na dwie lub więcej jednostek. CACHOEIRA Doświadczenie firmy Terna pokazuje, PAULISTA ADRIANÓPOLIS że maksymalna masa transportowa to oko-

ło 320 ton, co przekłada się na moc zna- JACAREPAGUÁ mionową 400-500 MVA. Innym ograniczeniem technologicz- ANGRA nym wymagającym uwagi jest maksy- DOS REIS SÄO JOSÉ malny prąd i moc przełączalna podobcią- GRAJAÚ żeniowego przełącznika zaczepów. Gdy wymagany jest duży kąt regulacji, należy ANGRA 1 zastosować symetryczne TPS, gdzie naj- ANGRA 2 ANGRA DOS REIS SANTA CRUZ lepszym rozwiązaniami są te o konstrukcji dwurdzeniowej i dwukadziowej, zwłaszcza 500 kV JACUACANGA BRISAMAR 345 kV w przypadku dużej mocy przechodniej, co 138 kV ANGRA MURIQUI 138 kV SIMPLIFIED daje niższy ciężar transportowy i niezerową SYSTEM impedancję zwarcia nawet przy zerowym kącie przesunięcia. Rys. 9. Schemat systemu przed instalacją TPS

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 145 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Tabela 1 Eksploatacja Główne parametry transformatorowego przesuwnika fazowego Transformator 500/138 kV wraz z trans- Charakterystyka Źródło Obciążenie formatorowym przesuwnikiem fazowym Napięcie znamionowe, kVef, 138 138 138 KV, 400 MVA , łącząc stację Angra dos Napięcie maksymalne, kVef 145 145 Reis ze stacją Itaorna 138 kV został zain- Moc znamionowa, MVA 400 400 stalowany w lipcu 2001. Zmiana kątowa + 21,66° Charakterystyka przełącznika zaczepów +25° (400 MVA) Nowe rozwiązanie stało się kolejnym BIL (podstawowy poziom izolacji), kV 1550 / 1780 550 / 638 źródłem zasilania miasta Rio de Janeiro, Prąd zwarcia, kA 25 20 natomiast głównymi stacjami zasilania są X/R 40 17 Jacarepaguá 345/138 kV, Grajaú 500/138 Warunki obciążenia jednoczesnego 0,8 indukcyjne i/lub pojemnościowe (400 MVA) kV oraz Angra dos Reis 500/138 kV – patrz rysunek 12.

Sterowanie przepływem obciążenia W analizach określono również maksymalny i minimalny kąt wymagany do regu- Transformatorowy przesuwnik fazowy lacji przepływu energii pomiędzy systema- został wyposażony w podobciążeniowy mi 500 i 138 kV. przełącznik zaczepów potrzebny do ste- Główne elementy specyfikacji prze- rowania przepływem obciążenia. Gdy kąt suwnika fazowego przedstawiono w ta- pracy przesuwnika fazowego mieści się beli 1. w przedziale od -21.6 do +21.6 stopni, operator systemu jest w stanie utrzymać Aspekty konstrukcyjne przepływ obciążenia w obu kierunkach. transformatorowego przesuwnika Jednakże normalna eksploatacja wystę- fazowego Rys. 10. Widok TPS w stacji Angra dos Reis puje tylko od systemu 500 kV do systemu 138 kV. Możliwość regulacji strumienia System (rys. 10) składa się z zespołu Dwurdzeniowe transformatory o ukła- przepływu mocy przez TPS w czasie rze- trzech autotransformatorów 133,22 MVA, dzie połączeń uzwojeń, jak na rysunku 11, czywistym pozwala wykorzystać maksy- 525/138 + 8 x 1,25%/13,8 kV (napięcie mo- pracują wraz z sześcioma podobciążenio- malne możliwości przesyłowe linii przyłą- dułu sterowania) oraz trójfazowych trans- wymi przełącznikami zaczepów, z których czonych do stacji, zarówno w warunkach formatorów z przesuwnikiem fazowym trzy są po stronie źródła, a trzy po stronie normalnych, jak i w stanach awaryjnych. 400 MVA, 138/138kV, + 21,66° (regulowa- obciążenia, co składa się na zmienność na faza napięcia). kąta regulacji + 21,66°. Regulacja napięcia

Jedną z zalet TPS jest możliwość użycia go jako dodatkowego środka do regulacji napięcia w okresach minimalnych obciążeń. S1 S2 S3 h2 h3 h1 Uzyskano to dzięki ustawieniu przepływu SoLx TRANSF. SERIE H1 H2 H3 Xo

h2 h3 h1 ANGRA DOS REIS L1 L2 L3 GRAJAÚ 500/138 kV 500/138 kV

RIO DE JANEIRO CITY 17 17 17 16 16 16 500/138 kV FASE + FASE + FASE + 138/138 kV TRANSF. A B C 400 MVA K K K EXCITAÇAO – – – 2 2 2 1 A 1 A 1 A JACAREPAGUÁ K K K 345/138 kV

Rys. 12. Główne źródła zasilania miasta Rys. 11. Układ połączeń uzwojeń Rio de Janeiro

strona 146 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

N. Majer, Tennet TSO GmbH, M. Schäfer, CACHOEIRA Transnet BW GmbH, S. Voss, Siemens PAULISTA RESENDE ADRIANÓPOLIS AG, Germany. [7] A2-107. Health Index: the TERNA’s Practi- JACAREPAGUÁ cal Approach for Transformers Fleet Mana- 130 MW gement, F. Scatiggio, A. Fraioli, V. Iuliani, ANGRA Terna Rete Italia S.p.A., M. Pompili, Uni- DOS REIS SÄO JOSÉ versity of Roma Sapienza ,Italy. ZONA OESTE GRAJAÚ [8] A2-108. Transformer Asset Health Review: Does it Really Work?, R. Heywood, P. Jar- ANGRA 1 man, S. Ryder, Doble Engineering and Na- 0 MW 120 MW tional Grid, United Kingdom. ANGRA 2 SANTA CRUZ B1 [9] A2-109. Learning from Power Transfor- 500 kV JACUACANGA BRISAMAR 345 kV mer Forensic Investigation and Failure B2 138 kV ANGRA MURIQUI Analysis, E. Cross, H. Ding, R. Heywood, 138 kV SIMPLIFIED SYSTEM B3 R. Hooton, S. Horsley, P. Jarman, J. La- pworth, S. Ryder, Doble Engineering, Na- Rys. 13. Przepływ obciążenia w przypadku ustawienia obciążenia na 0 MW tional Grid, EDF Energy and E.ON, United Kingdom. [10] A2-110. Addressing Ground-Induced-Cur- strumienia mocy na zero, powodując spa- J.-F. Boudreau, A. Manga, C. Rajotte, C. rent (GIC) Transformer Protection, A. Ra- dek napięcia w sieci 500 kV. Niemniej jednak Tardif, G. Bizier, N. Di Gaetano, D. Garon, mirez ORQUIN, V. Ramirez, University of rozwiązanie ma to jedną wadę: wymagane B. Girard, J.-F. Hamel, S. Proulx, Hydro- Puerto Rico, United States. są wcześniejsze prace konserwacyjne, jeżeli -Québec, Canada. [11] A2-111. Interpretation of Data from On-line to rozwiązanie stosuje się często. [2] A2-102. Post-Mortem Analysis of Transfor- Bushing Monitoring Systems, J. Watson, Na rysunku 13 zieloną strzałką zazna- mer Insulating Paper and its Relationship ZTZ Services, International USA, V. Pry- to the Determination of Chemical Markers, khodko ZTZ, Services USA, J. Buchacz, czono przepływ energii przez sieć główną, J. Jalbert, M-C. Lessard, B. Girard, Hydro- ZPBE Energopomiar-Elektryka Sp. z o.o. jeżeli przepływ strumienia mocy jest usta- -Québec, Canada. Poland, S. Skinner, Idaho Power Compa- wiony na 0 MW. [3] A2-103. Health Index as One of the Best ny, USA. Practice for Condition Assessment of [12] A2-112. Experiences with Transformer Da- Podsumowanie doświadczeń Transformers and Substation Equipments mage and Recovery from the Great East brazylijskich – Hungarian Experience, B. Németh, C. S. Japan Earthquake, I. Ohno, T. Kobayashi, Vörös, G. Csépes, Budapest University of T. Ito, Tokyo Electric Power Co., S. Yama- Punkt połączenia TPF ma kluczowe Technology and Economics, Hungary. da, Toshiba Corp., M. Kadowaki, Hitachi znaczenie, ponieważ pozwala kontrolować [4] A2-104. Power Transformer Manage- Ltd., H. Murakami, Mitsubishi Electric przepływ obciążenia i unika przekroczeń ment – Investment Planning Considering Corp., Japan. w lokalnej sieci. Loss of Life of the Insulating Paper, M. [13] A2-113. Application of Novel Algorithms TPF poprawia niezawodność sieci, L. Mamaní, R. Medina, A. A. Romero, E. for Continuous Bushing and OLTC Moni- współczynnik zwarcia, jakość napięcia Mombello, G. Rattá, Instituto de Energía toring for Increasing Network Reliability, w południowych regionach Rio de Janeiro Eléctrica – Universidad Nacional de San N. Abeywickrama, O. Kouzmine, S. Korn- oraz obniża obciążenie transformatorów Juan, Argentina huber, L. Cheim, P. Lorin, M. Gauvin, F. zainstalowanych w Jacarepaguá i Grajaú – [5] A2-105. Pattern Recognition Techniques Leonard, P. Picher, ABB Corporate Rese- najważniejszych stacjach zasilających Rio for Determining the Health Index of Oil-Pa- arch, Sweden, ABB Transformer Service, de Janeiro. Podnosi możliwości przesyłu per Insulation of In-service Power Trans- Halle, Germany, ABB TRES, USA, ABB energii do Stanu Rio de Janeiro i obniża formers, T. K. Saha, H. Ma, C. Ekanayake, Sécheron S.A., Switzerland, Hydro-Qu- straty linii przesyłowych. D. Martin, D. Allan, The University of Qu- ébec, Canada. eensland, Australia. [14] A2-114. Managing an Ageing Transformer [6] A2-106. Post-mortem Investigation of Fleet; Norwegian Situation, Research and Referaty Komitetu Power Transformers – Profiles of Moistu- Initiatives, L. E. Lundgaard, C. Lesaint, K. Studiów A2 re and Degree of Polymerization - Furan B. Liland, D. Linhjell, M.-H. G. Ese, Sintef Concentration in the Oil as Ageing Asses- Energy Research, Norway, K. Sagen, Ener- [1] A2-101. Use of Health Index and Relia- sment Tool, T. Leibfried, M. Jaya, Karls- gi Norge, Norway, B. Tandstad, Statkraft bility Data for Transformer Condition As- ruhe Institute of Technology, M. Stach, Norway, A. S. Tødenes, ABB Norway, C. sessment and Fleet Ranking, P. Picher, E. on New Build & Technology GmbH, Pitois, ABB Sweden, T. Ohnstad, D. Susa,

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 147 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Statnett, Norway, G. Vårdal, Sira Kvina sign, Manufacturing, Testing and Electro- Kraftselskap, Norway, S. O. Arnesen, NVE magnetic Transients Modelling, V. Iuliani, Norway, J. van Peteghem, Laborelec, Bel- A. Di Giulio, F. Palone, M. Rebolini, S. gium, A. Mjelve, Hafslund Nett, Norway, K. Zunino, Terna Rete Italia, M. Ubaldini, Uni- Rydland, Skagerak, Norway, S. Kvanli, Hy- versity of Milan, S. Badini, G. Cannavale, dro Energi, Norway, K. Sundkvist, Nynas, M. Del Carro, L. Lombini, Tamini Group, G. Sweden. Caprio, A. Vitiello, P. L. Albani, F. Ferrari, [15] A2-115. Criterions Determining the Hi- Getra Group, Italy. ghest Permissible Operation Temperature [24] A2-208 Charge Dynamics in Oil/Pressbo- of an Oil Transformer When the Humidity ard and HVDC Converter Transformer, M. of the Cellulose Insulation Increases, S. J. Hao, Y. Zhou, G. Chen, University of So- Słowikowski, Polish Committee of Stan- uthampton, G. Wilson, P. Jarman, National dardization, Poland. Grid, United Kingdom. [16] A2-116. Transformer Health and Risk Inde- [25] A2-209. Design Recommendations Arising xing, Including Data Quality Management, from Experience with Offshore ransforT - M. Vermeer, J. Wetzer, DNV GL Energy Ad- mers, R. Slaughter, M. Barnett, A. Reising, visory, The Netherlands. Siemens UK/Germany. [17] A2-201. Short Circuit Verification for a 570 [26] A2-210. Analysis of 2 Core Transformer MVA, 420 kV Single-Phase GSU-Transfor- Designs, R. Ahuja, R. DEL Veccio, SPX mer by SC-Withstand Tests on a Mock-up Transformer Solutions, Inc., USA. Unit, G. Leber, H. Passath, Siemens AG [27] A2-211. Variable Shunt Reactors: Appli- Österreich – Transformers Weiz Research, cations and System Aspects, C. Bengts- Austria, M. Ryadi, EDF - R&D, France, P. son, T. Olsson, ABB AB, Ludvika, Swe- Hurlet, EDF - CNEPE, France. den, K. Ryen, O. A. Rui, Statnett SF, Oslo, [18] A2-202. Phase Shifting Transformer on Norway. Power Control - A Brazilian Experience, A. [28] A2-301. Factory and Field Experience with L. N. Vita, G.M. Bastos, F.C. Neto, Furnas Monitoring of Vegetable Oil Transformer, Centrais Elétricas, Rio de Janeiro, J. C. V. G. Davydov, School of Electrical and Mendes, ABB, São Paulo, Brazil. Computer Engineering, RMIT University, [19] A2-203. Research on the Insulation Relia- T. Zieliński, L. McPherson, Essential Ener- bility for the Lead Exit of 1000 kV Transfor- gy, Australia. mer, L. I. Jinzhong, S. Jiantao, Z. Shuqi, L. [29] A2-302. Ageing Phenomena of Cellulose/ Rui, T. Hao, C. Huanchao, Z. Zhigang, G. Oil Insulation in Natural Ester and Mineral Fei, G. Rui, China Electric Power Research Oil, C. Perrier, M-L. Coulibaly, Alstom Grid, Institute, China. France, J. Lukic, V. Mandic, Institute Nikola [20] A2-204. Basic Research for Fibre Optic Tesla, Serbia. Application in HVDC Transformer, R. Wim- [30] A2-303. HTSC Transformers with Localized mer, J. Hoppe, Siemens AG, Germany, A. Magnetic Field, E. P. Volkov, E. A. Dzhafarov, Mikulecky, Koncar Electrical Engineering L. S. Fleishman, Power Engineering Institute Institute, Croatia, F. Jenau, M. Freiburg, named by G. M. Krzhizhanovsky, Russia. University of Dortmund, Germany. [31] A2-304. Dry-Type Subtransmission Trans- [21] A2-205. Design, Testing and Commissio- former: Compact and Safe Indoor Substa- ning of First Phase Shifting Transformer In tions, M. Carlen, ABB Switzerland, M. Berro- Indian Network, S. V. N. Jithin, S. Yuvaraju, gain, ABB Spain, R. Cameroni, M. Spiranelli, A. C. Radhakrishna, M. Kumar, S. Sachde- ABB Italy. va, BHEL Corp. R&D, BHEL Hyderabad, [32] A2-306. Experience with Application of Na- APGENCO BHEL, TBG BHEL, India tural-Ester Filled HV Transformers in Mexi- [22] A2-206. Controlled Shunt Reactor 500 co, J. G. Castellanos, Prolec GE, México. kV 180 MVA with New Design. Field [33] A2-307. Experience with the First 230 kV Experience at NELYM Substation, L. Shell Type Autotransformer Retro-Filled Makarevich, L. Mastryukov, V. Ivakin, with Natural Ester on Mexican Grid, R. V. Kovalev, N. Suldin, ELEKTROZAVOD Ocon, Industrias IEM, R. Montes, Mexican OJSC, Russia. Utility, R. Linan, A. Guzman, Instituto de In- [23] A2-207. New Phase Shifting Transformers vestigaciones Eléctricas, México. in the Italian Transmission Network, De- CIGRE

strona 148 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Sławomir Samek Energoprojekt - Kraków SA

Aparatura elektroenergetyczna wysokiego napięcia – Komitet Studiów A3

High Voltage Equipment – Study Committee A3

Propozycje rozwiązań Dla grupy trzeciej: Aparatura wysokiego napięcia spełniających aktualne • wpływ warunków środowiskowych, ta- spełniająca zmieniające się i przyszłe wymagania systemów kich jak: temperatura, wilgotność, trzę- wymagania systemu elektroenergetycznych sienie ziemi, wiatr, silne opady, wysokość elektroenergetycznego nad poziomem morza na aparaturę wy- Tematyka wiodąca zaproponowana na sokiego napięcia, Konieczność sprostania wymaganiom 45. sesję CIGRE 2014, w obszarze odno- • warunki systemowe i przeciążenia: prądy związanym ze wzrostem zapotrzebowa- szącym się do aparatury wysokiego na- zwarciowe, przepięcia, napięcia powrot- nia na energię elektryczną prowadzi do pięcia, została podzielona na trzy grupy ne, podwyższanie napięć roboczych, rozrastania się systemów energetycznych zagadnień: • uwarunkowania operacyjne. zarówno pod względem elektrycznym jak 1. Aparatura wysokiego napięcia speł- Sposób prezentacji tematyki wiodącej i geograficznym. To z kolei powoduje po- niająca zmieniające się wymagania wyraźnie sugeruje, że zagadnienia związane jawianie się nowych zjawisk, jak na przy- systemu elektroenergetycznego. z aparaturą wysokiego napięcia nie koncen- kład nadmierny wzrost napięcia w długich 2. Zarządzanie czasem życia i starzenie trują się, jak to miało miejsce w przeszłości, liniach przesyłowych. Odpowiedzią na taką się aparatury wysokiego napięcia. wokół kreowania rozwiązań dotyczących sytuację muszą być nowe konstrukcje apa- 3. Wpływ ekstremalnych warunków pra- całego systemu elektroenergetycznego, ratury wysokiego napięcia, które nie tylko cy na aparaturę wysokiego napięcia. a nastawione są na promowanie wszystkie- rozwiążą problemy techniczne, ale także Rozwinięcie omawianych zagadnień go, co wychodzi naprzeciw potrzebom wy- będą się cechować wysoką niezawodno- stanowią następujące podtematy zdefinio- nikającym z dokonującego się na naszych ścią, niskimi kosztami produkcji i eksplo- wane podczas dyskusji nad zgłoszonymi oczach wielokierunkowego rozwoju syste- atacji oraz maksymalnie ograniczonym na sesję referatami. Dla grupy pierwszej mów elektroenergetycznych. To nieco zmie- poziomem negatywnego oddziaływania na są to: nione podejście do problemów dotyczących środowisko naturalne. Jedynie taka apara- • stacyjna aparatura wysokiego napięcia konstruowania, badania, produkcji i eksplo- tura ma szansę na akceptację potencjal- prądu stałego i przemiennego odpowia- atacji aparatury wysokiego napięcia każe nych użytkowników, którzy odpowiadają za dająca nowym wymaganiom, uznać, iż warto przybliżyć najistotniejsze poprawną pracę systemu elektroenerge- • aparatura wysokiego napięcia dla syste- tezy, jakie wypełniały poszczególne publika- tycznego w warunkach silnej konkurencji. mów dystrybucyjnych przyszłości, cje przygotowane na 45. sesję CIGRE 2014 Do opanowania wspomnianych powy- • nowe wymagania dla konstruowania, i w ten sposób zachęcić do lektury pełnej żej problemów napięciowych potrzebne są budowy i testowania aparatury wysokie- ich treści. Jeżeli niniejszy artykuł przyczyni dławiki. Artykuł [A3-101] przedstawia roz- go napięcia. się do wzrostu zainteresowania problema- ważania dotyczące możliwości wprowa- Dla grupy drugiej: tyką związaną z aparaturą wysokiego na- dzenia do eksploatacji dławika z rdzeniem • eksploatacja, monitoring i diagnostyka pięcia i pozwoli znaleźć odniesienie do tezy powietrznym, dla napięcia rzędu 500 kV. aparatury wysokiego napięcia, zaprezentowanej powyżej, autor uzna swo- Taka konstrukcja ma swoje liczne zale- • wpływ praktyk zarządzania majątkiem, je zadanie wobec Czytelnika za spełnione. ty, jak: prosta budowa, zmniejszony cię- obowiązków operacyjnych i nacisku na Wykaz referatów opublikowanych w mate- żar w stosunku do rozwiązań z rdzeniem niezawodność i czas życia aparatury riałach z 45. sesji CIGRE 2014 znajduje się z żelaza i izolacją olejową, czy też łatwość wysokiego napięcia. na końcu artykułu. budowy stanowiska dla posadowienia

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 149 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

dławika. Pojawiają się jednak także pro- dzone na drodze badań eksperymentalnych blemy obce dławikom olejowym. Pod- i dlatego można już mówić o tworzeniu wy- stawowy problem to oddziaływanie pola tycznych dla prawidłowego konstruowania magnetycznego występującego wokół rozdzielnic GIS, przewidzianych do pracy dławika i jego wpływ na ludzi prowadzą- w układach ultrawysokich napięć. cych prace eksploatacyjne oraz urządze- Szyny zbiorcze współczesnych rozdzielnia znajdujące się w sąsiedztwie. Przykła- ni wysokiego napięcia z klasyczną izolacją dowy rozkład pola magnetycznego wokół powietrzną osiągają niejednokrotnie długo- dławika z rdzeniem powietrznym pokaza- ści rzędu 500 m. Przy takich wartościach no na rysunku 1. należy się liczyć ze znacznymi wielkościami ich pojemności elektrycznej. A to z kolei prowadzi do wzrostu prądów pojemnościowych ładowania i rozładowywania układu szyn zbiorczych. Dla wielu układów konfiguracyjnych rozdzielni wysokiego napięcia, ładowa- nie i rozładowywanie szyn zbiorczych odby- Rys. 2. Dławik wysokiego napięcia wa się poprzez operacje łączeniowe wyko- z rdzeniem powietrznym na stanowisku nywane przez odłączniki szynowe. Z tego względu ogromnego znaczenia nabiera Współczesna elektroenergetyka, z wie- wiedza związana ze zdolnościami łącze- lu powodów, coraz częściej wprowadza do niowymi odłączników. Na podstawie testów eksploatacji rozdzielnice z izolacją gazową przeprowadzonych dla rozdzielnic typu GIS (GIS). Wychodząc naprzeciw zapotrzebowa- najczęściej przyjmuje się, iż odłączniki bez niu rynku, producenci tego typu rozdzielnic negatywnych skutków ubocznych mogą być oferują rozwiązania dostosowane do coraz wykorzystywane do łączenia prądów pojem- wyższych poziomów napięć i uwzględniają- nościowych o wartości do 500 mA. Wielkość ce rosnącą liczbę pól tworzących współcze- taka może być jednak niewystarczająca sny węzeł sieciowy. Nie oznacza to oczywi- w przypadku szyn zbiorczych o znacznych ście, że wzrost parametrów rozdzielnic typu długościach i dlatego powstał pomysł prze- Rys. 1. Pole magnetyczne wokół dławika GIS może się odbywać w sposób niekon- badania rzeczywistych zdolności łączenio- z rdzeniem powietrznym trolowany. Wraz ze zwiększeniem zdolności wych odłączników. przesyłowych pojawiają się bowiem zjawi- Artykuł [A3-103] zawiera informacje mó- Negatywne oddziaływanie pola ma- ska, których nie da się zignorować. Przy- wiące o wynikach eksperymentów związa- gnetycznego na ludzi można ograniczyć kładem takich zjawisk są przepięcia szyb- nych ze zdolnościami łączeniowymi odłącz- poprzez stosowanie ogrodzeń stanowisk kozmienne generowane podczas operacji ników pantografowych stosowanych w roz- dławików, zabezpieczających przed nad- łączeniowych dokonywanych odłącznikami. dzielniach o napięciu 380 kV. Przeprowadzo- miernym zbliżeniem lub ustawienie dławi- W artykule [A3-102] omówione zostały wy- ne badania pozwalają stwierdzić, że odłącz- ka na odpowiedniej, większej wysokości. niki symulacji i badań eksperymentalnych niki pantografowe 380 kV mogą, bez żadnego Konieczne staje się także rozwiązanie wykonanych dla rozdzielnicy GIS dostoso- uszczerbku na ich żywotności, radzić sobie problemów związanych z łączeniem dła- wanej do napięcia znamionowego 1100 kV. z przerywaniem prądów pojemnościowych wika poprzez zastosowanie odpowiednio Na podstawie przeprowadzonych analiz o wielkości do 1 A. Nie można jednak jedno- dobranego wyłącznika i określenie pa- stwierdzono, że wraz ze wzrostem napię- znacznie stwierdzić, że przerwanie prądów rametrów układu zabezpieczeń, właści- cia znamionowego rozdzielnicy znacząco powyżej tej wielkości będzie skutkowało wie reagujących na wszelkiego rodzaju zmniejsza się różnica pomiędzy amplitudą bezwzględnym uszkodzeniem odłącznika. sytuacje awaryjne. Wydaje się jednak, iż przepięć a poziomem jej napięcia wytrzy- Dlatego autorzy artykułu proponują przyjęcie korzyści związane ze stosowaniem dła- mywanego. W tej sytuacji trzeba już zwra- założenia, że występowanie prądów pojem- wików z rdzeniem powietrznym są na tyle cać uwagę na bezpieczeństwo urządzeń nościowych powyżej 1 A nie powinno prze- atrakcyjne, że przeciwności, które na ten przyłączonych do rozdzielnicy. Określono sądzać o eliminacji odłączników jako apa- moment nie mają jeszcze gotowej recep- także zależności pomiędzy długością szyn ratów zdolnych realizować procesy łącze- ty na ich wyeliminowanie, zostaną w naj- zbiorczych, czy też szybkością ruchu sty- niowe. Na rysunku 3 przedstawiono kształty bliższym czasie opanowane. Przykładowy ków odłącznika a wartością generowanego łuku elektrycznego podczas procesu przery- dławik na stanowisku pracy pokazano na napięcia szybkozmiennego. Analizy teore- wania odłącznikiem pantografowym prądów rysunku 2. tyczne i wyniki symulacji zostały potwier- pojemnościowych o różnej wartości.

strona 150 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Nr 1 Nr 2 Nr 7 Nr 9 powiązane z bieżącymi warunkami klima- 1.04A 1.55A 2.07A 2.59A tycznymi i wykazuje bardzo dużą zmien- ność w ciągu roku. Wysokie wartości prądów zwarcia stanowią zagrożenie dla istniejącej aparatury rozdzielczej i mogą powodować powstawanie zapadów na- pięcia. Biorąc pod uwagę planowany roz- wój sieci w perspektywie roku 2020, za konieczne uznano rozważenie środków zaradczych poprawiających parametry zasilania w stanach awaryjnych. Jako możli- we rozwiązanie techniczne przyjęto ograniczniki prądów zwarcia ze względu na Rys. 3. Łuk elektryczny powstający podczas przerywania prądów różnej wartości ich stosunkowo łatwą instalacje i genero- przy pomocy odłącznika pantografowego wanie niewielkich strat w przeciwieństwie do dławików czy transformatorów z dużą Wzrost zapotrzebowania na energię poprzez transformację 400/110 kV, zlo- impedancją. W wyniku szeregu analiz teo- elektryczną i konieczność jej przesyłania kalizowane wewnątrz obszaru miejskiego retycznych określono parametry potrzeb- na coraz to większe odległości przy jed- elektrociepłownie i bezpośrednie połącze- nych do zainstalowania ograniczników noczesnym założeniu ograniczania strat nia z siecią 110 kV przebiegającą w re- i wskazano ich miejsce zabudowania. Dal- w sieci prowadzi nieuchronnie do podno- jonie miasta. Stacje odbiorcze to trans- sze prace badawcze będą prowadzone szenia poziomu napięcia stacji i linii. W In- formacja 110/20 kV lub 110/10 kV z jed- pod kątem doboru optymalnych układów diach uznano, że w takich sytuacjach naj- nostkami transformatorowymi 31,5 MVA, zabezpieczeń dla sieci z ogranicznikami właściwszy będzie system 1200 kV prądu bądź 40 MVA. Obciążenie sieci jest ściśle prądów zwarcia. przemiennego. Przeprowadzono szereg prac studialnych i analiz, które miały dać odpowiedź, jakie szczegółowe parametry double busbar techniczne należy przyjąć dla przewidy- single busbar wanych do realizacji w przyszłości pro- jektów komercyjnych. W artykule [A3-104] 1 2 400/110 kV transformer przedstawiono wyniki badań dotyczących combined heat wpływu napięć powrotnych na zdolności and power łączeniowe wyłączników 1200 kV. Ocenie (CHP) facilities poddano różne konfiguracje obwodów, 6 9 10 interconnection w jakich pracuje wyłącznik, w tym zwarcia na zaciskach wyłącznika, zwarcia pobli- overhead lines (OHL) skie i odległe, łączenie prądów pojemno- 12 underground ściowych, opozycję faz itp. Wyniki pracy cables (UGC) to przede wszystkim zależności pomiędzy 30 4 11 wielkością napięć powrotnych a możliwo- 7 ścią przerywania obwodu przez wyłącznik 29 24 i zalety stosowania dławików kompensa- 3 cyjnych. 13 14 17 18 27 Artykuł [A3-105] omawia zastosowanie 23 nadprzewodnikowych ograniczników prą- 26 1631 21 5 dów zwarciowych w sieci 110 kV o ukła- 20 22 dzie oczkowym, zasilającą stolicę Finlandii 15 8 – Helsinki. Schemat tej sieci przedstawiona 28 19 na rysunku 4. Rozpatrywany układ zasilana na po- 25 ziomie 110 kV tworzy 31 stacji, 78 km linii kablowych i 113 km linii napowietrznych. Źródłem mocy jest sieć nadrzędna Rys. 4. Sieć 110 kV zasilająca miasto Helsinki

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 151 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Na obecnym etapie rozwoju powią- • dokonywanie sprawdzeń bez wyłącza- urządzenia stanowi układ dławików z mi- zania wysokiego napięcia prądu stałego nia przekładnika, kroprocesorowym systemem sterowania. mogą być rozpatrywane nie tylko jako • brak konieczności ingerencji w obwody Istotne znaczenie z punktu widzenia eks- układ przesyłowy pomiędzy dwoma wy- wtórne, ploatacji linii ma fakt, że zastosowanie re- branymi punktami, ale także jako sieć, do • brak konieczności stosowania przekład- gulatora nie pociąga za sobą konieczności której będzie przyłączonych wielu ope- nika referencyjnego, zmian w zabezpieczeniach linii. Dobiera- ratorów, z których każdy działa we wła- • bezprzewodowy, modułowy, przenośny jąc zestaw regulacyjny należy oczywiście snej sferze ekonomicznej w warunkach układ pomiarowy, pamiętać o jego dostosowaniu do prądu otwartego rynku. W tej sytuacji wyjątkowo • możliwość stosowania dla dowolnych zwarcia występującego w węźle, w którym ważne stają się możliwości realizowania poziomów napięcia. ma być instalowany. pomiarów energii. Artykuł [A3-106] do- Pomiary z wykorzystaniem prezento- Artykuł [A3-109] przedstawia historię tyczy sposobu wykonywania pomiarów wanego urządzenia zostały z powodze- i osiągnięte rezultaty wprowadzania, przez w sieci 1000 kV prądu stałego z pozio- niem przeprowadzone w piętnastu różnych włoskiego operatora Terna, przekładników

mem niepewności mniejszym niż 0,01%. stacjach i w laboratorium pomiarowym fir- prądowych z wewnętrzną izolacją SF6 i ze- Rozważania dotyczą transduktorów prą- my Arteche. wnętrznym izolatorem kompozytowym. Ce- du i napięcia i układów do ich kalibracji. Artykuł [A3-108] omawia zastosowanie lem przedsięwzięcia było wyeliminowanie Omawiane modułowe dzielniki pozwalają- urządzeń z rodziny FACTS, rozumianych negatywnych skutków eksplozji, stosowa- ce na kalibrację w miejscu zainstalowania jako regulatory przepływu mocy w syste- nych uprzednio, przekładników olejowych przekładnika zostały już przetestowane mie elektroenergetycznym do eliminowa- z izolatorem porcelanowym. Pierwszy kon-

w sieci 600 kV w Wielkiej Brytanii i w Fin- nia przeciążeń wybranej linii 220 kV wy- takt operatora Terna z izolacją SF6 miał miej- landii oraz w sieci 1000 kV w Japonii korzystywanej dla wyprowadzenia mocy sce w latach 80. ubiegłego wieku poprzez i w Finlandii. 1900 MW wytwarzanej przez źródła od- wprowadzenie wyłączników z tym medium Operator Systemu Przesyłowego nawialne. Prezentowane rozwiązanie po- izolacyjnym. Kolejna ważna data, w przy- w Hiszpanii (Red Eléctrica de España) wstało we współpracy ABB i Operatora padku wyłączników, to rok 2003 i zastoso- realizuje coroczny plan czynności eks- Systemu Przesyłowego w Hiszpanii (Red wanie wyłącznika z izolatorem polimero- ploatacyjnych w sieci wysokiego napięcia Eléctrica de España). Zdaniem autorów ar- wym i zaworem pozwalającym eliminować według kryteriów zdefiniowanych przez tykułu istnieje szereg opcji pozwalających nadmierny wzrost ciśnienia wewnętrznego. firmę, stan aparatury i urządzeń oraz eliminować niebezpieczne przeciążenia li- Pierwsze przekładniki prądowe z izolacją

obowiązujące regulacje prawne. Wykony- nii przesyłowych, ale jako godne specjalnej SF6 pojawiły się w roku 1998, ale w tym wane czynności mają na celu utrzymanie uwagi uważa się dwa: czasie preferowano jeszcze izolację olejo- odpowiedniego poziomu niezawodności • przesuwniki fazowe ze statyczną kon- wą ze względu na obawę przed wyciekiem

stacji i linii oraz zredukowanie niepewno- trolą kąta mocy, SF6 i w konsekwencji koniecznością wyłą- ści funkcjonowania instalacji. Pełna znajo- • układy FACTS pozwalające na dyna- czeń ważnych elementów sieci. Wyelimi- mość aktualnego stanu urządzeń pozwala miczną kontrolę przepływu macy. nowanie izolacji olejowej z przekładników prolongować i maksymalizować ich czas Zasadę działania analizowanego ukła- napięciowych nie było możliwe wobec sto- życia oraz przygotowywać długofalowe du FACTS przedstawia rysunek 5. sowania przekładników pojemnościowych plany wymiany, na skutek wyeksploato- Dynamiczna zmiana obciążenia linii na- z dzielnikami napięcia, gdzie używany był wania. Artykuł [A3-107] poświecony jest stępuje poprzez kontrolowane zwiększanie olej. W tym przypadku poprzestano więc wybranym zagadnieniom z diagnostyki jej impedancji. Rozpatrywany układ to linia na stosowaniu izolatorów kompozytowych. pojemnościowych przekładników napię- 220 kV o długości 23 km z możliwością Doświadczenia z wieloletniej eksploata- ciowych. Biorąc pod uwagę, iż uszko- zwiększenia impedancji do 280%. Całość cji pozwoliły na pełne ukierunkowanie się dzenie pojedynczego elementu pojemno- ściowego dzielnika napięcia prowadzi do zakłócenia w rozkładzie potencjału i nara- -CB3 Line to Entrerrios ża nieuszkodzone elementy na przyspie- szone zużycie, niesłychanie ważne jest OLC szybkie wykrywanie tego typu zagrożeń. V

W artykule zaprezentowano system zdol- -CB1 26Ω 52Ω 10.3Ω -CB2 ny do wykrywania uszkodzeń w pojemno- -QS1 -QS2 -QS3 ściowych przekładnikach napięciowych I Magallón 220kV z poziomem niepewności zbliżonym do S układów laboratoryjnych. Podstawowe zalety układu to: Rys. 5. Linia 220 kV z regulacją obciążenia

strona 152 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

na wewnętrzną izolację SF6 i zewnętrzny Wytwarzanie energii elektrycznej w dzi- • możliwością instalowania w niewielkich izolator kompozytowy. Słuszność decyzji, siejszych czasach przesuwa się od elek- przestrzeniach, zwłaszcza w zakresie izolatora kompozy- trowni jądrowych i cieplnych w kierunku • brakiem niebezpiecznego napięcia towego, potwierdziły testy laboratoryjne generacji wiatrowej, słonecznej czy też wtórnego, sprawdzające odporność na wielokierun- geotermalnej. Połączenie tego typu nowych • łatwością montażu, kowe oddziaływania zewnętrzne zarówno źródeł z systemem elektroenergetycznym • ograniczonymi potrzebami w zakresie środowiskowe jak i elektryczne. Szcze- następuje coraz częściej poprzez zasto- zabiegów eksploatacyjnych. gólne ważne było stwierdzenie, iż izolator sowanie elektronicznych konwerterów. Uzyskane rezultaty wstępnych spraw- kompozytowy zachowuje swoje właściwo- Dodatkową zmianą jest lokalizacja cen- dzeń pozwalają na stwierdzenie, iż rozwią- ści w kontakcie z mgłą solną. trów wytwórczych, takich jak na przykład zanie może być rozwijane i coraz szarzej morskie farmy wiatrowe, z dala od głów- stosowane w przyszłości. nych odbiorców energii elektrycznej. Bio- We współczesnych systemach elektro- rąc pod uwagę ograniczone możliwości energetycznych zachodzi konieczność do- przesyłowe istniejących linii wysokiego konywania częstego załączania dławików napięcia pojawiają się idee tworzenia linii w celu kontrolowania poziomu napięcia. hybrydowych pozwalających na przesył Prądy wyłączane w obwodach z dławikami zarówno na napięciu przemiennym jak są co prawda niezbyt duże, ale reaktancja i stałym. Wszystkie wymienione powyżej dławika powoduje na tyle znaczne wzrosty okoliczności nie pozostają bez wpływu na napięcia, że dochodzi do powtórnych za- jakość energii elektrycznej, która musi być płonów. Dotychczasowe doświadczenia nieustannie kontrolowana. Autorzy artykułu z realizowania tego rodzaju łączeń wska- [A3-111] prezentują moduły RC pozwalają- zują na potrzebę stosowania urządzeń ce na prowadzenie kontroli jakości energii umożliwiających synchroniczne łączenie. elektrycznej. Analizując podstawy teore- W przeciwnym wypadku mają miejsce tyczne zjawisk oraz możliwość wykorzy- uszkodzenia elementów wyłącznika na stania przekładników zarówno klasycznych skutek występowania powtórnych zapło- jak i niekonwencjonalnych potwierdzono nów. Rozwój układów elektronicznych po- zdolność układów RC do badania jakości zwala na stosowanie urządzeń wymusza- energii elektrycznej z bardzo dużą dokład- jących synchroniczne łączenie, jednakże nością. ich cena wpływa istotnie na koszt całego Artykuł [A3-112] jest poświęcony ukła- zestawu łączeniowego. Powstała więc dom zabezpieczeń do stosowania w roz- potrzeba opracowania takiego rozwiąza- wijających się sieciach typu Smart Grid. nia konstrukcyjnego komory wyłącznika, Prezentowane rozwiązania opierają się na które zapewni zwiększoną odporność sty- wykorzystaniu cewki Rogowskiego jako ków i dysz na działanie łuku elektrycznego. Rys. 6. Przekładniki prądowe SF 6 wskaźnika prądu i dzielnika napięcia jako Artykuł [A3-113] opisuje zmodyfikowaną z izolatorem kompozytowym na stanowisku wskaźnika napięcia oraz cyfrowych plat- konstrukcję wyłącznika wysokiego napię- form zabezpieczeniowych dostosowanych cia, w obszarze styków łukowych i dysz, Zdolność do przełączania pomiędzy do cyfrowej technologii komunikacyjnej. pozwalającą na większe kontrolowanie systemami szyn zbiorczych staje się jedną Przeprowadzone testy sprawdzające po- wzajemnego oddziaływania pomiędzy z podstawowych funkcjonalności odłączni- twierdziły walory proponowanego zestawu, gazem i materiałem styków oraz dysz. ków zarówno w przypadku klasycznych roz- a zwłaszcza cewek Rogowskiego, które W rezultacie przeprowadzonych prac kon- dzielni z izolacją powietrzną jak i tych z izo- charakteryzują się: strukcyjnych i badań powstał kompaktowy lacją gazową typu GIS. Artykuł [A3-110] • wysoką klasą dokładności zarówno dla wyłącznik, którego przerywacz wytrzymuje omawia rozwiązania pozwalające odwzoro- pomiarów jak i zabezpieczeń, zapłony wtórne bez uszkodzeń, bądź ogra- wywać rzeczywiste układy stacji dla potrzeb • liniową zależnością pomiędzy prądem niczania czasu jego życia. Wyeliminowano badania procesów łączeniowych realizowa- i napięciem bez zjawiska nasycania konieczność stosowania wyposażenia do nych za pomocą odłączników. Autorzy arty- w przypadku zwarć, kontrolowanego łączenia i ograniczono kułu zaproponowali utworzenie schematów • dużą odpornością na działanie zewnętrz- napięcia powrotne. Zmniejszono także zastępczych odzwierciedlających przebieg nego pola elektromagnetycznego, ilość gazu zawartego w wyłączniku. Nowy przełączania szyn zbiorczych, dzięki czemu • możliwością wykorzystania tego sa- aparat przeszedł próby, które pozwalają możliwe jest poznanie parametrów elek- mego rdzenia dla prądów od 1 A do stwierdzić, iż w najbliższej przyszłości bę- trycznych towarzyszących operacji. 100 kA, dzie mógł z powodzeniem funkcjonować

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 153 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

kiedy wychodzimy z obszarów pojedyn- pasywnej komutacji do przerywania prądu czych połączeń, a zaczynamy rozważać stałego. Pasywna komutacja polega na sieci wysokiego napięcia prądu stałego przyłączania do przerywacza prądu stałe- (HVDC). Autorzy podzielili swoją publikację go równoległych obwodów LC. Powstający na trzy części. Pierwsza, to ogólny prze- przy przerywaniu prądu stałego łuk elek- gląd technologii przerywania prądu sta- tryczny wywołuje w elementach LC oscy- łego. Omówiono rozwiązania stosowane lacje. Rozwijające się oscylacje doprowa- zarówno w systemach o napięciu poniżej dzają do obniżenia prądu aż do wartości 0. 1,2 kV, czyli występujące w sieci trakcyjnej Opracowany i zweryfikowany model prze- miast, te dotyczące napięć średnich, tutaj rywania prądu stałego pozwala na prowa- przyjętych jako przedział napięć od 1,2 kV dzenie optymalizacji tego procesu. do 3 kV oraz dotyczące napięć wysokich. Działająca przy Komitecie Studiów A3, Zostało także dokonane porównanie wy- Grupa Robocza A3.28 zajmująca się za- łączników mechanicznych i półprzewodni- gadnieniami procesów łączeniowych kowych. Druga część artykułu koncentruje w układach extra i ultrawysokich napięć, Rys. 7. Wyłącznik przystosowany się na wykorzystaniu generatorów prądu opublikowała w roku 2013 Broszurę Tech- do załączania dławika przemiennego do testów układów stało- niczną o numerze 570, prezentującą wy- prądowych. Potrzeba takiego rozwiązania niki przeprowadzonych analiz. Artykuł w systemach elektroenergetycznych. Ta wynika z faktu, że w warunkach laborato- [A3-115], przygotowany przez członków możliwość wydaje się szczególnie istot- ryjnych, do testów wymagających dużych tej Grupy, przedstawia rekomendację do na, jeżeli zauważymy, że 80% uszkodzeń mocy, udaje się wytworzyć napięcie stałe tworzenia wymagań dla aparatury łącze- w całej populacji wyłączników dotyczy o poziomie co najwyżej kilku kilowoltów. niowej przewidywanej do pracy w układach właśnie aparatów zainstalowanych w po- Tymczasem rzeczywiste potrzeby to na- bardzo wysokich napięć. Przedstawione lach przyłączających do rozdzielni dławiki. pięcie powyżej 10 kV. W artykule zapropo- propozycje są także adresowane do Ko- Przykład nowego wyłącznika pokazano na nowano kilka metod, za pomocą których, mitetów Technicznych IEC, które zajmują rysunku 7. przy ograniczonych kosztach, można uzy- się opracowywaniem międzynarodowych Artykuł [A3-114] dotyczy zagadnień skać energię niezbędną do testowania ele- standardów i dotyczą w szczególności związanych z przerywaniem obwodów mentów systemu stałoprądowego. Trzecia wyłączników stosowanych do załącza- w układach prądu stałego. Zagadnienie i ostatnia część artykułu prezentuje mo- nia dławików, odłączników używanych to staje się szczególnie istotne w sytuacji, delowanie i badania nad rozwiązaniami do przełączania pól rozdzielni pomiędzy

Układ promieniowy Układ oczkowy

Rys. 8. Wzorcowe modele sieci bardzo wysokich napięć

strona 154 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

systemami szyn zbiorczych oraz uziem- + VSW 1 – + VSW 2 – ników szybkich. Analizy przedstawione LS Rb1 Lb1 Rb2 Lb2 SW1 SW2 w Broszurze Technicznej nr 570 i artyku- Lp Cp Rp Lp Cp Rp le [A3-115] zostały przeprowadzone jako VS CS ZL badanie dwóch modeli wzorcowych. Był Ce to model promieniowy i oczkowy, rozwa- żany dla sieci o napięciu 550 kV i wyż- szym. Modele to zostały przedstawione Rys. 9. Schemat zastępczy wyłącznika dwu przerwowego na rysunku 8. W tworzeniu wymagań dla aparatury opierano się głównie na symulacjach róż- Artykuł [A3-201] został poświęcony me- statystycznego pozwalają planować dal- nych rozwiązań stacji elektroenergetycz- todom badawczym pozwalającym mierzyć szą eksploatację poszczególnych wyłącz- nych oraz bazie danych pochodzących równomierność rozkładu wytrzymałości ników i określać moment, w którym powin- z raportów ze sprawdzeń dokonywanych dielektrycznej pomiędzy przerwami w wy- ny zostać zastąpione przez nowe rozwią- podczas odbiorów zrealizowanych już łącznikach wieloprzerwowych. Przesunięcia zania. Na podstawie zebranych dotych- obiektów. Prace Grupy Roboczej A3.28 w tym rozkładzie, pomiędzy poszczególne czas doświadczeń stwierdzono, że istnieje skupiały się także na wpływie wyboru roz- przerywacze, są jednym z podstawowych pełna możliwość adaptacji opracowanego wiązania tworzonego z uwzględnieniem parametrów określających kondycję wy- modelu do analizy stanu wyłączników o in- gaszenia łuków wtórnych, kompensacji łącznika. Analizę napięć powrotnych, jakim nych konstrukcjach, w tym SF6. Konieczne mocy biernej, sekwencji cyklu SPZ oraz poddawany jest wyłącznik, przeprowadzo- jest tylko konsekwentne gromadzenie da- konfiguracji przewodów w liniach wyso- no z wykorzystaniem schematu zastępcze- nych dotyczących wszelkich problemów kiego napięcia, na przebiegi procesów go przedstawionego na rysunku 9. zaistniałych w trakcie ich dotychczasowej łączeniowych. Lektura, zarówno Broszury Rozkład napięcia był sprawdzany za- eksploatacji. Technicznej nr 570 jak i artykułu [A3-115] równo podczas procesu zamykania jak Artykuł [A3-203] opisuje kanadyjskie pozwala stwierdzić, że jest do bardzo do- i otwierania wyłącznika. Metoda badawcza doświadczenia związane z eksploatacją bry materiał pomocniczy, także do pracy opracowana przez autorów artykułu zosta- urządzeń do kontrolowanego łączenia re- nad rozwiązaniami przewidywanymi do ła sprawdzona w praktyce na przykładzie alizowanego przez wyłączniki. Pierwsze zastosowania w polskim systemie elektro- wyłączników powietrznych i SF6 o napię- wyłączniki z systemami do kontrolowanego energetycznym. ciach znamionowych od 120 kV aż do łączenia zostały w Kanadzie zastosowane 735 kV. Badania koncentrowały się obec- ponad 20 lat temu i były użytkowane w róż- nie na wyłącznikach z dwoma przerwami, nych warunkach. Zabudowano je w sys- Zarządzanie czasem życia ale pozytywne wyniki skłaniają do przepro- temach o napięciu od 120 kV do 735 kV i starzenie się aparatury wadzenia sprawdzenia także dla wyłączni- i miały okazję pracować w temperaturach wysokiego napięcia ków z większa ilością przerw. od -40oC do +40oC. Operacje łączeniowe Przez szereg lat systemy elektroener- przy użyciu tego rozwiązania prowadzono Sprawność systemu elektroenerge- getyczne na całym świecie były wyposa- w polach, za pomocą których były przy- tycznego jest wynikiem zdolności poszcze- żane w wyłączniki małoolejowe. Obecnie łączone dławiki, baterie kondensatorów gólnych jego elementów do niezawodnej wyłączniki te są jeszcze z powodzeniem i transformatory. Rozkład tych instalacji na pracy. Aby w sposób świadomy utrzymy- eksploatowane w wielu miejscach i dla- rodzaje łączonych urządzeń i poziomy na- wać wysoki poziom tej sprawności po- tego warto poświecić nieco uwagi meto- pięcia przedstawia rysunek 10. trzebna jest wiedza na temat stanu tech- dologii dotyczącej sprawdzania ich nie- Dwie dekady eksploatacji układów do nicznego aparatów wysokiego napięcia zawodności i zdolności do dalszej pracy. kontrolowanego łączenia potwierdziły wa- zainstalowanych w stacjach elektroener- W artykule [A3-202] zaproponowano opra- lor ich stabilnej pracy i wysoką zdolność getycznych. Z tego względu zagadnienia cowanie modelu statystycznego opisują- do ograniczania zjawisk przejściowych, dotyczące rozwoju technik pozwalających cego szansę na kontynuację eksploatacji a zgromadzone dane statystyczne są po- na bieżące badanie i określanie poziomu wyłącznika małoolejowego. Model jest mocą w tworzeniu wymagań dla nowych, niezawodności aparatury, a głównie wy- tworzony na bazie danych statystycznych opierających się na tej samej zasadzie roz- łączników, znajdują już od szeregu lat swo- gromadzonych przez szereg lat dotych- wiązaniach. je znaczące miejsce w pracach Komitetu czasowego użytkowania. W ten sposób Walory wynikające z eksploatacji syste- Studiów A3 Aparatura wysokiego napięcia. powstaje zależność pokazująca prawdo- mów do kontrolowanego łączenia znane są Publikacji odnoszących się do tej proble- podobieństwo niezawodnej pracy wyłącz- nie tylko w Kanadzie. Szeroki rozwój ukła- matyki nie mogło także zabraknąć podczas nika małoolejowego w funkcji jego wieku. dów elektronicznych przy ich jednocześnie 45. Sesji CIGRE. Dane pochodzące ze stosowania modelu malejącym koszcie skłonił także operatora

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 155 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

160 140 120 120 kV 100 80 Total 60 161 kV 40 20 230 kV 0 1992 1996 2006 2012 Year 735 kV Transformer 2 8 315 kV Capacitor 21 66 Inductor 1 11 64 73

Rodzaj aplikacji Wybierany poziom napięcia

Rys. 10. Statystyka instalacji układów do synchronicznego łączenia w sieci kanadyjskiej

układu przesyłowego w Wielkiej Brytanii do do użytkowania dwóch specyfikacji tech- zarówno wysokiego jak i średniego napię- wykorzystania walorów rozwiązania, szcze- nicznych opisujących wymagania dla prze- cia. W pierwszej kolejności przygotowano gólnie dla przypadków rozładowywania prowadzania testów jakości tego typu ukła- ranking kryteriów pozwalających ocenić dławików i przerywania obciążenia pojem- dów. Dalsze osiągnięcia i plany w zakresie zdolność wyłącznika do dalszej, skutecz- nościowego w momencie przechodzenia kontrolowanego łączenia to opracowany nej eksploatacji. Kryterium o największym napięcia przez zero. W artykule [A3-204] niedawno Raport Techniczny IEC, będący znaczeniu przypisano liczbę 1, kolejnym, zaprezentowano doświadczenia z testowa- zbiorem wskazówek dla przeprowadzania kolejne liczby, aż do 10, co oznacza naj- nia i eksploatacji zestawów wspierających testów rozwiązań dedykowanych kontrolo- mniejsze znaczenie w proponowanym ran- wyłączniki w procesie łączenia obwodów wanym łączeniom i spodziewany w nieda- kingu. Zestawienie uzyskanych zależności o specyficznych właściwościach. Potwier- lekiej perspektywie przewodnik do przepro- przedstawiono w tabeli 1. dzono bardzo korzystny wpływ kontrolowa- wadzania testów odbiorczych i sprawdzeń Widoczny w tabeli znaczny spadek nego łączenia na kondycję wyłączników we w miejscu zainstalowania, nad którym pra- znaczenia bezpieczeństwa, w praktycz- wszystkich zastosowaniach, gdzie istotne cuje Grupa Robocza CIGRE o numerze nych zastosowaniach, został uznany za znaczenie ma ograniczanie zjawisk przej- A3.35. Na rysunku 11 przedstawiono test wynik ogólnego bezpieczeństwa eksplo- ściowych. Wobec braku, na obecnym eta- wyłącznika przeznaczonego do przerywa- atacji wyłączników pneumatycznych, nie- pie, wymagań normowych dla rozwiązań nia niewielkich prądów indukcyjnych. zależnie od ich wieku. Trzydzieści, czter- pozwalających przeprowadzać kontrolo- Artykuł [A3-205] został poświęcony dzieści lat temu wyłączniki powietrzne wane łączenia, sieci brytyjskie (NGC) zde- możliwości wydłużenia czasu poprawne- wysokiego i średniego napięcia były pro- cydowały się na opracowanie i wdrożenie go działania wyłączników powietrznych dukowane w wielu wersjach i przez szereg

Tabela 1 Ranking kryteriów decydujących o zakończeniu eksploatacji wyłącznika

Kryteria oceny przydatności Ważność teoretyczna Ważność stosowana do eksploatacji kryterium w praktyce Bezpieczeństwo 1 6 Niezawodność 2 1 Koszt eksploatacji 3 2 Ocena aktualnego stanu 4 4 Dostępność części zamiennych 5 5 Zagadnienia środowiskowe 6 7 Wiedza/dostępność ekspertów 7 9 Rys. 11. Wyłącznik podczas testu Wsparcie producentów 8 10 sprawdzającego zdolność przerywania Wiek 9 3 niewielkiego prądu indukcyjnego Przestarzałość rozwiązania 10 8

strona 156 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

wytwórców. Ich popularność trwała dość Residual life (Rz1) assessment End of life by diagnosis and analysis Cassation długo, nawet w okresie, kiedy pojawiły się Beginning of the lifetime of service nowe rozwiązania obejmujące wyłączniki Putting into operation Rev - Periodical Revision Rezidual life Rz1 SF6 i próżniowe. Decydowały o tym mię- Rev¶ Rev¶ Rev¶ Rev¶ Rev¶ Rev¶ Rev¶ dzy innymi wysokie zdolności łączeniowe w przypadku dużych mocy. Dobrą kondy- Normal operational life Extended life No1 Ex1 cję, aż do obecnych czasów wyłączniki powietrzne zawdzięczają wysokiej jakości Physical life Ph1 materiałów, z których były wytwarzane i rozwiązaniom pozwalającym na łatwość Rys. 13. Zabiegi eksploatacyjne podczas cyklu życia urządzenia wykonywania zabiegów eksploatacyjnych. Pewnym istotnym mankamentem rozwią- pokazuje, jak, z uwzględnieniem obowią- rekomendacjach dla zapobiegania prze- zań pneumatycznych jest oczywiście to- zującego w Rumunii prawa, tworzy się pięciom podczas łączenia małych prądów warzyszący ich pracy olbrzymi hałas, ale zalecenia dla procedur pozwalających na indukcyjnych, rozwiązaniach dostosowują- prawie zerowe koszty kapitałowe i niewielki wydłużanie czasu życia urządzeń w sto- cych aparaturę wysokiego napięcia do wa- koszt nakładu pracy podczas eksploatacji sunku do pierwotnie zakładanych okresów runków sejsmicznych, czy też sposobach dają szansę na przedłużanie okresu użyt- eksploatacji. Podstawą do opracowywania zapewniających utrzymanie ciągłości funk- kowania. Na wydłużenie czasu pracy wy- strategii eksploatacji są: monitoring prowa- cjonowania w warunkach dużych opadów łączników powietrznych mogą także wpły- dzony w systemie „on-line”, pomiary wyko- śniegu oraz w przypadku znacznych zanie- wać zabiegi odnawiające. Testy sprawdza- nywane w stanie wyłączenia i opracowania czyszczeń powietrza. jące stan techniczny i kondycję wybranych eksperckie zawierające diagnozę przygo- Szerokie wprowadzenie mechanizmów wyłączników powietrznych potwierdziły ich towaną dla wybranych urządzeń. Na ich rynkowych w obszar elektroenergetyki stosunkowo dobrą kondycję i zdolność do podstawie określa się zakres zabiegów spowodowało pewnego rodzaju zakłócenia dalszego funkcjonowania. Na rysunku 12 prewencyjnych, stosowanych w podsta- w długofalowym planowaniu pracy i roz- pokazano wyłącznik 275 kV o prądzie wy- wowym czasie eksploatacji i obmiar złożo- woju systemów przesyłowych. Koniecz- łączalnym 65 kA podczas sprawdzania na nych czynności sprawdzających, uwzględ- ność podejmowania, uzasadnionych eko- laboratoryjnym stanowisku prób. niających aktualny stan obiektu w rozsze- nomicznie, szybkich decyzji dotyczących rzonym czasie użytkowania. W ten spo- między innymi uruchamiania nowych, bądź sób powstaje polityka operatora systemu wyłączania istniejących generacji, czy też przesyłowego w zakresie zarządzania zmian w strukturze sieci dystrybucyjnych, czasem życia poszczególnych urządzeń wymusza na operatorach systemów prze- tworzących cały system energetyczny. Ry- syłowych akceptowanie funkcjonowania sunek 13 przedstawia w sposób graficzny niestandardowych topologii sieci. Taka sy- podejście do zabiegów eksploatacyjnych tuacja przenosi się na generowanie niety- w całym cyklu życia urządzenia. powych warunków pracy aparatury i urzą- dzeń zainstalowanych w sieciach przesyło- wych. Artykuł [A3-301] przedstawia analizę Wpływ ekstremalnych takich przypadków, na podstawie danych warunków pracy na aparaturę dotyczących systemów energetycznych wysokiego napięcia Brazylii i Południowej Afryki. Bardzo istot- Rys. 12. Biegun wyłącznika powietrznego nym problemem z punktu widzenia po- na stanowisku prób W obszarze tematyki dotyczącej nie- prawnej pracy systemu przesyłowego jest standardowych warunków pracy przed- lokalizowanie źródeł wytwórczych dużej Elementy sieci przesyłowej Rumu- stawiono artykuły odnoszące się głównie mocy z dala od centrów obciążeń. Taka nii, składające się z linii i stacji o napięciu do rozwiązań, dla których nie są obecnie konfiguracja przynosi nasilenie zjawisk 750 kV, 400 kV i 220 kV, w dwóch trzecich opracowane wymagania o charakterze przejściowych, jak na przykład napięcia swej wielkości osiągają właśnie kres zdol- normowym, a istnieje pilna potrzeba okre- powrotne, przepięcia chwilowe lub indu- ności do ekonomicznego funkcjonowania, ślenia oczekiwań, jakie powinny być speł- kowanie napięć w przebiegających rów- a w jednej trzeciej rozszerzają czas swojej nione, aby system elektroenergetyczny nolegle, na znacznych długościach, torach przydatności ponad wcześniej wyznaczo- mógł funkcjonować w sposób maksymal- prądowych. Dodatkowo, coraz częściej ne terminy. W takiej sytuacji niezbędne nie bezpieczny i niezawodny. Znajdziemy operatorzy systemów dystrybucyjnych nie staje opracowanie programu zarządzania tu przede wszystkim informacje o nara- mają pełnej kontroli nad przepływem mocy czasem życia aparatury. Artykuł [A3-206] żeniach elektrycznych i dielektrycznych, biernej, a wytwórcy nie prowadzą regulacji

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 157 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

napięcia dużych jednostek generatorowych. w przypadku każdej z metod, na ogranicze- kami trzęsień ziemi były tworzone we wła- W przypadku niewielkich obciążeń, napięcie nie zjawisk przejściowych towarzyszących ściwy sposób. Teraz należy tylko dokonać pracy może przewyższać napięcie znamio- procesowi łączenia. Kontrolowane łącze- rewizji wybranych parametrów wobec wnio- nowe. Takie ryzyko jest akceptowalne, ale nie potwierdziło swoje walory w przypadku sków wypływających z rozważań dotyczą- tylko dla krótkotrwałych stanów awaryjnych, wyłączników nowych i takich, dla których cych trzęsienia z marca 2011 roku. bowiem długotrwałe przekroczenie napięć prowadzono właściwie prace eksploatacyj- Artykuł [A3-305] to w praktycznym wy- znamionowych to ruch w kierunku wzrostu ne, dzięki czemu można je uznać za prawie miarze sprawozdanie z badań dotyczących przepięć łączeniowych. Nagromadzenie się nowe. Rezystory zamykające sprawdziły się pracy kompozytowych izolatorów apa- w sieci zjawisk niekorzystnych jest szcze- natomiast w przypadku wyłączników star- ratowych i kompozytowych przepustów, gólnie niebezpieczne dla transformatorów, szej konstrukcji. Ostatecznie stwierdzono, w warunkach znacznego zanieczyszcze- generatorów, dławików, indukcyjnych prze- że obydwie metody są właściwe do ogra- nia i w rejonach o dużych opadach śnie- kładników napięciowych i ograniczników niczania zjawisk przejściowych. Jednakże, gu. Badania były prowadzone pod kątem przepięć. Inny niekorzystny przypadek, kie- ze względu na ograniczenia niezawodno- sprawdzenia zachowania izolatorów kom- dy mogą występować trwałe przepięcia to ściowe kontrolowanego wyłączania w przy- pozytowych w szczególnie niekorzystnych instalowanie baterii kondensatorów. Znajo- padku starszych wyłączników, za lepsze warunkach środowiskowych, mając na mość opisanej problematyki i świadomość, rozwiązanie uznano stosowanie rezystorów uwadze ich liczne zalety, skłaniające do że potrzebne są niestandardowe wymagania zamykających. powszechnego stosowania. Dotychczaso- pozwala uruchomić poszukiwania rozwiązań 11 marca 2011 roku nawiedziło Japo- we doświadczenia ze stosowania izolato- dostosowanych do niekonwencjonalnych nię trzęsienie ziemi o niespotykanej sile, rów kompozytowych pozwoliły wyodrębnić sytuacji. Wiele tego typu prac wykonują Gru- którego magnituda osiągnęła 9 stopni ich następujące walory: py Robocze CIGRE, a ich rezultaty można w skali Richtera. Siły sejsmiczne były dwa • lepsze właściwości mechaniczne od znaleźć w różnego rodzaju publikacjach, razy większe aniżeli te, które przyjęto w ja- izolatorów porcelanowych, głównie Broszurach Technicznych. pońskich standardach do projektowania • hydrofobowość, Wyłączniki próżniowe są stosowane odporności sejsmicznej aparatury wyso- • prosta konstrukcja, w sieciach dystrybucyjnych od lat 80-tych kiego napięcia. Bilans uszkodzeń, jakie do- • odporność na eksplozję, ubiegłego wieku. Powszechnie wiadomo, tknęły infrastrukturę elektroenergetyczną, • niewielka waga, że przerywacze próżniowe w przypad- to 848 całkowicie zniszczonych jednostek • duża wytrzymałość w przypadku wzro- ku łączenia prądów indukcyjnych mogą aparatury w dwustu stacjach i 275 jedno- stu ciśnienia wewnętrznego, generować przepięcia przejściowe nara- stek okresowo wyłączonych z eksploatacji • odporność na zginanie, żające izolację przyłączanych urządzeń. w osiemdziesięciu stacjach. Zniszczenia, • odporność na ruchy sejsmiczne, Artykuł [A3-302] został poświęcony ana- jakkolwiek znaczące, dotyczyły jedynie • łatwość operowania, lizie teoretycznej i testom laboratoryjnym wyposażenia stanowiącego mniej niż 1% • korzystna cena. dotyczącym zapłonów wtórnych i zjawisku ogólnej populacji aparatury zainstalowanej przepięć. Dokonano teoretycznego i prak- w stacjach na terenie całej Japonii i zostały tycznego sprawdzenia wielu, różnego ro- odbudowane w ciągu tygodnia. Rozległość dzaju obciążeń i opracowano wytyczne do- i siłę opisanego trzęsienia ziemi przedsta- tyczące konieczności ich zabezpieczania wiono na rysunku 14. przed przepięciami. Wytyczne obejmują: Artykuł [A3-304] przedstawia informacje transformatory, silniki, dławiki i transforma- o wspomnianym trzęsieniu ziemi, ale przede tory piecowe. W artykule można znaleźć wszystkim dokonuje analizy wszelkich pa- informacje które odbiory i w jakich sytu- rametrów katastrofy pod kątem możliwych acjach powinny być zabezpieczane przez w przyszłości kierunków zabezpieczeń ograniczniki przepięć. przed rozległością awarii, pozwalających na Artykuł [A3-303] zawiera informacje ograniczenie wyłączeń w dostawach energii dotyczące łączenia baterii kondensato- elektrycznej do odbiorców. W trakcie ba- rów do kompensacji mocy biernej. Autorzy dań stwierdzono, że poziom uszkodzeń był przeanalizowali i porównali ze sobą dwie zdecydowanie wyższy dla aparatury o dłu- metody ograniczania prądów i napięć przej- gim okresie eksploatacji i zainstalowanej ściowych. Rozważaniom zostały poddane przed wprowadzeniem regulacji o zasadach układy do kontrolowanego łączenia i sto- projektowania odporności na zjawiska sej- sowanie rezystorów zamykających. Przed- smiczne. Należy zatem przyjąć, iż regulacje sięwzięcie miało także na celu określenie, stosowane w Japonii w zakresie ochrony Rys. 14. Wielkość przyspieszeń w trakcie jakie czynniki wywierają istotny wpływ, aparatury wysokiego napięcia przed skut- trzęsienia ziemi (1gal = 0,01 m/s2)

strona 158 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

SKG FKG CT1 CT3 CT4 CT6

CT2 CT5 Transformer Generator

PT1 PT2 MKG PT3 PT4 IKG MECHANISM

Rys. 16. Schemat wyłącznika generatorowego

rowego najlepiej zauważyć na schemacie gazowej czy też szczytowo pompowej. Rys. 15. Przepusty kompozytowe jednokreskowym przedstawionym na ry- Rysunek 17 prezentuje przekrój wyłącz- i porcelanowe podczas badań sunku 16. nika generatorowego wielkiej mocy z jego Jak łatwo stwierdzić, pod pojęciem wszystkimi elementami. Wobec tak licznych zalet stało się oczy- wyłącznika kryje się zestaw wielu apara- wiste, iż należy sprawdzać każdy rodzaj tów, które współpracując ze sobą są w warunków pod kątem możliwości stosowa- stanie realizować poprawnie funkcje łą- Podsumowanie nie izolatorów kompozytowych. Zachowa- czeniowe, czyli także odłączać miejsca nie się izolatorów kompozytowych w wa- zwarć od źródeł energii i wytrzymywać Sesja CIGRE 2014 przyniosła wiele cie- runkach silnych opadów śniegu i wysokich działanie napięć powrotnych. Aby odpo- kawych i całkowicie nowych informacji doty- narażeń zabrudzeniowych sprawdzano wiedzialnie uznać, że konstrukcja wyłącz- czących bieżącego stanu rozwoju aparatury zarówno w warunkach laboratoryjnych, nika w pełni nadaje się do zlokalizowania wysokiego napięcia. Zanim te rozwiązania jak i w układach rzeczywistych. Testowa- w torze prądowym pomiędzy generatorem pojawią się w naszym systemie elektroener- nie przepustów kompozytowych w rejonie a transformatorem blokowym potrzebne getycznym upłynie zapewne jeszcze nieco o obfitych opadach śniegi przedstawiono są liczne analizy, w tym także badania sy- czasu, niemniej jednak, patrząc na dokona rysunku 15. mulacyjne. Propozycję takich badań i spo- nujący się w ostatnich latach bardzo szybki Analiza zebranych w czasie spraw- sobu ich przeprowadzania zaprezentowali rozwój sieci przesyłowych i dystrybucyj- dzeń informacji pozwala w sposób jedno- autorzy artykułu. Przypomniano także, że nych, warto już obecnie zainteresować się znaczny stwierdzić, iż izolatory i przepu- podczas doboru wyłącznika generatoro- nowościami, aby umieć w niedalekiej przy- sty kompozytowe w trudnych warunkach wego należy pamiętać o rodzaju elektrow- szłości z powodzeniem je stosować. zimowych nie wykazują wzrostu prądu ni, w której będzie on pracował, ponieważ A jeżeli zdecydujemy się rozwijać po- upływu, intensyfikacji osadzania śnie- częstotliwość łączeń i warunki pracy są siadaną już wiedzę, to istotnym wsparciem gu ani zmian hydrofobowości. W przy- różne w przypadku elektrowni jądrowej, mogą być wyniki prac Grup Roboczych padku dużych zanieczyszczeń także nie CIGRE, na przykład Broszury Techniczne. zaobserwowano niekorzystnych zacho- W najbliższym czasie należy się spodzie- wań dotyczących właściwości izolacji wać opublikowania przez Komitet Stu- kompozytowej. diów A3 Aparatura wysokiego napięcia, re- Wzrost mocy jednostkowej generato- zultatów prac dotyczących między innymi rów i konieczność utrzymania bezpieczeń- następujących zagadnień: stwa pracy systemu elektroenergetycznego • symulacje łuku wewnętrznego i testy wymaga stosowania wyłączników genera- obciążalności prądowej, torowych o coraz większych zdolnościach • aparatura próżniowa wysokiego na- łączeniowych. Stopień skomplikowania pięcia, rozwiązań znacząco wzrasta, a wszystkie • starzenie się aparatury wysokiego na- one muszą być skrupulatnie sprawdzone pięcia i techniki hamujące ten proces, zanim będą zastosowane w warunkach • wpływ przeciążeń na aparaturę wyso- rzeczywistych. Artykuł [A3-306] omawia kiego napięcia, warunki pracy wyłącznika generatoro- • niekonwencjonalne przekładniki wyso- wego, narażenia jakim jest poddawany kiego napięcia z wyjściem cyfrowym, i metody testowania wyłączników dużych • praktyki odbiorcze instalacji z kontrolo- mocy, zrealizowanych w technologii SF6. Rys. 17. Przykład kompletnego wyłącznika wanym łączeniem, Poziom złożoności wyłącznika generato- generatorowego • doświadczenia z przypadkami opozycji faz.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 159 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Kolejne źródło cennych dla elektro- [7] Gonzalez D., Gallastegi A., Zatica U., Cor- [17] Boudreau J-F., Doche R. (Canada): Impact energetyków informacji to z całą pewno- menzana M. L. (Spain): Diagnosis of Ca- of Mechanical Operations on Minimum-Oil ścią kolejna sesja CIGRE planowana na pacitive Voltage Transformers in Service. Circuit Breaker Reliability. rok 2016 na której, w ramach tematyki New method to determine to accuracy of [18] Mercier A., De Carufel S., Taillefer P. (Ca- związanej z aparaturą wysokiego napięcia, CVTs while in service, without physical re- nada): Long-Term Reliability of Controlled przewiduje się rozważania dotyczące poni- ferences and with a light portable unit. Systems Observations from Two Decades żej wymienionych zagadnień. [8] Romero I., Martin J., Rivas R., Wall L., of Development and Experience. 1. Aparatura wysokiego napięcia spełnia- Sánchez J. C. (Spain): Overload Line Con- [19] Waldron M. (United Kingdom), Ait-Abdel- jąca nowe wymagania systemu energe- troller: New FACTS Series Compensation malek F., Ficheux A., Rayon J-L. (France): tycznego. Application Based on Switched Series Re- Qualification Process of a GIS 400 kV SF6 2. Zarządzanie czasem życia starzejącej actors. High Voltage Circuit Breaker Controlled się aparatury wysokiego napięcia. [9] Di Giulio A., Falorni D., Fraioli A., Iuliani V. Switching Solution. 3. Nowości dotyczące rozwoju aparatury (Italy), Svanberg M., Gullo M. (Sweden), [20] Janssen A., Van Riet M., Smeets R. P. P., wysokiego napięcia. Cardano P., De Nigris M., Pirovano G. Te Paske H. (The Netherlands), Illsley M. (Italy): Requirements for Increasing Safe- (United Kingdom): Life Extension of Well- ty and Reliability: New design of Current -Performing Air-Blast HV and MV Circuit Referaty Komitetu Transformers and experience on multiple Breakers. Studiów A3 stress test on composite bushings. [21] Hategan I., Diaconu C., Moldoveanu C., [10] Ritter A., Straumann U., Riechert U., Mihalicea E., Brezoianu V., Zaharescu S., [1] Papp K. (Austria), Sharp M. R., Peelo D. F. Franck Ch. M. (Switzerland): Investigation Toader B., Vasile A., Ionita I. (Romania): (Canada): High Voltage Dry-Type Air-Core of LC-Resonance Driving in Disconnector Romanian Experience with Lifetime Mana- Shunt Reactors. Bus-Transfer Testing. gement of High Voltage Equipment. [2] Chen W., Li Z., Liu W., Wang L., Li Ch., Han [11] Sperling E. (Switzerland), Schegner P. [22] Cavalho A., Fernadez P. C. (Brazil), Jans- B., Yan X., Wang H., Hu H. (China): Expe- (Germany): Dimensions of Influence of sen A. (The Netherlands), Nkosi S. (South riment and Simulation Research on VFTO RC-Dividers on The Measurement of Po- Africa): Stresses not Covered by Stan- in UHV GIS. wer Quality Parameters in High-Voltage dards and Overstresses Applied to Trans- [3] Rusek B., Neumann C., Haude J., Kleine- Transmission Networks. mission Equipment. korte K. (Germany), Smeets R. P. P. (The [12] Kojovic L. (USA), Argiropoulos K. (Greece): [23] Dullni E., Meppelink J. (Germany), Lilje- Netherlands): Capacitive Current Swit- Protection Devices and Solutions for Evo- strad L. (Sweden): Vacuum Circuit Breaker, ching Capability of Air-Insulated High Vol- lving Distribution Smart Grid. Switching Interactions with Transformers tage Pantograph Disconnectors. [13] Rostron J., Miccord N., Speas T. (USA), and Mitigation Means. [4] De Bhowmick B. N., Suresh Kumar B. N. V. Therby F. (France): Interrupter Technology [24] Miccord N., Rostron J., Speas T. (USA), R. C., Rao S. B. R., Sen U., Shivakumara for Switching Shunt Reactors Evolves as Therby F. (France): Comparison of Short Aradhya R. S., Meera K. S., Santosh Ku- The Frequency of Switching Reveals We- and Long Term Use of Synchronous Con- mar Patro K. (India): Assessment of Tran- aknesses in Traditional Designs. trol versus Closing Resistor Switching Me- sient Recovery Voltage for 1200 kV Circuit [14] Smeets R. P. P., Kertész V., Yanushke- thods for Capacitor Switching. Breaker. vich A. (The Netherlands): Modelling and [25] Ohno I., Ito T., Nakakoji H., Kobayashi T., [5] Sousa B. J. O., Pihkala A., Lehtonen M. Experimental Verification of DC Current Sato H. (Japan): Study of Seismic Design (Finland): Optimal Allocation and Asses- Interruption Phenomena and Associated and Guideline of Substation Equipment Ba- sment of Superconducting Fault Current Test-Circuits. sed on the Great East Japan Earthquake. Limiter in an Urban Meshed 110-kV Sub- [15] Janssen A. (The Netherlands), Dufournet [26] Miyakawa H., Takada H., Ito Y., Toyoda transmission Network. D. (France), Ito H. (Japan), Riechert U. M., Kida J., Koyama H. (Japan): Investi- [6] Hällström J. (Finland), Bergman A. (Swe- (Switzerland), Kajinpo H., Yamagata Y., gation of Composite Insulators in Extreme den), Dedeoğlu S. (Turkey), Elg A-P. (Swe- Kosakada M. (Japan), Poirier S. (Cana- Environments – Heavy Snow and Severe den), Houtzager E. (The Netherlands), da), Fan J., Xiang Z. (China), Fernandez P. Pollution. Klüss J., Lehtonen T. (Finland), Lucas W. (Brazil): Modeling of and recommendations [27] Smeets R. P. P., Te Paske L. H., Kuivenho- (Germany), Merev A. (Turkey), Meisner J. for UHV and EHV Switching Duties. ven S., Thomas R. (The Netherlands), Royot (Germany), Nieminen T., Soumalainen E-P. [16] Poirier S., Doche R., Pater R., Poirier J. V., Robin-Jouan P., Willieme J. M., Jacquier (Finland), Svensson S. (Sweden), Weber (Canada): Measurements of Dielectric Bre- F. (France): Interruption Phenomena. C. (France): New References for HVDC akdown Delays Between Series-Connec- Metering. ted Interrupters of a HV Circuit Breaker. CIGRE

strona 160 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Sławomir Noske ENERGA-OPERATOR SA

Kable – Komitet Studiów B1

Insulated Cables – Study Committee B1

Działalność Komitetu Studiów B1 (SC B1) i szczegółowe rozwiązania techniczne daje możliwość ograniczenia rozmiarów obejmuje wszystkie aspekty zagadnień do- w zakresie osprzętu kablowego, budowy rozdzielnicy. Obecnie takie mufy dostępne tyczących lądowych i morskich systemów linii kablowych w dużych miastach, pro- są na rynku do połączeń dwóch kabli WN kablowych AC i DC. W zakres prac SC B1 jektowania i rozbudowy linii kablowych, XLPE. Przykład możliwości zastosowania wchodzą m.in. zagadnienia teoretyczne a także projektowania i badań muf przej- mufy typu T jako głowicy na napięcie do i praktyczne związane z budową i badaniami ściowych oraz modernizacji linii kablowych 245 kV przedstawia rysunek 1. kabli i osprzętu kablowego oraz tematy zwią- podmorskich DC (B1-101, B1-106, B1-107, Jednym z przykładów zastosowania zane z budową, instalacją i eksploatacją linii B1-109, B1-113). muf typu T, opisanym w artykule, jest roz- kablowych. W zakres prac wchodzą również Przykładem prezentującym szczegóło- budowa rozdzielnicy WN La Reja. Na ry- zagadnienia badań i oceny oraz prognozo- we techniki w zakresie budowy linii kablo- sunku 2 przedstawiono rozwiązanie podłą- wania żywotności linii kablowych wysokich wych 245 kV jest artykuł B1-101. Artykuł czenia kabli w rozdzielni 132 kV istniejące napięć. Tematami wiodącymi w ramach, dotyczy głównie zastosowania muf roz- przed przebudową. Rysunek 3 przedstawia których przyjmowane były referaty na Sesję gałęźnych. Przedstawione w nim zostały przeprojektowane rozwiązanie w ramach Generalną CIGRE 2014, były: szczegółowe rozwiązania zastosowania rozbudowy stacji, już z wykorzystaniem • nowo instalowane lub modernizowane muf typu T na terenie Argentyny. Mufy te mufy typu T, z zainstalowaną głowicą na- systemy kablowe, mogą być wykorzystane też do połączenia powietrzną. • trendy w rozwoju nowoczesnych sys- linii napowietrznej na stacji rozdzielczej temów oceny, badania i monitorowania z dwoma kablami. Użycie tych muf jako Zakres prób i badań wykonywanych linii kablowych, głowicy wynikało z potrzeby rozbudowy na systemach kablowych • linie kablowe w sieciach przyszłości. stacji rozdzielczych WN w związku z ro- snącym zapotrzebowaniem na energię W artykułach z tego obszaru prezento- Nowo instalowane elektryczną. Z drugiej strony istniały rów- wano szeroki zakres badań i monitoringu lub modernizowane systemy nież istotne ograniczenia terenowe unie- obejmującego istniejące sieci kablowe. możliwiające zastosowanie „tradycyjnego” Przedstawione przykłady dotyczyły: W ramach wyżej wymienionego tema- sposobu rozbudowy sieci. W trakcie pro- • badań zespołu kablowego, badań pre- tu, na Sesji Generalnej CIGRE zaprezento- jektowania i budowy wykorzystano mufy kwalifikacyjnych i badań typu w odnie- wano 14 artykułów. Tematyka ich skupiała rozgałęźne typu T Plug-in/Plug-out stosu- sieniu do kabli XLPE pracujących w li- się w trzech obszarach: jąc po jednej stronie głowice typu plug-in niach AC i DC, pod uwagę były brane • przykłady budowy linii kablowych i szcze- dla wyprowadzenia dwóch kabli na linię próby linii przy napięciu udarowym (B1- gółowe rozwiania techniczne, napowietrzną. Zastosowanie muf typu T 102, B1-103, B1-110, B1-111, B1-112); • badania i próby zespołów kablowych, • rozbudowa sieci kablowych w systemach energetycznych.

Przykłady budowy linii kablowych i szczegółowe rozwiązania techniczne

W ramach tej tematyki przedstawionych zostało 5 referatów. Obejmowały one przykłady budowy linii kablowych jak Rys. 1. Schemat mufy rozgałęźnej typu T, połączenie Plug-in/Plug-out

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 161 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Rys. 2. Układ połączeń kabli WN w stacji La Reja przed przebudową

nych; przeprowadzone próby i badania modelowe pozwoliły na określenie dopuszczalnej obciążalności linii na poziomie 10-12% wyższym niż obliczone zgodnie z normą IEC 60287; • zagadnień związanych z projektowaniem i wykonaniem tuneli kablowych (B1-114).

Rozbudowa sieci kablowych w systemach energetycznych Rys. 3. Układ połączeń kabli WN w stacji La Reja po przebudowie – z wykorzystaniem mufy typu T, z zainstalowaną głowicą napowietrzną Zagadnienie udziału i rozbudowy linii kablowych w sieciach energetycznych opisywały dwa artykuły B1-104 i B1-105. jednym z istotnych wątków tych publi- lowania podjętych w celu scharaktery- W artykule B1-104 krajowy komitet CIGRE kacji była kwestia zmian i rozszerzania zowania obciążalności prądowej kabla zebrał informacje od przedsiębiorstw ener- zakresu badań zespołów kablowych 132 kV 630 mm2 3-fazowego, zastoso- getycznych o sieci kablowej WN w Brazylii, o dodatkowe próby wychodzące poza wanego do zasilania farm wiatrowych; ze szczególnym uwzględnieniem doświad- zakres zalecany w normie IEC 62067; prace wykazały, że stosowanie normy czeń z budowy linii kablowych WN. Łączna w praktyce okazuje się, że ze względu IEC 60287, dla badanej linii kablowej, długość analizowanej sieci kablowej WN na wymagania zapewnienia wysokiej może doprowadzić do wprowadzenia (powyżej 69 kV) wynosi 1,676 km. Na ry- niezawodności linii kablowych wysokie- pewnego niedoszacowania obciążalno- sunku 4 przedstawiono długości sieci ka- go napięcia istnieje potrzeba szerszego ści, z uwagi na mniejsze straty w zbroje- blowych dla poszczególnych poziomów rozpoznania pracy systemów kablo- niu, aniżeli obliczane dla stanów ustalo- napięcia. wych, a w szczególności gdy eksploatowane są one w cyklach o dużym ob- ciążeniu prądowych lub w stanach awaryjnych; pomiary i badania prowadzono w kierunku oceny możliwości zwiększe- nia obciążalności linii kablowych; badania typu rozszerzano np. o pomiary ciśnienia w warstwie granicznej osprzę- tu, pomiary współczynnika tarcia oraz o badania odporności połączeń z systemem uziemiającym na działanie prądów zwarciowych; • badań obciążalności prądowej; w artykule B1-108 przedstawione zostały wyniki badań eksperymentalnych i mode- Rys. 4. Długości sieci kablowych w Brazylii z podziałem na poziomy napięcia

strona 162 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

W artykule B1-105 przedstawione 80,00% zostały dotychczasowe doświadczenia 60,00% MATERIAL i wyzwania w stosowaniu linii kablowych 40,00% CIVIL WORKS podmorskich AC i DC do połączenia farm 20,00% INSTALLATION wiatrowych budowanych na morzu Pół- 0,00% nocnym z siecią przesyłową Niemiec. RIO DE JANEIRO MINAS GERAIS SÃO PAULO RIO GRANDE DO Obecnie niemiecki operator systemu prze- SUL syłowego TenneT realizuje zadanie połą- czenia budowanych farm wiatrowych na Rys. 5. Struktura kosztów budowy linii kablowych WN Morzu Północnym z lądowym systemem energetycznym Niemiec. W związku z de- cyzją rządu niemieckiego o wycofaniu się z energetyki jądrowej szacuje się, że do roku 2020 w obszarze Morza Północnego powstaną farmy wiatrowe o łącznej mocy 6,5 GW. Wiele projektów linii kablowych AC i DC jest już obecnie realizowanych zapew- niając możliwości przesyłowe na poziomie około 6,2 GW (stan na styczeń 2014). Ko- lejne projekty, sieci na napięciu 320 kV (900 MW), są jeszcze w fazie przetargowej. Z tymi projektami włącznie TenneT jest obecnie operatorem sieci z największym zasobem konwerterów DC typu VSC (Vol- tage Source Converters) i technologii kablowej DC XLPE, na całym świecie. Do stycznia 2014 roku zostało już zrealizowanych lub było w trakcie budo- Rys. 6. Alokacja geograficzna sieci łączących klastry farm wiatrowych na Morzu Północnym wy jedenaście projektów linii kablowych z lądową siecią przesyłową 400 kV WN. Szczegóły zostały przedstawione na rysunku 7. W publikacji zostały opisane uzyskane doświadczenia, wyzwania i perspektywy dalszego rozwoju, zwłaszcza dla technologii kabli podmorskich AC i DC.

Trendy w rozwoju nowoczesnych systemów oceny, badania i monitorowania linii kablowych

W tym temacie przedstawiono 11 ar- tykułów. Ponad połowa dotyczyła pomiaru Rys. 7. Zakres wybudowanych linii kablowych WN służących do połączenia farm wiatrowych wyładowań niezupełnych w liniach kablo- budowanych na Morzu Północnym z lądową siecią przesyłową wych SN i WN (B1-202, B1-203, B1-204, B1-205, B1-206, B1-211). Wskazuje to, jak dynamicznie rozwija się ten obszar badań Artykuł przedstawia zakres zróżnico- zwianych z budową linii kablowych w za- i monitoring oparty na pomiarze wyłado- wanych wymagań w zakresie niezbęd- leżności od obszaru kraju (rys. 5). Można wań niezupełnych (PD). Wynika to z faktu, nych zezwoleń i licencji wymaganych przy zauważyć duże zróżnicowanie w strukturze że stan techniczny linii kablowych zależny budowie linii kablowych WN oraz zwraca nakładów. Różnice te, w dużej mierze, są jest głównie od stanu izolacji, a występo- uwagę na typy stosowanych rozwiązań spowodowane różnym poziomem zurba- wanie wyładowań niezupełnych w izolacji konstrukcyjnych linii kablowych. Analizie nizowania terenu, w których prowadzone kabla jest ściśle związane z osłabianiem została także poddana struktura nakładów były prace. układu izolacyjnego. W artykułach pomiar

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 163 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

i monitorowanie wyładowań niezupełnych ści ładunku pozornego przy ocenie stanu może być wdmuchnięty kabel światłowo- są wskazywane jako najlepsza metoda, technicznego izolacji należy także brać pod dowy. Jedno z włókien może służyć do po- obecnie dostępna, do wykrywania wad uwagę napięcie zapłonu wyładowań niezu- miaru temperatury. Tak jest to w przypadku w układach izolacyjnych oraz do oceny pełnych oraz intensywność (ilość) wyłado- omawianej trasy linii kablowej SN relacji zmian w tych wadach. W pomiarach linii ka- wań niezupełnych. W związku z tym, że Oerlikon-Hönggerberg. Mierzona tempera- blowych będących w eksploatacji dostępne diagnostyka wyładowań niezupełnych sta- tura na całej długości kabla jest przesyłana i prezentowane są trzy różne podejścia do je się coraz częściej elementem badań od- przez układ pomiarowy do systemu obli- pomiarów PD: pomiary off-line PD, pomiary biorczych wybudowanych linii kablowych czeniowego. System obliczeniowy oblicza on-line PD oraz ciągłe monitorowanie PD. to badania wnz pozwalają wykryć wiele temperaturę żyły roboczej. Oprócz bieżą- Jako jedna z głównych trudności w reali- z wad powstałych w trakcie transportu ka- cego pomiaru jest także prognozowana zacji monitoringu PD w eksploatowanych bli i montażu linii kablowych. W artykule temperatura do 24 godzin. Przeprowadzo- liniach jest wysoki poziom zakłóceń, który B1-206 wnioskuje się, aby znowelizować ne badania wskazują na poprawność do- nie pozwala na wykrywanie mniejszych wy- normy IEC 60840 i IEC 62067 i dodać do konywanych obliczeń temperatury kabla na ładowań w linii kablowej. Jest to szczegól- pomiarów po instalacji linii kablowych po- podstawie takiego rozwiązania. nie trudne w pomiarach wyładowań niezu- miar PD. pełnych wykonywanych on-line. Ważnym obszarem monitorowania W artykule B1-201 zaprezentowane wskazywanym w artykułach jest także po- Linie kablowe w sieciach zostały doświadczenia z pomiaru on-li- miar temperatury kabli (B1-203, B1-208). przyszłości ne, a więc z pomiaru dokonywanego na Ze względu na coraz większe obciążenie liniach kablowych podłączonych do sieci, sieci i szybko zmieniające się sytuacje ob- W tym obszarze zostało zaprezento- tj. w rzeczywistych warunkach pracy linii. ciążenia, ważnym staje się wykorzystanie wanych 8 artykułów. Dokument B1-301 W ramach współpracy między UNSW (Uni- znajomości maksymalnych zdolności prze- prezentuje opracowane przez RTE (fran- versity of New South Wales) i przedsiębior- syłowych linii kablowych. Techniki i sys- cuskiego operator systemu przesyłowego) stwami energetycznymi prowadzono bada- temy monitorowania temperatury pozwa- rozwiązanie budowy linii kablowych w celu nia nad rozwojem australijskich systemów lają na określenie „hot spotów” w liniach poprawy pewności zasilania w obszarze monitoringu PD on-line dla strategicznych kablowych i optymalizację wykorzystania południowo-wschodniej Francji (między liniach kablowych. Zostały opracowane zdolności przesyłowej kabla. Wykorzysta- Provence i Riwierą Francuską: Marsylia- algorytmy przetwarzania cyfrowych sygna- nie włókna światłowodowego pozwala na -Toulon-Cannes-Nicea). Obszar ten posia- łów zapewniające nie tylko eliminację za- określanie zmian obciążenia sieci kablo- da stosunkowo słabo rozbudowany system kłóceń z odczytu, lecz także pozwalające wej na podstawie pomiarów temperatury sieci przesyłowych w zakresie zapewnienia na wyodrębnienia statystyczne cech, za- on-line (Real Time). Wykorzystanie takich bezpieczeństwa dostaw. W tym dość gęsto równo w dziedzinie czasu jak i częstotliwo- rozwiązań zarówno do kabli w sieci WN jak zaludnionym obszarze nie ma możliwo- ści, umożliwiając tym samym klasyfikacje i SN w przedsiębiorstwie dystrybucyjnym ści zamknięcia pętli linii napowietrznych różnych typów PD. Na rysunku 8 przed- EWZ (Szwajcaria, miasto Zurich) zostało 400 kV od strony północnej. Do tej pory nie stawiono ogólną konfigurację systemu do przedstawione w artykule B1-208. Przy- było alternatywnych rozwiązań dla braku monitoringu PD. kład rozwiązania kabla z włóknem optycz- możliwości budowy linii napowietrznych. W artykułach wskazuje się także na nym do pomiaru temperatury przedstawia W ramach poszukiwania innych alterna- fakt, że amplituda PD nie zawsze jest naj- rysunek 9 (linia kablowa 22 kV Oerlikon – tywnych rozwiązań zdecydowano się na istotniejszym parametrem do korelowania Hönggerberg). budowę trzech odcinków linii kablowych poziomu degradacji spowodowanej defek- W EWZ, podobnie jak na rysunku, ka- 225 kV AC w celu wzmocnienia istnieją- tem wewnątrz izolacji kabla lub osprzętu ble wysokiego i średniego napięcia zostały cej sieci. Łączna długość planowanej sieci z zagrożeniem przebicia. Oprócz warto- od kilku lat wyposażone w tuby, w które ma wynieść 107 km (Boutre-Trans 65 km),

3-phase HV power cables PD sensor

PD sensor 3G/4G network PD sensor

VPN Wireless Network server modem port USB coaxial cables port PDM I or II Rys. 9. Schemat kabla SN z rurami Rys. 8. Systemu PDM do monitoringu on-line PD do wdmuchiwania światłowodów

strona 164 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

(Biançon-Fréjus 25 km), (Biançon-La Bocca sobie ambitne cele na rzecz konkurencyj- transformatorowych 110/10 kV w centrum 17 km). Wyzwaniem w projekcie było zanej gospodarki niskoemisyjnej, w szczegól- miasta Essen. Po przeprowadzonej anali- projektowanie linii w obszarze o skalistych ności poprzez zwiększenie wykorzystania zie i przygotowaniu studium wykonalności glebach i bardzo wysokich temperaturach odnawialnych źródeł energii w sektorze dla wykorzystania kabli HTS w sieci kablo- otoczenia. RTE, producenci kabli i firmy energetycznym (obszary północne). Dla wej w mieście Essen przystąpiono do bu- inżynierskie budownictwa realizując to za- południowych i wschodnich obszarów kra- dowy pierwszego etapu budowy linii HTS danie wprowadziły wiele innowacyjnych jów śródziemnomorskich (SEMC) celem o długości około 1 km. Przykład kabla pla- rozwiązań, aby osiągnąć cel. Do tych roz- jest nie tylko zaspokojenie rosnącego za- nowanego do zastosowania w tym projek- wiązań można zaliczyć między innymi: potrzebowania na energię elektryczną, ale cie przedstawia rysunek 10. • wszystkie długości projektowanych od- również eksport energii elektrycznej z od- cinków kablowych zostały zoptymalizo- nawialnych źródeł energii (OZE). Dla speł- LN2 LN2 Cryostat wane z dążeniem do zastosowania jak nienia tych zadań określono też strategię Inlet Dielectric Return najdłuższych odcinków; zastosowano rozwoju sieci przesyłowej umożliwiającej 50- tonowe bębny z możliwością przy- przyłączania OZE i zwiększenie transgra- gotowania i transportu odcinków kablo- nicznej wymiany energii dla realizacji po-

wych o długości do 1400 m, pozwoliło krycia potrzeb rynku wewnętrznego i ze- Former Phase 2 Screen to zminimalizować liczbę odcinków; wnętrznego oraz poprawy bezpieczeństwa Phase 1 Phase 3 • zastosowano w kablu żyłę roboczą, dostaw. W okresie do 2030 roku wyma- w zależności od temperatury otoczenia, gana zdolność wymiany energii pomiędzy Rys. 10. Budowa kabla nadprzewodzącego 2000 i 2500 mm², aby zapewnić zdol- Północą i Południem a Wschodem może typu HTS ność przesyłową na poziomie 800 MW; dochodzić do 5-10 GW (w zależności od • straty eksploatacyjne są minimalizowa- rozwoju scenariuszy). Prototyp kabla został wyprodukowany ne przez zastosowanie żyły roboczej Opisywane w artykule przedsięwzię- w 2012 roku i przebadany w roku 2013. miedzianej typu Milliken z drutami ema- cie MEDGRID przedstawia zasady rozwią- W marcu 2013 roku, po zakończeniu liowanymi; takie rozwiązanie zmniejsza zań postawionych celów i ogólne podej- wszystkich wymaganych badań, rozpoczę- skutki zjawiska naskórkowości. ście, ale nie dla realizacji konkretnego da- to produkcję wszystkich elementów syste- • zwiększono maksymalną siłę naciągu nego projektu, a poprzez przeprowadze- mu kablowego HTS. W kwietniu 2014 roku do 10 000 daN do układania kabli w ka- nie np. studium wykonalności podmorskiej rozpoczęto budowę i instalację linii kablo- nałach; linii kablowej układanej na głębokości do wej HTS. Trasa linii została pokazana na • zastosowanie bezpośredniego cross- 2500 metrów i długości do 600 km. Przed- rysunku 11. -bondingu umożliwiło oszczędność 75% stawione rozwiązania dotyczą okresu do Kolejne rozwiązanie prezentujące systemu łączenia (braki pośrednich roku 2030. wykorzystanie wysokotemperaturowe- skrzynek łączeniowych); W artykule B1-303 przedstawiono algo kabla nadprzewodzącego HTS zostało • zoptymalizowano konstrukcję wyko- ternatywę dla rozbudowy sieci kablowej zaprezentowane w artykule B1-305. Ka- pów, co skutkowało redukcją o 35% wy- 110 kV w obszarach miejskich. Propozycja bel HTS na napięcie na 66 kV o długości dobywanego wypełnienia oraz reduk- ta oparta jest na wykorzystaniu nadprze- 240 m został zainstalowany w stacji Asahi cją o 45% materiałów wypełniających wodzących kabli typu HTS. Dzięki kablom firmy Tokyo Electric (TEPCO) w Yokoha- o kontrolowanych właściwościach; HTS 10 kV można zrezygnować z budowy mie. Zdolność przesyłowa linii HTS 66 kV • całość rozwiązań i sposób wykonania czterech, z dziesięciu planowanych, stacji wynosi 200 MVA. prac były realizowane tak, aby zosta- ły spełnione dwa kluczowe wymagania: znacząca redukcja kosztów oraz zmniejszenie czasu trwania budowy; spełnienie drugiego wymagania mogło skutkować zminimalizowaniem utrud- nień dla społeczności i mieszkańców. Artykuł B1-302 przedstawia inicjatywę MEDGRID mającą na celu promowanie rozwoju przesyłowej sieci śródziemnomor- skiej oraz połączeń wzajemnych mających na celu uwzględnienie interesów wszystkich krajów w całym basenie Morza Śród- ziemnego. Komisja Europejska wyznaczyła Rys. 11. Trasa linii kablowej HTS 10 kV

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 165 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

[3] B1-103. Advanced type testing program in or- w pancerzach o różnych konstrukcjach. der to assure the reliability of new cable sys- W artykule wykazano, że straty w pancer- tems, V. Beghin, C. Szczepanski, J. Becker. zach są mniejsze aniżeli obliczone wg nor- [4] B1-104. Newly installed underground my IEC. AC cable systems in Brazil, C.D. Peixoto, W artykule B1-307 przedstawiono J.C.R. Lopes, N.H.G.R. de Louredo, E. Ka- wyniki badań laboratoryjnych drzewienia rabolad Filho. wodnego w kablach podmorskich XLPE [5] B1-105. The first HVAC and HVDC grid 12 kV z żyłą roboczą Cu. Głównym ce- connection projects for wind power inte- lem tych badań było określenie wpływu grationin German North Sea: experience, naprężeń mechanicznych na rozwój drze- challenge and outlook, D. Zhang, V. We- wienia wodnego w kablach stosowanych rle, J. Jung. [6] B1-106. Urban 220 kV Cable Transmis- w liniach off-shore, gdzie swobodnie zwi- sion: Paradigm Perspective, K. Sharma, sające z konstrukcji pływających kable P. Kumar, M.S. Rao, V.G. Sonar, T.V. Ta- zostają w wodzie poddawane działaniu sił lande, A.K. Phadnis. rozciągających i zginających. W badaniach [7] B1-107. Lessons Learnt from Permitting odcinki kabli zostały poddawane jednocze- and Consent relevant to AC UGC Lines: snemu działaniu napięcia przemiennego The 150 kV “Cagliari Sud - Rumianca” case, oraz naprężeń mechanicznych statycz- M. Forteleoni, V.P. Licciardi, M. Rebolini. Rys. 12. Widok kabla HTS i schemat nych i dynamicznych. Kable były badane [8] B1-108. Current Rating Optimisation for podłączenie kabla HTS w rozdzielni Asahi w warunkach rozciągania wzdłużnego lub Offshore Wind Farm Export Cables, .A.J zginania. W wyniku badań stwierdzono, że Pilgrim, S. Catmull, R. Chippendale, P.L. Po udanych próbach w październi- rozwój drzewienia wodnego jest większy, Lewin, P. Stratford, R. Tyreman. [9] B1-109. 138 kV Transition Joint between ku 2012 roku kabel został podłączony do gdy kable są poddawane działaniu naprę- High-Pressure Fluid-Filled and XLPE Ca- sieci po raz pierwszy i zapewnia dostawę żeń mechanicznych statycznych. W wa- bles, A. Makovoz, J. Ruth. energii elektrycznej do 70 tys. gospodarstw runkach badań nie zauważono wpływu [10] B1-110. Practical Application of +/-250 domowych. System jak dotychczas pracu- naprężeń dynamicznych. kV DC-XLPE Cable for Hokkaido-Honshu je stabilnie i bezprzerwowo. Niektóre sprę- Artykuł B1-308 opisuje badania zwią- HVDC Link, C. Watanabe, Y. Itou, H. Sa- żarki i pompy obiegowe poddane zostały zane z opracowaniem i stosowaniem izola- saki, S. Katakai, M. Watanabe, Y. Murata. rutynowej konserwacji, bez przerw w pracy cji DC XLPE w liniach kablowych DC z kon- [11] B1-111. Lightning impulse test levels for całego systemu. wertorami VSC w Korei. Stosowany w ka- extruded HVDC cable systems, J. Lundqu- W artykule B1-304 zaprezentowana blach materiał izolacyjny został opraco- ist, C. Engelbrecht, E. Thunberg, H. Jans- została platforma technologiczna w za- wany w skali laboratoryjnej i zastosowany son, V. Dubickas, T. Worzyk. kresie rozwoju izolacji typu P-Laser dla w badaniach kabli ± 80 kV. Charakteryzuje [12] B1-112. Impact of QA/QC on the Success- ful Commissioning of Long 380 kV XLPE kabli SN i WN. Innowacyjna technologia się on mniejszą tendencją do akumulacji Cable Systems, S. Meijer, F.H. de Wild, pozwala na produkcję nowego materia- ładunku i może znaleźć zastosowanie w li- G.R. Kuik, J. Ter Haar, R. Ross, V. Waschk. łu izolacyjnego (P-Laser) bazującego na niach kablowych HVDC o różnych typach [13] B1-113. New Innovative Cable Installation odpowiednim przetworzeniu materiałów konwertorów DC. Prace trwały ok. sześciu Methods used for the 500 kV HVDC Pro- termoplastycznych (HPTE). Właściwości lat i przewidziane jest zastosowanie opra- ject, Skagerrak 4 between Denmark and elektryczne i mechaniczne izolacji kablowej cowanych materiałów w kablach DC do Norway, L. Bjerke, T. Kvarts. typu P-Laser są podobne lub nawet lepsze napięcia ±500 kV. Zakłada się, że dopusz- [14] B1-114. Flexibility of Natural/Forced Ven- od szeroko stosowanych obecnie kablo- czalna długotrwała temperatura pracy tych tilated Tunnel for EHV cable Links Across wych materiałów izolacyjnych typu XLPE, kabli wynosić będzie 900C. Urban Environments, S. Al Jallaf, L. Po- EPR i HEPR. Produkcję kabli SN o izola- piel, H. Busamra, O. Moreau, K. Al Roken, cji typu P-Laser MV rozpoczęto we Wło- O.J. Jarry, J. George. [15] B1-201. A Deeper Insight into Fault Loca- szech w 2009 roku, a całkowita długość Referaty Komitetu tion on Long Submarine Power Cables, M. obecnie zainstalowanych kabli przekracza Studiów B1 Bawart, M. Marzinotto, G. Mazzanti. 21 000 km. [16] B1-202. Diagnostic Testing and on-line [1] B1-101. Application of T-Joints in high Artykuł B1-306 poświęcony został te- Condition Monitoring of Cable Systems matyce strat w pancerzu trójżyłowych kabli voltage underground cables installations, Based on Partial Discharge Measure- podmorskich. Badaniom zostały poddane F.W. Seybold, L.A. Medaglia, I.M. Ruiz. ments, B.T. Phung, Z. Liu, T.R. Blackburn, dwa silnie opancerzone kable podmorskie [2] B1-102. 330 kV XLPE Cable Specific eT - G. Burgess, P. Mc Mullan, H. Zhang. 145 kV, (800 mm2, 630 mm2). Porówny- sting Protocol Requirements, K. Tang, D. [17] B1-203. Belgian philosophy and experien- wano wyniki obliczeń oraz pomiarów strat Paton, G. Bucea, S. Mashio, Y. Muramatsu. ce with temperature monitoring of cable

strona 166 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

systems by means of distributed tempe- Chimi, B. Heimbach, J. Bader, H. Luternauer. [29] B1-304. Development and qualification of rature sensing techniques and future PD [23] B1-209. US DGA (Dissolved Gas Analysis) 150 kV cable produced with highly inno- monitoring techniques, B. Hennuy, P. Le- Experience on High Voltage Extruded and vative P-Laser technology, M. Albertini, A. emans, B. Mampaey, M. Burceanu, J. Van Oil-Paper Terminations, Including their Dif- Bareggi, L. Caimi, S. Chinosi, V. Crisci, S. Slycken. ferences, N. Singh, S. Singh, R. Reyes, B. Franchi Bononi, A. Gualano, L. Guizzo, G. [18] B1-204. Combination of Withstand Voltage Choma, M. Uzelac, K. Zhou, T. Zhao. Perego, G. Pozzati. Testing by Frequency-tuned Resonance [24] B1-210. Online travelling wave-based fault [30] B1-305. Japan’s first in-grid operation of a and Partial Discharge Testing under Dam- location on crossbonded AC cables in 66 kV - 200 MVA superconducting cable ped AC for Power Cables in Field, Y. Xu, B. underground transmission systems, C. F. system, T. Mimura, S. Honjo, T. Masuda, A. Liu, J. Xue, H. Li, Y. La. Jensen, C. L. Bak & U. S. Gudmundsdottir. Machida, T. Hara. [19] B1-205. Experience of Partial Discharge [25] B1-211. Development and Application of [31] B1-306. Current dependent armour loss in with IEC Type Testing and after Installation Compact Type On-line PD System at on- three-core cables: comparison of FEA re- Testing for extruded Cables, A. El Farasko- -site for detecting PD by applying AC with- sults and measurements, M. M. Hatlo, J. ury, O. Gouda, M. Mokhtar, M. Mehann. stand voltage in underground power cable. J. Bremnes. [20] B1-206. Experiences about PD Measure- [26] B1-301. Innovative insertion (wprowadza- [32] B1-307. Water Tree Ageing of High Volta- ments on Installed HV Cable Systems, F. nie) of very long AC cable links into the ge XLPE Cable Insulation System under Garnacho, I. Trasmonte, R. Martin, M.A. transmission network , F. Lesur, P. Mirebe- Combined Dynamic Mechanical and AC Sánchez-Urán, J. Ortego, F. Álvarez, D. au, M. Mammeri, J. Santana. Electrical Stress, E. Ildstad, S.M. Hellesø, Prieto, J. Vallejo, M.A. Jiménez. [27] B1-302. Specific submarine cable system S. Hvidsten, H. Faremo, P. Egrot, J-O. [21] B1-207. REE’s experience in predictive challenges for the development of a Me- Boström, S. Nilsson, J. Eek, J. Matallana, maintenance based on monitoring of scre- diterranean interconnection grid, P. Adam* H.M. Wølneberg. en currents in high voltage underground E. Colombo, S. Sim, A. Burns. [33] B1-308. Development Status of DC XLPE cables, R. García Fernández M.D. López- [28] B1-303. AmpaCity Project – Advanced Cable in Korea, T.H. Lee, S.B. Lee, J.H. -Menchero, G. Donoso Conejo. Superconducting 10 kV System Replaces Nam, Y.H. Kim, S.K. Lee, I.H. Lee, S.I, [22] B1-208. Pilot Project for Cable Capacity Conventional 110 kV Cable System in City Jeon, Y.J. Won, J.S. Kim, J.H. Lee. Monitoring using Optic Fibre Cables and Center, M. Stemmle, F. Merschel, M. Noe, Prognostic Software in the City of Zurich, E. A. Hobl, N. Lallouet. CIGRE

Piotr Wojciechowski ELBUD-PROJEKT Warszawa Sp. z o.o.

Linie napowietrzne – Komitet Studiów B2

Overhead Lines – Study Committee B2

Komitet SC B2 jest jednym z najwięk- i modernizację. Obecnie została wydana 1) zwiększenie akceptowalności linii napo- szych i najstarszych Komitetów w CI- przez SC B2 Zielona Księga, stanowiąca wietrznych, GRE. W 25 Grupach Roboczych pracuje kompendium wiedzy z zakresu: historii, 2) zwiększenie zdolności przesyłowych li- obecnie około 300 ekspertów z ponad projektowania, budowy i eksploatacji linii istniejących, 40 krajów. Działalność SC B2 obejmuje: nii napowietrznych. Książka ta, licząca 3) zwiększenie niezawodności i dostępno- projektowanie, budowę i eksploatację ok. 900 stron, została napisana przez ści linii napowietrznych. linii napowietrznych (fundamenty, słu- 36 ekspertów z całego świata (również Tematyka wiodąca na sesji została py, przewody, izolatory, osprzęt), testy z Polski). podzielona na trzy tematy preferencyjne, sprawdzające, badania eksploatacyjnej Główne strategiczne kierunki działalno- z których każdy podzielony był na kilka za- wydajności, a także ich konserwację ści Komitetu B2 to: gadnień wiodących.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 167 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

1. Minimalizacja wpływu linii napo- Minimalizacja wpływu wietrznych: linii napowietrznych • projektowanie, budowa, eksploatacja, • ekologia, wegetacja i zarządzanie Uzyskiwanie nowych pozwoleń na bu- przyrodą, dowę napowietrznych linii elektroenerge- • trasowanie linii i wizualna ich akcep- tycznych staje się na całym świecie coraz tacja, trudniejsze z uwagi na rosnące wymagania • projektowanie i doświadczenia z kablo- w zakresie ochrony środowiska, przedłuża- waniem linii. jące się procedury formalnoprawne, wzrost kosztów nieruchomości i wzrost kosztów Rys. 1. Linia 800 kV HVDC Biswanath 2. Niezawodność i optymalizacja pro- budowy. W związku z tym Inwestorzy za- Chariyali – Agra jektowania: częli poszukiwać rozwiązań technologicz- • narzędzia i metody, nych i materiałowych, które pozwalałyby Zastosowano także wielotorowe kon- • wpływ różnych projektów na początko- na zwiększenie obciążalności starych i no- strukcje słupów wyposażone w cztero- we koszty i koszty eksploatacji linii, woprojektowanych linii. wiązkowe przewody, a w celu minimaliza- • wpływ kosztów związanych ze: środo- Referat indyjski B2-104 opisuje sposób cji zwisów przewodów zaczęto stosować wiskiem, regulacjami prawnymi i opinią zminimalizowania wpływu rozwoju napo- przewody typu HTLS. publiczną. wietrznych linii elektroenergetycznych na Dzięki zastosowaniu konstrukcji słupów zajmowany przez nie teren niezbędny do wielotorowych zwężono pas drogi ze 106 m 3. Przewody: montaż i długoterminowa budowy i prawidłowego ich funkcjonowania. do 46 m, jak pokazano na rysunku 2. Nato- sprawność: Przez ostatnie dwie dekady system energe- miast zastosowanie przewodów typu HTLS • montaż, koszty i metody wymiany prze- tyczny w Indiach rozwijał się bardzo dyna- pozwoliło na dwukrotne zwiększenie obcią- wodów pod napięciem, micznie. Z uwagi na dużą gęstość zaludnie- żalności linii. Na rysunku 3 przedstawiono • pełzanie i zmęczenie w nowych typach nia kraju, dynamiczny rozwój infrastruktury porównanie kosztów linii i strat przesyłu dla przewodów, mieszkaniowej i przemysłowej oraz wy- różnych rodzajów linii od 400 do 1200 kV. • zachowanie mechaniczne nowych kon- magania związanie z ochroną środowiska Referat brytyjski B2-107 przedstawia figuracji wiązek przewodów. – występują znaczne ograniczenia w uzy- rozwój i zalety stosowania kompozytowych skiwaniu prawa drogi dla linii. W związku poprzeczników izolacyjnych dla linii napo- Wszystkie referaty były publikowane z powyższych POWERGRID India podjął wietrznych. Głównymi zaletami stosowania wcześniej na stronie internetowej CIGRE szereg zabiegów uwzgledniających użycie takich rozwiązań są: i dostępne dla wszystkich zarejestrowanych nowych technologii, materiałów i rozwiązań • rozwój linii i słupów kompaktowych, uczestników konferencji. W trakcie konfe- systemowych mających na celu minimaliza- • zwiększenie odstępów izolacyjnych, rencji referaty prezentowano podczas se- cje wpływu nowo budowanych linii na śro- • uzyskanie zmniejszenia wysokości słu- sji posterowej, gdzie każdy z autorów miał dowisko i zajmowany przez nie teren. pów linii 400 kV o 25%, możliwość przedstawienia swojego referatu Zainicjowano budowę linii 800 kV • uzyskanie zmniejszenia szerokości słu- i udzielenia odpowiedzi zainteresowanym UHVDC (rys. 1) oraz 1200 kV UHVAC, które pów o 13%. uczestnikom konferencji na zadawane py- są aktualnie budowane i których koszt uzy- Prowadzi to bezpośrednio do zredu- tania. W niniejszym artykule przedstawiono skania prawa drogi jest kilkukrotnie mniej- kowania ciężaru stali użytej do budowy po kilka wybranych referatów z poszczegól- szy dla 1 MW przesyłanej energii w stosun- słupów, redukcji sił działających na fun- nych tematów preferencyjnych. ku do poprzednio budowanych linii. damenty, a w konsekwencji zmniejszenia

Comparative Line Cost & Line Losses 2.35 2.50 2.35 70 m 2.00 Line Cost per unit Power Flow 46 m 1.64 1.60 1.58 (Rs million/MW) 1.50 Normal Line Loss % 1.18 1.15

1.07 (per 200km length) 1.03

1.00 0.88 0.78 0.71 0.67 0.67 0.64 0.58 23 m 60 m 23 m 0.50 2X400kV D/C lines 400kV Quad Circuit Line Reduction in ROW Requirement 106m to 46m 0.00 400 kV 400 kV 400 kV 500 kV 765 kV 765 kV 800 kV 1200 kV 400 kV Multi-circuit Tower ROW Minimization S/C D/C D/C HVDC S/C D/C HVDC S/C (Twin) (Twin) (Quad) Figure-2 Transmission Line Rys. 2. Redukcja pasa drogi przy zastosowaniu konstrukcji słupów wielotorowych Rys. 3. Porównanie kosztów linii i strat przesyłu

strona 168 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

kosztów budowy linii. Prowadzone są indziej spotykane rośliny i zwierzęta. W celu Zmniejszenie widoczności linii można próbne testy takich poprzeczników w wa- minimalizacji wpływu linii napowietrznych uzyskać zarówno poprzez zmianę usytu- runkach terenowych. Jeden test był pro- na środowisko w Japonii zastosowano sze- owania słupów (rys. 6), jak również przez wadzony na linii położonej w górach Szko- reg zabiegów. zastosowanie ich kolorystyki oraz materia- cji na wysokości 637 m n.p.m., gdzie tem- Linie prowadzi się (o ile to jest możliwe) łów i kształtów bardziej harmonizujących peratury dochodzą do -20oC, a wiatr wieje z uwzględnieniem unikania rejonów wystę- z otoczeniem. Dodatkowo stosuje się prze- z prędkością 160 km/h. Po dwóch latach powania „drogocennych” zwierząt lub ro- wody o zmniejszonej refleksyjności, jak po- eksploatacji nie zauważono śladów zuży- ślin, a jeżeli jest to niemożliwe minimalizuje kazano na rysunku 7, a w miejscach przelo- cia poprzecznika. się ich wpływ poprzez: tu ptaków fluorescencyjne elementy ostrze- • zmniejszenie widoczności słupów i ele- gawcze zapobiegające kolizjom ptaków mentów linii, z przewodami (rys. 8). Dodatkowo w celu • unikanie procesów budowy w okresie minimalizacji hałasu od wiatru oddziałują- wegetacji roślin i okresów lęgowych cego na przewody w warstwie zewnętrznej zwierząt, stosuje się druty „spiralne” (rys. 9). • zmniejszenie hałasu od linii oraz w trakcie jej budowy, • używanie technologii zmniejszających degradacje środowiska. Rys. 4. Poprzecznik izolacyjny na linii napowietrznej w górach Szkocji Bad

Drugi test rozpoczęto w maju 2012 roku na północnym wybrzeżu Szkocji i miał na celu zaobserwowanie „zachowania elektrycznego” poprzecznika izolacyjne- Good Rys. 8. Elementy na przewodach go w trakcie zmieniających się warunków ostrzegające ptaki pogodowych w porównaniu z tradycyjnym układem izolacyjnym. W trakcie 18-mie- sięcznych testów nie zaobserwowano żad- nych przepięć, a zachowanie się poprzecz- Bad Good nika odpowiadało przewidywaniom.

Bad Good

Rys. 9. Konstrukcja przewodu o zmniejszonym hałasie od oddziaływań wiatru

Rys. 5. Poprzecznik izolacyjny w stacji prób elektrycznych Niezawodność i optymalizacja Rys. 6. Przykłady zmniejszenia projektowania W japońskim referacie B2-108 przedsta- widoczności linii wiono sposoby minimalizacji wpływu budo- Tematem indyjskiego referatu B2-201 wanych w Japonii napowietrznych linii elek- jest analiza poprawnego zaprojektowania troenergetycznych na środowisko. Japonia przejścia dwutorowej linii 400 kV przez rze- jest krajem składającym się z archipelagu kę Hoogly w Indiach. Rozważano rozpię- Low-reflection Conductor długich, wąskich wysp skierowanych w kie- tości przęseł: 1500, 1600, 2000 i 2300 m, runku północ-południe. W znacznej części dobrane do tego odpowiednie wysokości jest to kraj pokryty trudno dostępnymi gó- słupów (230 - 300 m) oraz różne rodzaje rami o stromych zboczach. W terenach ła- przewodów przedstawione na rysunku 11. Normal Conductor twiejszych do budowy linii energetycznych Ostatecznie rozpiętość przęsła ustalono występują z kolei drogocenne z punktu wi- Rys. 7. Przewody o normalnej i zmniejszonej na 1572 m, a wysokość słupów na 236 m. dzenia ochrony środowiska, rzadko gdzie refleksyjności Profil przejścia pokazano na rysunku 10.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 169 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Self-damping Trapczoidal formed Z shaped formed wires Compact conductor 37- (compact) wires steel wire core conductor with 37-steel wire core Rys. 10. Profil przejścia nad rzeką Hoogly Rys. 11. Różne rozważane typy przewodów

W trakcie projektowania zastosowano (ok. 80 - 90) zmieniając swoje koryto. W od- Rozwiązanie b) polegające na przebu- dodatkowe „współczynniki bezpieczeństwa” ległości 8 - 10 m od stanowiska słupa zna- dowie istniejącego odcinka wiązałoby się wynoszące 1,1 dla obciążeń i 1,5 dla kon- lazła się wysoka na 6 m stale podmywana z koniecznością uzyskania pozwolenia na strukcji samego słupa. Z uwagi na znacz- przez rzekę skarpa. Potencjalne rozmycie budowę oraz uzyskania zgody kilku właści- ną odpowiedzialność konstrukcji słupów fundamentów przez Dunajec spowodo- cieli nieruchomości. Czas trwania wszel- przekroczeniowych i bardzo wysokie koszty wałoby katastrofę linii 400 kV na odcinku kich uzgodnień i wykonania prac wynosiłby naprawy linii, które wynikałyby z potencjal- 1690 m. Tematem projektu, który został od 9 do 12 miesięcy, a koszt wykonania nej ich awarii, rozważano zastosowanie do- następnie zrealizowany, było: szybkie, bez- byłby ok. 4-krotnie większy niż koszt wyko- datkowego współczynnika bezpieczeństwa piecznie i relatywnie tanie zabezpieczenie nania rozwiązań a) lub c). do projektowania samej konstrukcji słupa linii przed potencjalną katastrofą. Rozwiązanie c) polegające na lokal- wynoszącego: 1,5; 2,0 lub 2,5. Zastosowa- Rozważano trzy sposoby zabezpie- nym wzmocnieniu fundamentu za pomocą nie współczynnika 2,0 zamiast 1,5 spowo- czenia: wykonania szczelnej obudowy żelbetowej dowałoby wzrost ciężaru słupa o 110 ton, a) umocnienie brzegu rzeki, stanowiska w postaci ścian szczelinowych natomiast współczynnika 2,5 o 280 ton. b) przebudowę linii po aktualnej lub zmie- wymagało jedynie zgłoszenia zamiaru wy- Ostatecznie zastosowano współczynnik 1,5 nionej trasie, konania robót zgodnie z Prawem budow- korespondujący z okresem powrotu obcią- c) wzmocnienie fundamentu słupa. lanym, a czas wykonania prac wynosiłby żeń wiatrowych wynoszącym w przypadku Rozwiązanie a) polegające na umoc- ok. 2 - 3 miesiące. tego projektu 500 lat. Przy projektowaniu nieniu brzegu rzeki za pomocą okładzin Wybrano i zrealizowano sposób c) słupów rozważano zastosowanie dodatko- kamiennych należałoby wykonać na odcin- polegający na obetonowaniu istniejących wych przypadków obciążeń, takich jak: ku kilkuset metrów. Rozwiązanie to wyma- fundamentów za pomocą żelbetowej kon- • zerwanie jednej fazy przewodów w po- gało uzyskania stosownych zezwoleń kilku strukcji w kształcie prostopadłościanu wy- wiązaniu ze 100% wiatrem, obarczone instytucji państwowych, w tym pozwolenia konanej ze ścianek szczelinowych. Ścianki dodatkowym współczynnikiem dyna- na budowę oraz uzyskania zgody kilku pry- szczelinowe oraz ściany żelbetowe zosta- micznym 2,0 lub 2,5, watnych właścicieli nieruchomości. Koszt ły przeliczone na obciążenia wynikające • zerwanie wszystkich przewodów przy prawidłowego wykonania byłby zbliżony z obciążeń pochodzących od słupa, parcia bezwietrznej pogodzie, obarczone do- z kosztem zastosowania rozwiązania c), lodu, rzeki oraz nierównomiernego wymy- datkowym współczynnikiem dynamicz- a czas wykonania prac włącznie z uzgod- wania gruntu wokół stanowiska. Ścian- nym 1,8 lub 2,0. nieniami wynosiłby od 6 do 9 miesięcy. ki szczelinowe zostały zaprojektowane Zastosowano wiązkę dwuprzewodową 528 mm2 A2/S3A-38/37. Linia jest w trakcie budowy. Tematem polskiego referatu B2-210 było zabezpieczenie fundamentów linii 400 kV przed katastrofą spowodowana mean- drowaniem rzeki Dunajec. Tematem referatu jest omówienie zabezpieczenia konstrukcji fundamentu słupa linii 400 kV przed potencjalną katastrofą spowodowaną nagłą zmianą kierunku biegu przez rzekę Dunajec (rys. 12). W wyniku powodzi, któ- ra miała miejsce późną wiosną 2010 roku, rzeka Dunajec wymeandrowała w kierunku istniejącego słupa o kilkadziesiąt metrów Rys. 12. Szkic meandrów Dunajca

strona 170 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

mogą wynikać z wysokiej temperatury roboczej w przypadku tradycyjnych przewo- dów (przewód aluminiowy [AAC], przewód ze stopu aluminium [AAAC], przewód alu- Istniejący słup

ściana szczelinowa Istniejący fundament miniowy wzmocniony stalą [ACSR], itp.), ściana żelbetowa takich jak postępujący spadek wytrzyma- poziom wielkiej wody 184,93 m. keramzyt łości mechanicznej oraz nadmierne wydłu- gleba poziom terenu 182,5 m. mada piaszczysta żenie termiczne, skutkujące zmniejszeniem mada gliniasta piasek średni kierunek podmywania skarpy odstępu izolacyjnego do ziemi. piasek gruby rzeka dunajec Omówiony aspekt ma szczególne zna- nowych 15 metrów nowych i Pospólka przewidywany, obliczeniowy poziom rozmycia 174,0 czenie krytyczne, ze względu na to, że wyko- an szczel i piasek średni nalność techniczna ponownego położenia ił pylisty (twardoplastyczny) przewodów umożliwia minimalne wzmoc- głębokość śc poziom posadowienia ścian 167,5 m. nienie konstrukcyjne istniejących słupów, ił pylisty (półzwarty) jednakże wymaga wykonania dokładnego projektu zwisów przewodów HTLS. Poszczególne materiały wykorzystane Rys. 13. Przekrój przez konstrukcję fundamentu w budowie tych przewodów pozwalają za- chować ich parametry mechaniczne, takie w postaci baret o grubości 80 cm posa- i jednocześnie poprawia pracę fundamen- jak: odporność na obciążenie niszczące dowionych na głębokości ok. 15 m. Barety tów konstrukcji. Obudowanie istniejącego lub korozję, do wysokich temperatur oraz są wzajemnie ze sobą powiązane belkami stanowiska żelbetowymi ściankami szcze- ograniczenie współczynnika rozszerzalno- oczepowymi 80×80cm. Jednocześnie po- linowymi w kształcie prostopadłościanu ści termicznej; ponadto prawidłowy projekt wyżej poziomu terenu ścianki szczelinowe w pełni zabezpieczy istniejące stanowisko umożliwia kontrolowanie zarówno wydłu- zostały zamienione na ściany żelbetowe słupa przed skutkami zmiany koryta rzeki żeń sprężystych, jak i termicznych. grubości 40 cm i wysokości 2,95 m poprzez Dunajec. W skrajnym przypadku słup Bez względu na powyższe, także trwa- wyżej aktualnego poziomu terenu. Górę wraz ze zmienionym układem posadowie- łe wydłużenie przewodów po ich montażu ścianek szczelinowych stężono wzajemnie nia może znaleźć się w nurcie rzeki. ma wpływ na odstęp izolacyjny do ziemi od za pomocą belek żelbetowych (80×80cm) przewodu. Jest to zależne od dwóch zja- zakotwionych we wzmacniających słupach wisk: wydłużenia plastycznego oraz wydłu- żelbetowych 80×120cm (rys. 13). Całość Przewody: montaż żenia powodowanego pełzaniem wynika- zaprojektowano z betonu C25/30 (W8, i długoterminowa sprawność jącym z długotrwałej eksploatacji w stan- F250) i stali B500SP. Całą konstrukcję żel- dardowych warunkach operacyjnych betową zabezpieczono izolacyjnie przeciw- We włoskim referacie B2-302 opisano (rys 15). Współczynnik pełzania, związany wodnie poprzez malowanie (rys. 14). problemy związane z montażem na liniach z naprężeniem i temperaturą, warunkowa- napowietrznych przewodów typu HTLS. ny jest wewnętrznymi modyfikacjami struk- Aktualne wymagania rynku zmuszają do- tury materiałów oraz, w przypadku metali stawców energii elektrycznej do zwiększe- wykorzystywanych w budowie przewodu, nia dostarczanej ilości energii elektrycznej. dotyczy głównie aluminium i stopów alumi- Trudności z uzyskiwaniem pozwoleń na niowych. Skutki krótkotrwałe są łatwe do budowę nowych linii i czasochłonność ich wyliczenia za pomocą próby rozciągania. budowy wymuszają konieczność zwięk- Pomiar wydłużenia spowodowanego peł- szania przesyłu energii po już istniejących zaniem oraz zrozumienie interakcji, jaka trasach. Najszybszym i najbardziej efek- zachodzi pomiędzy tymi dwoma zjawiska- tywnym rozwiązaniem tego problemu jest mi, jest bardziej skomplikowany. ponowne położenie przewodów w istnieją- Przeprowadzono procedury badaw- cych liniach z wykorzystaniem przewodów cze mające na celu pomiar wpływu róż- Rys. 14. Wykonany fundament słupa wysokotemperaturowych o małym zwisie nych czynników na trwałe wydłużenie (HTLS). Materiały i parametry konstrukcyj- przewodów HTLS oraz badania laborato- Takie rozwiązanie zabezpieczy kon- ne wykorzystane w tych przewodach po- ryjne różnych typów przewodów w celu strukcję słupa przed skutkami potencjalnej zwalają na zwiększenie obciążalności prą- weryfikacji modelu teoretycznego w lite- fali powodziowej i pochodu lodu. Nie zmie- dowej istniejących przewodów trakcyjnych raturze fachowej oraz ustalenia procedu- nia ono statycznej pracy konstrukcji słupa dzięki rozwiązaniu kilku problemów, jakie ry umożliwiającej prawidłowe wyliczenie

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 171 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

[8] B2-108. Minimizing the environmental impact of cew overhead lines in Japan, T.

log ε Shinozaki, H. Takamura, K. Kawabata, S. Non linear Rokutanda. permanent [9] B2-109. Voltage uprate studies of the Irish elongation Extrapolation log ε = a + b ∙ log t 220 kV network to 400 kV operation, J. Linear permanent Doyle, M. Norton, S. Murry, S. Temtem, P. elongation (creep) Moran, D. Chambers, I. Cotton. [10] B2-110. Improved wind model to verify the stability of Wintrack braced post insulator t t 1 2 log t sets, A.J.P. Van Der Wekken, A. Van Der Wal, H.E. Hoekstra. Rys. 15. Pełzanie przewodu w funkcji czasu [11] B2-111. New design pylons as solution to minimize the impact of new overhead lines, H. Stegeman, G. Boudewijn, H. Lugschitz, globalnego trwałego wydłużenia w pro- z prawie 90% materiału video. Inspekto- K. Reich, S. Pauly, M. Kostner, jektach związanych z ponownym poło- rom pozostaje do przejrzenia jedynie 10% [12] B2-112. Corona performance of 400 kV żeniem przewodów z wykorzystaniem taśmy. bundle conductors and insulator strings, jednometalicznych lub dwukomponento- W przypadku b) komputer analizuje M. Becan, M. Babuder, S. Vizintin, I. Kobal. wych przewodów HTLS. nagrany materiał z ośmiu przęseł przez [13] B2-113. Sharing the transmission grid with Japoński referat B2-304 przedstawia 261 minut i pozwala wykluczyć powstanie storks and other birds, J. Gomes-Mota, F. Aze- sposób na zminimalizowanie czasu po- awarii z 97% materiału video. Inspektorom vedo, L. Campos Pinto, N.P. Silva, J. Casaca. trzebnego do wykrycia uszkodzeń w prze- pozostaje do przejrzenia jedynie 3% taśmy. [14] B2-114. Impulse resistance for type “A” wodach odgromowych. W Japonii często grounding systems on transmission to- wers, M. Veledar, Z. Bajramović, S. Čarši- stosowana jest metoda wykrywania uszko- mamović, M. Savić, O. Hadžić. dzeń przewodów odgromowych za pomo- Referaty Komitetu [15] B2-115. Heliborne construction and main- cą video-inspekcji wykonywanej z zastoso- Studiów B2 tenance of lines, P. Guillaume. waniem: [16] B2-201. Optimization and design of the a) kontroli z powietrza z użyciem helikop- [1] B2-101. The impact of transition points on 400 kV double circuit overhead line cros- terów lub dronów, overhead line earthing system performan- sing over the Hoogly River in West-Bengal, b) kontroli za pomocą urządzeń wyposa- ce, D.J. Woodhouse, W.J.V Tocher. India, E. Ghannoum, G. Srivastava, R. Ku- żonych w kamerę i przemieszczających [2] B2-102. Risk assessment of a 400 kV over- mar, S. Sundar Sinha. head line in a heavy industrial environment, się wzdłuż przewodu. [17] B2-202. Derivation and analysis of the re- J. Hoeffelman, L. Bouchiki, K. Van Dam, J. W przypadku a) materiał wideo trwa lation between conductor sags in inclined F. Goffinet, D. De Bie, S. Bronckers. nawet 80 minut i obejmuje wiele przęseł. and levelled spans based on known data [3] B2-103. Induced voltages on near-by pipe- of the latter, A. Hatibović. Analiza tego materiału zajmuje dwóm in- lines by AC power lines, M. Abdel-Salam, [18] B2-203. Optimization of HSIL non-conven- spektorom około 10 godzin. H. Ziedan, A.A. Hossam-Eldin. tional 500 kV transmission line, J.F. Amon, W przypadku b) nagranie każdego [4] B2-104. Application of new technology so- C.P.R. Gabaglia, M.J. Izycki, G. Tavares, z przęseł trwa 40 minut. Nagranie to potem lutions for minimizing land use for overhe- R.C.R. Menezes, A.S. Rigueira, F.C.Dart, zostaje obejrzane przez inspektora, który ad transmission lines – Indianexperience. J.B.G.F. Silva, L. F. Ferreira. poszukuje miejsc z uszkodzeniami na po- Chandrakant, A. Anand, Gopalji, G. Gupta, [19] B2-204. Research and engineering appli- wierzchni przewodów. B.S. Pandey, I.S. Jha. cation of power grid large-scale ice-disa- W celu minimalizacji czasu analizy na- [5] B2-105. Conversion of AC multi-circuit li- ster prevention and treatment technology, nes to AC-DC hybrid lines with respect to granego materiału została opracowana J-Z. Lu, H-X. Zhang, Z. Fang, B. Li, Z-L. the environmental impact. B. Sander, J. komputerowa metoda cyfrowej weryfikacji Jiang, W-H. Zhou, X-J. Xu, Y-J. Tan, J. Luo, Lundquist, I. Gutman, C. Neumann, B. Ru- zdjęć w celu wykrycia potencjalnych miejsc C. Zhao, J. Guo. sek, K.-H. Weck. [20] B2-205. New conductor types application uszkodzeń przewodów. Komputer porów- [6] B2-106. Examples of transmission line to- for overhead transmission lines design nuje wzorcowy obraz przewodu z nagra- wer configurations and solutions such as optimization and reliability improvement, nym materiałem video w poszukiwaniu 765 kV insulated cross arms to minimize L. Timashova, E. Nikiforov, I. Nazarov, A. wszelkich anomalii związanych z: odbiciem the impact of new EHV lines. D. Lakhapati, Merzlyakov, M. Ermoshina, L. Kachano- światła, kształtem przewodu, wystającymi A. Furrer, H.R. Gassmann, F. Schmuck. vskaya, E. Konstantinova, P. Romanov, S. elementami, itp. [7] B2-107. Development of insulating cross- Kolosov, V. Shkaptsov. W przypadku a) komputer analizuje na- -arms for compact HV lattice tower structu- [21] B2-206. REE’s insulator global maintenan- grany materiał z trzech przęseł przez 9 mi- res. S.M. Rowland, R. Maclaren, I. Cotton, ce policy, R. Garcia Fernández, M.A. Perez nut i pozwala wykluczyć powstanie awarii D. Chambers, V. Peesapati, C. Zachariades. Louzao, I. Serrano.

strona 172 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

[22] B2-207. Dynamic assessment of over- proposals for screening tests, K. Halsan, [28] B2-303. Phase displacement as a pro- head line capacity for integrating rene- I. Gutman, J. Lundengård, L. Carlshem, J. spective means for right-of-way upgrading, wable energy into the transmission grid, Velek, J. Lachman, K. Välimaa. L. Barthold, D. Woodford, R. Adapa. S. Fernández de Sevilla, G. Gonzalez, G. [25] B2-210. Protection of the 400 kV OHL sup- [29] B2-304. Video based defect detection for Juberias, L. Martinez, M. Escribando, J. port foundation structure against a disaster ground wire of transmission lines, R. Ishi- Iglesias, P. Albi, U. Burdalo, A. Muniz, S. caused by the Dunajec River meandering, no, Y. Yamato. Kwik. R. Czyż, P. Wojciechowski. [30] B2-305. Limits of allowed ampacity of [23] B2-208. Integrating enhanced dynamic [26] B2-301. 220-kV field study of different high EHV/UHV overhead lines with ACSR and line rating into the real-time state estimator temperature low sag conductors, R. Puffer, ACCC conductors, in the specific climatic analysis and operation of a transmission T. Frehn, M.V. Fondern, J. T. Krapp, M. conditions of the Slovak Republic, J. Lago, grid increases reliability, system aware- Riedl. L. Pavlov, M. Savčák, J. Barniak. ness and line capacity,T. Goodwin, S. Aiva- [27] B2-302. Creep behaviour of high tempe- [31] B2-306. Creep and fatigue into copper mi- liotis, R. Mohr, R. Stelmak. rature low sag conductors, G. Pirovano, cro alloys for overhead transmission lines, L. [24] B2-209. Impact of quality of glass cap- F. Mazzarella, A. Posati, A. Piccinin, S. Riera Fontana, G. Castellana. -and-pin insulators on life cycle costs and Scarietto. CIGRE

Michał Kosmecki Instytut Energetyki, Oddział Gdańsk

Układy prądu stałego wysokiego napięcia i urządzeń energoelektronicznych– Komitet Studiów B4

HVDC and Power Electronic – Study Committee B4

W ramach sesji plenarnej Komitetu Stu- układów oraz zastosowane w nich elemen- Zastosowanie układów HVDC diów B4 (Układy prądu stałego wysokiego ty innowacyjne lub osobliwe. Znamionowe napięcia i urządzeń energoelektronicz- parametry układów systematycznie rosną, Znaczna część referatów pierwszego nych) przedstawiono 28 referatów dotyczą- przykładowo w aktualnie prowadzonych tematu preferowanego dotyczyła cha- cych układów przesyłowych prądu stałego projektach układów przesyłowych prądu rakterystyki nowych projektów, których (HVDC – High Voltage Direct Current) oraz stałego na duże moce i duże odległości realizacja wynika albo z potrzeb przesyłu układów typu FACTS (Flexible AC Trans- znamionowe napięcie stałe na poziomie dużych ilości energii na daleką odległość, mission Systems) w trzech tematach pre- ±600 kV lub ±800 kV stało się już standar- albo z konieczności modernizacji połączeń ferowanych: dem, a w kontekście przyszłych projektów z uwagi na ich wiek. Referaty te nie prezen- 1. Zastosowanie układów HVDC (17 re- myśli się nawet o napięciu ±1100 kV. Tego tują zatem przełomowych osiągnięć tech- feratów). typu referaty dobrze obrazują ewolucję nologicznych w zakresie połączeń na prą- 2. Zastosowanie układów FACTS (6 re- technologii HVDC. Wśród pozostałych refe- dzie stałym, czego można by oczekiwać na feratów, 1 anulowany). ratów dominowały dwa wzajemnie powią- podstawie kilku poprzednich sesji Komite- 3. Rozwój urządzeń energoelektronicz- zane tematy – sieci i wyłączniki prądu sta- tu Studiów B4, ale raczej opisują niuanse nych (5 referatów). łego. W obu tych grupach tematycznych i powody zastosowania poszczególnych Stałym fragmentem sesji są prezentacje konstruowane i testowane są pierwsze in- rozwiązań. Grupę tę otwiera referat [1] po- nowych projektów układów HVDC i FACTS, stalacje demonstracyjne, co świadczy o wy- święcony nowo planowanemu połączeniu przedstawiające powody powołania tych sokim zainteresowaniu i oczekiwaniach pomiędzy Kolumbią a Panamą o długości projektów do życia, podstawowe parametry względem tych rozwiązań. 600 km, w którym opisano wyniki studium

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 173 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

techniczno-ekonomicznego mającego na takich jak Itaipu i Madeira, jednak wówczas 3000 MW i napięciu ±500 kV w układzie bi- celu dobór optymalnych parametrów ukła- zastosowano niższe napięcie DC równe polarnym będzie służyło przesyłowi ener- du. Studium to wniosło zasadniczą zmianę ±600 kV. Kolejną cechą odróżniającą te gii z elektrowni węglowych na Sumatrze do projektu, gdyż ograniczyło wyłącznie projekty od innych projektów służących na wyspę Jawę. Ponieważ moc łącza jest na podstawie kryteriów ekonomicznych tzw. bulk transmission, czyli przesyłowi du- duża w porównaniu z wielkościami obu pierwotnie wyliczoną w analizach syste- żych ilości energii na duże odległości, jest systemów, będzie ono wywierało istot- mowych wartość znamionowej mocy łącza fakt, iż mają one działać dwukierunkowo. ny wpływ na pracę systemów AC na wy- na pożądanym poziomie 600 MW do prze- W porze deszczowej będą przesyłać ener- spach. Dlatego założono wymaganą nie- działu 300 - 400 MW. Ponieważ połączenie gię z elektrowni wodnych zlokalizowanych zawodność i dostępność układu na prze- ma być realizowane jako układ dwubiegu- w dorzeczu Amazonki do ośrodków silnie strzeni 40 lat na poziomie nie mniejszym nowy, połączony linią napowietrzną z prze- zurbanizowanych na południu kraju, na- niż 98%. Aby temu sprostać zastosowano wodem powrotnym (DMR – Dedicated tomiast w porze suchej kierunek przesyłu kilka rozwiązań poprawiających pewność Metallic Return), kolejnym interesującym mocy będzie odwrotny. pracy łącza, m.in. szeregowy układ dwóch rezultatem studium była decyzja o rozdzie- Projekt o zbliżonych parametrach 12-pulsowych mostków na jeden biegun, leniu DMR na dwa przewody zainstalowa- powstaje również w Indiach [9]. Łącze który pozwala na pracę z wyłączonym ne po jednym na każdym ramieniu słupa, Champa – Kurukshetra o mocy 3000 MW, jednym mostkiem w biegunie przy zacho- zamiast w jego centralnej części. Pozwoliło napięciu ±800 kV i długości 1305 km, tak waniu operacyjności całego łącza na po- to odsunąć przewód od elementów kon- jak wymienione powyżej układy, będzie ziomie 75% mocy znamionowej. Mimo to, strukcyjnych słupów i umieścić większą posiadało linię napowietrzną z połącze- podczas pracy relatywnie dużego łącza liczbę izolatorów przy braku konieczności niem powrotnym (DMR). Warto podkreślić, HVDC w systemie zawsze będzie istniało rozbudowy słupów, dzięki czemu uniknięto że te cztery układy (Kolumbia – Panama, ryzyko powstania poważnych zakłóceń. dodatkowych kosztów i zwiększono nie- dwa łącza w Brazylii oraz łącze w Indiach) Przykładowo, zablokowanie jednego bie- zawodność całego układu (dwie żyły po- otwierają nową drogę rozwoju układów bi- guna łącza będzie skutkowało wzrostem wrotne). W powyższej konfiguracji znalazł polarnych, gdyż dotychczas w układach częstotliwości w systemie eksportującym również zastosowanie wyłącznik MRTB tego typu podczas pracy monopolarnej energię do wartości 53,5 Hz. Zapropono- (Metallic Return Transfer Breaker), który lub bipolarnej niesymetrycznej jako droga wano dwie metody rozwiązania tego pro- pierwszy raz zastosowano jeszcze w latach powrotna prądu była wykorzystywana zie- blemu – pierwszą, polegającą na szybkim 70. XX wieku, przede wszystkim w celu mia. Jednak z powodów, takich jak nieod- ponownym przywróceniu do pracy zatrzy- sprawnego przechodzenia z pracy mono- powiednia rezystywność lub przewodność manego bieguna przy jednoczesnym prze- polarnej do bipolarnej całego układu, jed- termiczna ziemi w pobliżu stacji przekształt- ciążeniu bieguna prawidłowo pracującego nak w powyższym referacie przedstawiono nikowej, zagrożenie powodowaniem koro- oraz drugą, zakładającą awaryjne wyłącza- go również w zastosowaniu do eliminacji zji pobliskich rurociągów czy niepewność nie generacji. Innym problemem, na który skutków doziemień w DMR. dotycząca prawidłowego funkcjonowania zwrócono uwagę jest możliwość wystą- Kolejny referat dotyczy dwóch nowych elektrody pomimo zainstalowania jej w od- pienia drgań torsyjnych na wałach turbo- połączeń HVDC w Brazylii o konfigura- powiednim otoczeniu, coraz częściej wy- zespołów powodowanych interakcją z re- cji zbliżonej do powyżej omówionego, tj. biera się bardziej kosztowne rozwiązanie, gulatorem prądu DC w łączu. Natura tego również będą to układy bipolarne z liniami jakim jest metaliczne połączenie powrotne. problemu jest znana od kilku dziesięcioleci, napowietrznymi, przy czym będą pod każ- Autorzy określają ten wzrost kosztów na po- a rozwiązanie sprowadza się do włączenia dym względem zdecydowanie większe: ziomie 5-6%. Dużo miejsca w referacie [9] w tor regulacji prądu specjalnego układu ±800 kV, 4000 MW, 2092 i 2439 km. W po- poświęcono także skutkom indukowania się tłumiącego drgania. łączeniach również będzie zastosowany w linii DC napięcia i prądu o częstotliwości Dwa kolejne referaty dotyczą rozsze- DMR, jednak dopuszcza się także pracę podstawowej przez równolegle prowadzoną rzania przepustowości istniejących już z połączeniem powrotnym przez ziemię. linię AC. Najbardziej narażone są transfor- połączeń. Pierwszy [2] pochodzi z Nowej Układy te z kliku względów będą szczegól- matory przekształtnikowe i przekładniki prą- Zelandii, gdzie oddano do użytku drugi bie- ne. Po raz pierwszy zostaną wykorzystane dowe poprzez wejście w stan nasycenia. To gun bipolarnego układu HVDC łączącego linie napowietrzne o napięciu znamiono- z kolei powoduje nadmierne nagrzewanie, obie wyspy. Dużą część referatu poświę- wym ±800 kV na słupach wspieranych lina- hałas oraz powstawanie harmonicznych, cono omówieniu rozwiązań mających na mi odciągowymi, które znacząco obniżają a w przypadku przekładników – wadliwe celu ograniczenie do minimum zagrożeń koszt linii, mimo to i tak sięgnie on ok. 50% pomiary prądu, a zatem i błędne działanie sejsmicznych. Ponieważ stacje przekształt- kosztów całości inwestycji. Wprawdzie za- układów regulacji i zabezpieczeń. nikowe zlokalizowane są w obszarze sieci stosowanie lin odciągowych zostało już po- Opis nowego układu HVDC można o niewielkiej mocy zwarciowej, zainstalo- twierdzone pozytywnymi doświadczeniami również znaleźć w referacie [13]. Połącze- wano również układ STATCOM o mocy z wcześniejszych brazylijskich projektów, nie o długości 369 km, mocy znamionowej znamionowej 60 MVA (dla łącza o mocy

strona 174 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

1200 MW), którego głównym zadaniem bę- • transformatory przekształtnikowe – czas symalną w tym stanie liczbę załączonych fil- dzie regulacja napięcia i niedopuszczanie życia to 30-40 lat, statystycznie awaria trów harmonicznych. Referat uzmysławia, jak do przepięć dorywczych (ang. TOV – Tran- transformatora wypada raz na 200-300 poważne i kosztowne mogą być problemy, sient Overvoltage), które wywoływane są na jednostko-lat działania, warunkiem jest gdy poszczególne fazy złożonego projektu skutek zablokowania łącza lub załączania właściwa konserwacja i dbanie o olej nie są ze sobą skoordynowane. urządzeń kompensacji mocy biernej. Ce- i przełącznik zaczepów, gdyż są to ele- Dwie kolejne pozycje [6] i [17] prezen- chą wyróżniającą ten bipolarny tyrystorowy menty, które najczęściej przyczyniają tują statystyczne spojrzenie na niezawod- układ przesyłowy prądu stałego jest to, że się do powstania awarii; ność układów HVDC. Referat [17] ukazu- będzie on mógł płynnie zmieniać kierunek • system sterowania i zabezpieczeń – je się od wielu lat w cyklu dwuletnim jako i wielkość przesyłanej mocy, co w klasycz- czas życia tych komponentów to maksy- podsumowanie pracy grupy doradczej AG nych układach LCC nie jest możliwe, gdyż malnie 30 lat, przy czym podlegają one B4.04 zajmującej się zbieraniem informacji istnieje limit dla minimalnej wartości mocy wymianie nawet wtedy, gdy wciąż spraw- o awariach układów HVDC pracujących na poziomie ok. 10% mocy znamionowej. nie działają; przyczyną jest brak części na świecie. Dane dla układów tyrystoro- Dokonuje się tego poprzez ustawienie zamiennych lub obsługi biegłej w roz- wych są zbierane od 1972 roku i do dnia przeciwsobnych kierunków przesyłu mocy wiązaniach technologicznych minionych dzisiejszego obejmują sumarycznie 700 lat w dwóch biegunach łącza, dzięki czemu dekad; przy wymianie hardware ważna pracy wszystkich połączeń. Ta edycja refe- wypadkowa moc dla całego układu bipolar- jest kompatybilność nowych urządzeń ratu obejmuje lata 2011-2012 i 36 połączeń nego może być dowolnie kształtowana. ze starszym oprogramowaniem. HVDC LCC. Podstawowe parametry publi- W referacie [14] opisano problem prze- Referat [4] opisuje doświadczenia z uru- kowane za każdym razem to dostępność dłużenia życia układu stacji Celilo łącza chamiania i prowadzenia ruchu układów i wykorzystanie układu określające ilość Pacific HVDC Intertie w Stanach Zjedno- HVDC na przykładzie rozległego systemu po- energii, która mogłaby i została przesłana czonych. Uruchomione pod koniec lat 60. zyskiwania i transportowania energii Madeira łączem podczas pracy w danym okresie. ubiegłego wieku łącze było wielokrotnie Project w Brazylii, na który składają się dwie Wartości te wyrażone są w procentach modernizowane i powiększane, jednak elektrownie wodne o łącznej mocy znamiono- i odniesione do maksymalnej ilości energii, z uwagi na znaczny już wiek podstawowej sięgającej 7 GW pochodzącej z 94 hydro- która mogłaby zostać przesłana podczas wych elementów (ponad 40 lat) obecnie ce- zespołów oraz dwa układy bipolarne ±600 kV, bezawaryjnej pracy łącza w tym samym chuje się obniżoną niezawodnością. Anali- 3150 MW każdy i dwie wstawki Back-to-Back okresie. Do poziomu 100% dopełniają je za techniczno-ekonomiczna wykazała, że (BtB) 400 MW typu CCC (Capacitor Commu- dwa kolejne parametry, tj. wyłączenia awa- w tym wypadku bardziej korzystne będzie tated Converter). Łącza bipolarne posłużą do ryjne i zaplanowane. Dla większości an- zaprojektowanie i wybudowanie nowego przesyłu energii do południowych obszarów kietowanych układów dostępność była na terminala niż kolejna, gruntowna moder- kraju, podczas gdy wstawki BtB zaspokoją poziomie większym niż 95%, a wykorzysta- nizacja. Można wówczas dokonać zwięk- lokalne zapotrzebowanie. Tak docelowo ma nie 70%. W raporcie rozróżnia się również szania mocy całego łącza przy niewielkim wyglądać praca tego systemu, gdyż w chwili przyczyny odstawień poprzez ich podział koszcie krańcowym. Należy jednak pamię- pisania referatu, na skutek opóźnień w uru- na awarie aparatów i urządzeń AC, awarie tać, że system zewnętrzny (system AC) chamianiu hydrozespołów, możliwa była kluczy tyrystorowych, awarie układów ste- musi być przygotowany na większą moc praca wyłącznie jednej wstawki BtB i/lub jed- rowania i zabezpieczeń, awarie aparatów znamionową układu DC, w szczególności nego łącza bipolarnego i to dopiero wtedy, i urządzeń DC, awarie kabla lub linii na- w przypadku jego zablokowania skutkują- gdy szyny stacji hydroelektrowni podłączono powietrznej i inne. Najdłużej trwające od- cego dużym lokalnym niezbilansowaniem synchronicznie przez transformator do lokal- stawienia odnotowano w układach SACOI mocy. Z drugiej strony nowy terminal po- nego systemu 230 kV. Połączenie pozwoliło (2295 godz.), Fenno-Skan 1 (2160 godz.) winien charakteryzować się wyższą nieza- uzyskać wymagany dla prawidłowej pracy i Fenno-Skan 2 (1659 godz.), przy czym wodnością, zatem prawdopodobieństwo układów HVDC poziom mocy zwarciowej, jak pierwsze i trzecie było spowodowane awa- wystąpienia takich zdarzeń powinno być również zapewniło zasilanie do rozruchu hy- rią kabla, natomiast drugie pożarem w hali mniejsze. Scharakteryzowano trzy kompo- drozespołów. Początkowo prowadzono ruch tyrystorowej. Systematyczna praca na nenty łącza prądu stałego pod względem w dość nietypowym układzie, w którym trans- przestrzeni wielu lat pozwoliła zidentyfiko- ich starzenia i powodów wymiany: formator 500/230 kV pracował równolegle do wać bardzo istotną zmianę w przyczynach • klucze tranzystorowe – szacowany czas wstawki BtB zainstalowanej pomiędzy roz- odstawień tych układów, bowiem w latach życia może sięgać 50 lat, najstarsze wciąż dzielnią 500 kV a 230 kV. Włączenie pierw- 1983 – 2010 w przeważającej większości działające tyrystory znajdują się w ukła- szego układu bipolarnego do pracy możliwe (75,6%) przyczyną były awarie transforma- dzie Eel River uruchomionym w 1972 było dopiero wtedy, gdy pracowało łącznie torów przekształtnikowych, natomiast w la- roku, najbardziej wrażliwym elementem 11 bloków, przy czym łącze HVDC pracowa- tach 2011 - 2012 przeważały awarie kluczy kluczy są światłowody i elementy syste- ło w układzie monopolarnym, a transfer mocy tyrystorowych (64,2%), a defekty transfor- mu chłodzenia umieszczone w środku; był ograniczony do 700 MW z uwagi na mak- matorów to jedynie 16,2% przypadków.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 175 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Referat [6] to odpowiednik referatu [17] sną straty w linii DC – dla napięcia ±500 kV dowej, bowiem dla klucza tyrystorowego dla układów prądu stałego pracujących 1000 km to odległość, przy której straty składającego się z kilku – kilkunastu tyry- w Chinach. Statystyki w nim ujęte obej- są jeszcze akceptowalne. Dla napięcia storów, każdy o napięciu kilkuset woltów mują pracę czternastu połączeń HVDC ±800 kV odległość ta wynosi 2000 km, jed- i prądzie znamionowym kilku kiloampe- i UHVDC (Ultra High Voltage DC) w latach nak chcąc skorzystać z bogatych zasobów rów, wymagana moc znamionowa źródła 2006 – 2012. Sumaryczna moc tych połą- energetycznych rejonu Xinjiang (50 GW) prądowego sięga rzędu megawata(ów). czeń wynosi 49,4 GW, długość 12550 km, i Tybetu (110 GW) trzeba przesłać energię Autorzy przedstawiają nowe rozwiązanie zainstalowanych jest 366 transformatorów na odległość 3000 km, co przy tym napię- techniczne pozwalające zminimalizować przekształtnikowych. Współczynnik opera- ciu wiązałoby się ze stratami na poziomie wielkość źródła prądowego. Opiera się ono cyjności, wyrażający czas, w którym łącze 10%. Zastosowanie napięcia ±1100 kV po- na źródle mocy o wysokiej częstotliwości pracowało w danym okresie odniesiony do zwala ograniczyć straty energii do poziomu i wymaga wprowadzenia zmian do typowo długości tego okresu, wyniósł średnio 87%. 1%/1000 km. Obecnie planuje się utworze- stosowanego w układach testujących ob- Tak niska wartość wynika głównie z klęsk nie sześciu połączeń na napięciu ±1100 kV wodu rezonansowego. żywiołowych lub przebudowy układów. DC o mocy 11 – 14 GW każde. Oczywiście Duża część sesji została poświęcona Najdłuższe wyłączenie awaryjne trwające wiąże się to z ogromnymi wyzwaniami, problematyce sieci prądu stałego, któ- 625 godz. było spowodowane silnym ob- m.in. produkcją nowych tyrystorów o prą- rych celem jest przyłączenie morskich lodzeniem i zniszczeniem słupów linii na- dzie znamionowym 6,36 kA (w układach farm wiatrowych do systemu elektroener- powietrznych. Konstrukcja wspomnianych ±800 kV stosuje się obecnie tyrystory getycznego. Pierwszy z referatów, [7], wcześniej połączeń UHVDC wyposażo- o prądzie znamionowym 4 kA), rozmiarami prezentuje kolejne efekty prac projektu nych w układy zdublowanych przekształt- i transportem elementów stacji przekształt- TWENTIES – demonstrator sieci DC. Po- ników połączonych szeregowo potwierdza nikowej (transformatory, przepusty izola- służy on przede wszystkim do weryfikacji wysoką niezawodność tego typu rozwią- torowe, konstrukcje wsporcze), jak i samą działania wyłączników DC przeznaczonych zań. Przykładowo, układ Fu-Feng był awa- pracą tych układów. Ciekawym pomysłem do sieci prądu stałego, które po raz pierw- ryjnie wyłączony jedynie przez 26,9 godz. zmniejszającym negatywny wpływ zablo- szy wykonano jako fizyczne prototypy, jak w roku (dotyczy jednego bieguna), nato- kowania bieguna układu HVDC na system również do sprawdzenia różnego typu al- miast układ Jin-Su zachował pełną ope- AC będzie przyłączenie każdego z biegu- gorytmów sterowania i zabezpieczeń oraz racyjność. Autorzy podkreślają, że przyta- nów jednocześnie do dwóch sieci AC – wpływu zjawisk w sieci DC na system AC. czane czasy wyłączeń są wyjątkowo niskie, o napięciu znamionowym 500 kV i 1000 kV. Demonstrator przedstawiony na rysun- zważywszy na warunki, w jakich pracują te Takie rozwiązanie poprawi bezpieczeństwo ku 1 obejmuje łącznie 15 km kabli DC łą- układy (burze gradowe, silne wiatry, itp.) i stabilność sieci w szczególności po stro- czących pięć stacji przekształtnikowych, i ich charakterystykę (linie napowietrzne nie falownika łącza. z których część jest zrealizowana poprzez o długości powyżej 2000 km). Należy rów- Tyrystory o większym prądzie znamio- rzeczywiste przekształtniki sprzęgnięte ze nież zdawać sobie sprawę z tego, że w od- nowym będą nie tylko trudne do wykona- wzmacniaczami mocy sterowanymi przez różnieniu do rozdzielni AC, rozdzielnie DC nia, ale i testowania. Zgodnie z normą IEC symulatory czasu rzeczywistego (RTDS) są bardziej skomplikowane – działa w nich 60700-1 klucze tyrystorowe sprawdzane symulujące pracę systemu AC, a część ponad 50 różnych zabezpieczeń, a liczba są w ramach dwóch rodzajów testów: die- jako modele działające całkowicie w sy- kart mikroprocesorowych układów stero- lektrycznych i operacyjnych. Pierwsza gru- mulatorach RTDS. Wyłączniki DC zain- wania może przekraczać 4000, jednak jest pa obejmuje test wytrzymałościowy napię- stalowane są w kilku miejscach sieci, co to wspólna cecha dla wszystkich układów ciem przemiennym, stałym i impulsowym. pozwala testować algorytmy wykrywania HVDC na świecie. Podczas testów operacyjnych sprawdze- i likwidacji zwarć. Chiny to również miejsce, w którym niu podlega wytrzymałość prądowa i na- Wysokie tempo uruchamiania kolej- prawdopodobnie po raz pierwszy w hi- pięciowa, termiczna oraz odporność na nych projektów morskich farm wiatrowych storii zostanie zastosowane napięcie DC zmiany prądu di/dt i napięcia du/dt. Prze- sprawia, że inwestycje te, w szczególności ±1100 kV [5]. Obecnie działają tam trzy prowadza się tzw. testy syntetyczne, w któ- w zakresie platform morskich z przeksztalt- połączenia na napięciu ±800 kV, trzy na- rych wytrzymałość prądowa i napięciowa nikami AC/DC, cechują się bardzo dużym stępne są właśnie w budowie. Czynnika- sprawdzane są osobno, co jest uzasadnio- ryzykiem. Nie ma bowiem norm, wytycz- mi sprzyjającymi rozwojowi technologii ne faktem nierównoczesnego obciążania nych ani standardów na ten temat, a liczba UHVDC jest wciąż rosnące zapotrzebowa- tyrystorów prądowo i napięciowo podczas uruchomionych projektów i doświadczenia nie na energię, pozytywne doświadczenia normalnej pracy. Układy do testów synte- z nich płynące są niewielkie. Sytuację tę z eksploatacji obecnych połączeń UHVDC tycznych posiadają zatem dwa źródła, prą- niewątpliwie poprawią zalecenia w zakre- oraz przede wszystkim duże odległości dowe i napięciowe, połączone obwodem sie kwalifikacji technologii (Recommended między miejscami wytwarzania a odbioru rezonansowym. Problematyczne podczas Practice for Technology Qualification) opra- energii. Wraz ze wzrostem odległości ro- testów jest sprawdzanie obciążalności prą- cowane przez grono instytutów naukowych

strona 176 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

i producentów urządzeń dla morskich farm wiatrowych, opisane w wielkim skrócie w referacie [15]. Proces kwalifikacji technologii służy przede wszystkim kontroli ryzyka związanego z wdrażaniem nowych technologii. Metoda była szeroko stosowana i sprawdziła się przy budowie platform wiertniczych. Polega na zastosowaniu sze- ściu kroków, tj. (1) opisaniu danej technologii, jej funkcji, zastosowania, (2) rozłożeniu problemu na czynniki składowe i ocenie innowacyjności każdego z nich, (3) ocenie ryzyka i zagrożeń, (4) sporządzaniu planu działań odnoszących się do poszczegol- nyh czynników ryzyka, (5) wykonaniu planu, (6) ocenie wyników w celu stwierdzenia Rys. 1. Demonstrator sieci DC czy analizowana technologia spełnia wymagane kryteria. Sposób użycia tej metody zaprezentowano skrótowo na przykładzie cji. Najpoważniejszą wadą tego rozwiąza- generacji mocy biernej przez przeksztalt- transformatora przekształtnikowego na nia jest chwilowa utrata całej mocy z farm niki AC/DC będzie akceptowalna z punktu platformie offshore. wiatrowych, co może stanowić istotne widzenia prawidłowej pracy systemu AC. Ocena ryzyka inwestycji budowy ograniczenie dla współpracy z systemem Druga, równie oczywista koncepcja bazu- morskich farm wiatrowych jest również AC. Analiza traconej produkcji opierała się je na wyłącznikach DC. Minimalna liczba tematem referatu [11], przy czym skon- o symulacje 25 lat pracy układu z rozdziel- wyłączników wymagana dla analizowa- centrowano się na finansowo-niezawod- czością jednogodzinową, w których zasto- nej sieci testowej składającej się z pięciu nościowych aspektach projektu. Opisane sowano metody probabilistyczne (Monte terminali wynosi 14, co czyni ją bardzo zadanie polegało na analizie trzech roż- Carlo) w celu uwzględnienia zmienności kosztowną. Niewątpliwą zaletą jest jednak nych topologii sieci łączącej morskie far- warunków atmosferycznych, jako czyn- minimalny wpływ zwarć DC na system AC. my wiatrowe z siecią na lądzie. Wykazano, nika warunkującego produktywność farm Trzecia koncepcja łączy dwie poprzed- że najmniej opłacalnym sposobem przyłą- wiatrowych oraz dostępność i długość nie – zakłada się, że wyłączniki DC mogą czenia jest sieć wykorzystująca wyłączni- okien pogodowych potrzebnych do prze- być zainstalowane jedynie na tych liniach, ki prądu stałego z uwagi na wysoki koszt prowadzenia napraw, jak również awaryj- które stanowią połączenie pomiędzy wy- inwestycyjny (CAPEX) – przy założeniu ność poszczególnych komponentów sieci dzielonymi obszarami sieci. Każdy podob- ceny wyłącznika sięgającej 1/3 ceny prze- i farm, dostępność części zamiennych czy szar posiadałby własną strategię usuwania kształtnika. Niewiele tańsza okazała się niezbędnych środków transportu. zwarć, a linia z wyłącznikami DC stanowi- najprostsza konfiguracja zakładająca wy- Inne spojrzenie na sposoby likwidacji łaby skuteczną barierę dla rozprzestrze- łącznie połączenia promieniowe i gwiaz- zwarć w sieci DC zaprezentowali autorzy niania się skutków zwarć. Ostatnia metoda dowe, jednak w tym przypadku koszt referatu [12]. Scharakteryzowali i porównali opiera się głównie na specjalnych algo- wynikał z niedostarczonej energii (wynika- cztery metody podając przy tym, dla któ- rytmach sterowania i nie wymaga instala- jącej z ograniczeń powodowanych uszko- rych konfiguracji sieci dana metoda będzie cji wylączników DC ani przeksztaltnikow dzeniami sieci). Najlepszy wynik uzyskała najlepsza. Pierwsza, najbardziej oczywista, z możliwością blokowania prądu zwarcio- sieć DC, w której zamiast wykorzystywać zakłada wykorzystanie przekształtników wego. W przypadku wystąpienia zwarcia do likwidacji zwarć wyłączniki DC, zakła- mających naturalną możliwość blokowa- i wzrostu prądu znacznie powyżej wartości da się użycie standardowych wyłączników nia prądu zwarciowego (wielopoziomowe znamionowej, sieć jest sterowana tak, by AC zainstalowanych na interfejsie z lądo- układy modułowe z pełnymi mostkami – w gałęzi objętej zwarciem sprowadzić prąd wą siecią przemiennoprądową. W konfi- Full-Bridge MMC), jednak charakteryzują DC do zera poprzez wzrost prądu w pozo- guracji tej założono rownież, że po usu- się one wysokim kosztem i wyższym po- stałych gałęziach i wyizolowaniu miejsca nięciu zwarcia sieć będzie automatycznie ziomem strat. Ostatniej wady nie posiada zwarcia poprzez standardowe wyłączniki rekonfigurowana, uszkodzony fragment natomiast opisywany na poprzedniej sesji AC przy przejściu prądu przez zero. Wadą sieci będzie odłączany, by pozostała CIGRE układ Alternate Arm Converter. tego rozwiązania jest to, że jest ono sku- część sieci mogła dalej pracować. Stąd Konfiguracje te mogą znaleźć zastosowa- teczne wyłącznie dla zwarć typu biegun- łączy ona niskie koszty początkowe inwe- nie tam, gdzie chwilowa utrata mocy z farm -ziemia. Pozostałe przypadki wymagałyby stycji z niewielką ilością traconej produk- wiatrowych, jak również utrata możliwości użycia wyłączników AC od strony sieci AC.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 177 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Wybór konkretnej metody podyktowany jest AC czy wymaganie dotyczące pracy w sys- cie realizacji – układ o nazwie INELFE bę- czynnikami, takimi jak topologia sieci DC, temie wieloterminalowym, do którego urzą- dzie kolejnym połączeniem na interfejsie wymagania systemu AC, rodzaj sieci (na- dzenia dostarczają różni producenci. Jedy- pomiędzy Francją a Hiszpanią. Fakt, że ziemna, kablowa, mieszana) czy budżet. nie dwie konfiguracje są w stanie spełnić układ jest zagnieżdżony nie wpłynął jednak Pośrednio związana z morskimi farma- te wymagania: VSC MMC z przekształtni- na wyniki porównania analizowanych tech- mi wiatrowymi jest problematyka referatu kami półmostkowymi i wyłącznikami DC nologii, co oznacza, że te same, dobrze [8], w którym przedstawiono koncepcję lub VSC MMC z przekształtnikami pełno- znane cechy tych technologii wpłynęłyby przesyłu mocy za pomocą kilku układów mostkowymi. Podstawowa różnica między na wynik w takim samym stopniu dla kla- HVDC VSC w Niemczech (koncepcja zna- nimi leży w zachowaniu się podczas zwarć sycznego „asynchronicznego” połączenia na jako „autostrada energetyczna”). Ściślej między linią DC a AC. W pierwszej konfi- punkt-punkt. referat dotyczy projektu Ultranet realizo- guracji przekształtnik zachowuje sterowal- wanego przez dwóch operatorów systemu ność, gdyż usunięcie zwarcia spoczywa na przesyłowego, Amprion i TransetBW, który wyłączniku DC. Druga konfiguracja rów- Zastosowanie układów FACTS zakłada zamianę linii napowietrznej napię- nież może usunąć zwarcie albo poprzez cia przemiennego na linię prądu stałego zablokowanie tranzystorów IGBT, albo po- Drugi temat preferowany otwiera re- pracującą razem z drugą linią AC na tych przez szybkie sterowanie, jednak pierwsza ferat [18] poświęcony modelowaniu mo- samych słupach (rys. 2). Taka zamiana zo- z tych metod wymaga chwilowej utraty ste- dułowych przekształtników napięciowych stała podyktowana dużymi trudnościami rowalności, stąd nie jest brana pod uwagę. typu VSC MMC w programach symula- w budowaniu nowych linii napowietrznych, Innym istotnym problemem jest indukcja na- cyjnych odwzorowujących przebieg sta- czyniąc ten projekt wyjątkowym pod wie- pięć i prądów o częstotliwości podstawowej nów elektromechanicznych dla składowej loma względami. Przede wszystkim pod- w linii DC. Okazuje się, że dla długości linii zgodnej. Typowym programem z tej grupy stawowe parametry układu HVDC musiały równej 300 km można się spodziewać napię- jest narzędzie PSS®E, w którym opraco- zostać dopasowane pod istniejącą już linię. cia przemiennego na poziomie 20 kV, które wano omawiany model. Dokonano tego Maksymalne napięcie znamionowe DC można wyeliminować poprzez zastosowanie na podstawie używanych dotychczas mo- ograniczone jest bezpieczną odległością filtrów lub odpowiednią regulację przekształt- deli do analizy zjawisk elektromagnetycz- dla słupów linii, natomiast prąd rodzajem nika. To drugie rozwiązanie jak dotąd nie zo- nych (EMTP – Electromagnetic Transient przewodów oraz zwisem. Wybór techno- stało sprawdzone w praktyce. Phenomena) poprzez skopiowanie więk- logii przekształtnikow został podyktowany Ostatni referat pierwszego tematu szości jego elementów. Aby symulacja bardzo rygorystycznymi wymaganiami, po- preferowanego zawiera porównanie naj- takiego modelu była możliwa, konieczna śród których można znaleźć m.in. wymaga- ważniejszych cech technologii LCC i VSC była modyfikacja silnika obliczeniowego nie o utrzymaniu sterowalności przekształt- w zastosowaniu do połączeń zagnieżdżo- programu symulacyjnego. Wykorzystano ników (praca w trybie STATCOM) w przy- nych wewnątrz systemu AC. Zagnieżdżony metodę two-time step simulation polega- padku zwarć po stronie DC, wymaganie system prądu stałego (ang. embedded) to jącą na oddzieleniu układu VSC od pozo- o wyposażeniu układu w automatykę SPZ taki, w którym dwa terminale tego łącza stałej części systemu i symulacji takich uaktywniającą się przy zwarciach powodo- są również połączone za pośrednictwem dwóch modeli osobno z różnymi krokami wanych wyładowaniami atmosferycznymi synchronicznie pracującego systemu AC. symulacji. Pozwala to zastosować dużo nie gorszą od jej odpowiednika po stronie Pierwszy taki system w Europie jest w trak- mniejszy krok obliczeniowy dla modelu układu VSC, dzięki czemu uzyskuje się wiarygodną odpowiedź układu na zmie- niające się warunki systemowe w pozo- stałej części modelu symulowanej z typowym krokiem rzędu 20 ms. Porównano odpowiedzi obu modeli na zwarcia po stronie AC i DC, jak również sprawdzono możliwość symulacji działania wyłączni- ków DC, uzyskując bardzo wysoką zgod- ność pomiędzy modelami. W powyższym przykładzie model klasy EMTP posłużył jako punkt odniesienia, jednak aby móc go tak wykorzystać, model musiał być uprzednio zweryfikowany. Zagadnienie weryfikacji modelu EMTP Rys. 2. Sposoby umiejscowienia przewodów bipolarnego łącza HVDC na słupach linii AC na podstawie danych pomiarowych

strona 178 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

przedstawiono w referacie [23], przy czym modelowano układ MMCC STAT- COM (Modular Multilevel Cascaded Converter) zainstalowany w punkcie przyłączenia morskiej farmy wiatrowej London Array do sieci (rys. 3). Celem opracowywania dokładnego modelu jest w tym wypadku konieczność przepro- wadzenia analiz dotyczących poziomu harmonicznych, rezonansów i interakcji harmonicznych, powodowanych dużą ilością kabli podmorskich i słabym systemem w punkcie przyłączenia morskiej farmy wiatrowej do sieci. Wykorzysty- wane w tym celu standardowe narzędzia Rys. 3. MMCC STATCOM: uproszczony schemat przyłączenia (po lewej), analizy częstotliwościowej wprowadza- schemat trójfazowy obwodów pierwotnych układu i filtra ją niepożądane uproszczenia, głównie w postaci linearyzacji zarówno elemen- tów modeli przekształtników siłowni wia- Inne podejście do weryfikacji działania do drgań skrętnych. Istotne jest zatem, trowych, transformatorów, jak i układów układu STATCOM zaprezentowali autorzy aby sprawdzić czy tłumienie tych drgań nie sterowania, stąd konieczność uzupeł- referatu [21]. W referacie opisano urzą- będzie ujemne, a jeśli tak, dokonać zmian nienia analiz o symulacje w dziedzinie dzenie o mocy 3x150 MVA, które zostało w parametrach układu regulacji prądu czasu. Po stronie modelowania zadanie zainstalowane w pobliżu nowo wybudowa- układu STATCOM, wprowadzając dodatnie rozwiązano w dwojaki sposób – w mo- nej elektrowni w celu tłumienia podskoków tłumienie. Opisywany model posłużył do delu farmy wiatrowej dokonano licznych napięcia powstających w wyniku wyizo- tego celu, jak również do analizy harmo- agregacji sprowadzając farmę wiatrową lowania elektrowni na skutek wyłączenia nicznych i rezonansów zbliżonej do poda- do pojedynczej turbiny, którą również jedynej dwutorowej linii wyprowadzenia nej w referacie [23]. uproszczono, w szczególności w części mocy oraz dodatkowo w celu poprawienia Bardziej globalne spojrzenie na układy dotyczącej wirnika. Model układu MMCC stabilności kątowej dla małych zaburzeń. STATCOM i ich wolniejsze odpowiedniki, STATCOM opracowano poprzez zastoso- Tym razem sprawdzenia działania układu układy SVC (Static VAR Compensator), wanie najnowszych technik modelowania dokonano przy użyciu symulatora czasu przedstawiono w artykule [20], w którym wielopoziomowych modułowych prze- rzeczywistego z modelem systemu i elek- opisano metodę doboru lokalizacji i wielko- kształtników napięciowych opierających trowni sprzęgniętego z miniaturową repliką ści tych dynamicznych źródeł mocy biernej się na dwuetapowym ekwiwalentowaniu. układu STATCOM o mocy znamionowej w Indiach. System elektroenergetyczny Wyniki porównania symulacji z rejestra- 29,7 VA. Przedstawione wyniki symulacji w tym kraju przeszedł w ostatnim czasie cjami wykazały dużą wiarygodność mo- wykazały, jakie możliwości w zakresie po- duże zmiany polegające głównie na połą- delu. Ponieważ model miał służyć analizie prawy stabilności i niezawodności pracy czeniu uprzednio niezsynchronizowanych harmonicznych, dane weryfikacyjne były elektrowni posiada układ STATCOM: wy- jego części w jeden, ogólnokrajowy system próbkowane z dużą częstotliwością (śred- łączenie jednego toru linii nie powoduje przesyłowy. Połączenie doprowadziło do nio 76,8 kS/s/kanał), co przy 12 kanałach wypadnięcia generatorów z synchronizmu wymiany mocy miedzy dawnymi częścia- i miesięcznym okresie pomiarów wyge- dzięki generacji mocy biernej przez układ mi systemu na wysokim poziomie: przesył nerowało 11 TB danych. Na podstawie STATCOM, natomiast podczas zwarcia mocy niektórymi liniami wymiany znacząco symulacji z wykorzystaniem opracowane- obu torów linii układ najpierw generuje moc wzrósł, a napięcie w okolicznych węzłach go modelu stwierdzono, że do interakcji bierną pojemnościową podnosząc napię- głęboko się zaniżyło. W celu zapobieże- harmonicznych dochodzi, gdy pracuje co cie, następnie przechodzi do pracy induk- nia poważniejszym awariom systemowym najmniej 36 siłowni wiatrowych. Wykaza- cyjnej, tłumiąc podskok napięcia po likwi- postanowiono zainstalować środki dyna- no również, że dzięki zastosowaniu filtrów dacji zwarcia i izolacji elektrowni od reszty micznej kompensacji mocy biernej, których środkowozaporowych w układzie regulacji systemu. W warunkach pracy na system głównym zadaniem ma być regulacja na- STATCOM można obniżyć poziom harmo- wyizolowany, kiedy to moc zwarciowa jest pięcia w stanach zakłóceniowych. Lokali- nicznych mierzonych w punkcie przyłącze- niewielka (pochodzi wyłącznie z przywo- zacje urządzeń określono według profili nania i zwiększyć stabilność całego układu ływanej elektrowni) pomiędzy układem pięć w systemie (napięcie w najsłabszych poprzez przesunięcie częstotliwości rezo- STATCOM (dokładniej miedzy regulatorem węzłach sieci o napięciu znamionowym nansowych. prądu) a turbiną turbozespołu może dojść 400 kV wahało się w granicach 40 - 60 kV)

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 179 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

i moc zwarciową. Moc znamionową urzą- nież zmiana impedancji linii lub w skrajnych niższym poziomie niż regulacja prądu lub dzeń dobrano wstępnie jako 1% mocy przypadkach – wyłączenie fragmentu linii, napięcia przekształtnika, tj. bezpośrednio zwarciowej, a następnie skorygowano na np. przy przekroczeniu prądu znamiono- na poziomie modulacji PWM. Upraszcza podstawie symulacji zakłóceń w systemie. wego. Smart Power Line zakłada także to znacząco strukturę układu regulacji, Ostatecznie zadecydowano o instalacji 16 wykorzystanie modułów pomocniczych ułatwia jego parametryzację, ale przede urządzeń typu STATCOM lub SVC o mocy włączanych równolegle z podstawowymi wszystkim skutecznie działa, co zostało znamionowej 200-300 MVA każde, uzu- modułami przełączeniowymi, zawierają- zaprezentowane za pomocą symulacji. pełnionych w każdej ze stacji o dodatko- cych baterie kondensatorów, co umożliwi we 300 - 400 MVAR ze statycznych źródeł regulację impedancji w szerszym zakresie, mocy biernej do regulacji napięcia w sta- a w konsekwencji wykonywanie bardziej Rozwój urządzeń nach ustalonych. złożonych zadań, jak zmiana rozpływu energoelektronicznych Ostatni referat dotyczący urządzeń mocy czy tłumienie oscylacji. Wszystkie STATCOM [29] został umieszczony w gru- elementy potrzebne do technicznej realiza- Trzeci temat preferowany został zdo- pie tematów preferowanych nr 3, prawdo- cji Smart Power Line, tj. moduł przełącze- minowany przez zagadnienia związane podobnie omyłkowo. Przedstawiono w nim niowy, pomocniczy i pomiarowy, umiesz- z wyłącznikami prądu stałego, które według wyniki symulacji regulacji napięcia przez cza się w mostku łączącym przewody na obecnego stanu wiedzy będą warunkiem układy STATCOM zainstalowane w sys- słupach odporowych, odporowo-naroż- koniecznym powstania rozległych sieci temie elektroenergetycznym wyspy Jeju nych lub krańcowych (rys. 4). przesyłowych prądu stałego. Trudności w Korei Południowej, w którym pracują Ostatni referat tej sekcji poświęcony i wyzwania w opracowaniu wyłączników również tyrystorowe łącza HVDC, farmy był nowej metodzie sterowania falowników DC na prądy rzędu kilku kiloamperów i na- wiatrowe i konwencjonalne elektrownie. napięciowych używanych jako interfejs pięcia rzędu setek kilowoltów biorą się z na- Całkowicie odmiennym od powyżej z siecią AC w punkcie przyłączenia siłow- tury działania obwodu prądu przemiennego opisywanych rozwiązań jest relatywnie ni wiatrowej czy panelu fotowoltaicznego. i stałego. Aby skutecznie przerwać przepływ nowy i nietypowy jak na tematykę Komi- Sterowanie takim falownikiem najczęściej prądu należy odprowadzić energię pola ma- tetu Studiów B4 koncept o medialnej na- wygląda w ten sposób, że zadana war- gnetycznego z obwodu. W obwodzie prądu zwie Smart Power Line opisany w referacie tość mocy czynnej pochodzi np. z układu przemiennego dokonuje się to cyklicznie, [19]. Podstawą „inteligentnej linii” jest linia śledzenia maksymalnego punktu pracy a prąd samoistnie przechodzi przez zero. o zmiennej liczbie wiązek (BCL – Bundle- (MPPT - Maximum Power Point Tracking), W wyłączniku prądu przemiennego nastę- -Controlled Line), która dzięki specjalnym natomiast zadana wartość mocy biernej puje wówczas przerwanie łuku i pojawienie modułom przełączeniowym umożliwia z nadrzędnego układu regulacji napięcia się napięcia powrotnego. Wyłączniki na zmianę liczby wiązek aktualnie przewo- w punkcie przyłączenia. Jednocześnie fa- prąd stały muszą natomiast same wymu- dzących prąd w linii w trakcie jej pracy. lowniki te mają zdolność świadczenia usług sić zmniejszenie prądu wyłączeniowego do Podstawową korzyścią uzyskiwaną w ten dodatkowych, takich jak np. kompensacja zera, a zatem i odprowadzić nadmiar energii sposób jest możliwość odladzania linii (po- prądów harmonicznych, wymaga to jed- pola magnetycznego. mysł zrodził się w Kanadzie) poprzez pozo- nak wprowadzenia znacznych modyfikacji Referaty [25], [26] i [28] prezentują wy- stawianie wyłącznie jednej aktywnej wiązki w warstwie sterowania realizującej regula- łączniki hybrydowe, to znaczy takie, w któ- i przepływ prądu powodującego nadmierne cję zadanego prądu. W zaproponowanej rych zastosowano elementy mechaniczne nagrzewanie się wiązki. Poprzez zmianę metodzie funkcja kompensacji prądów i energoelektroniczne. Pomimo różnic liczby aktywnych wiązek możliwa jest rów- harmonicznych realizowana jest na innym, w realizacji, wyłączniki te działają na tej samej zasadzie. Każdy zawiera niskoim- pedancyjną gałąź, w skład której wchodzi Auxiliary module superszybki rozłącznik oraz układ oparty na tranzystorach IGBT, komutujący prąd Bundle of insulated subconductors do pozostałych gałęzi. W normalnym Switching module Phases L R stanie pracy prąd roboczy płynie przez 1 M tę gałąź, a straty mocy w wyłączniku są 2 A 3 4 niskie (rzędu 0,01% mocy przesyłanej). Short- W momencie wykrycia zwarcia tranzysto- circuit Over voltage PM B ry są blokowane, a prąd zaczyna płynąć Back-to-back SMs C przez gałąź odpowiedzialną za jego wy- łączenie. Można wówczas bezpiecznie Rys. 4. Moduł przełączeniowy Smart Power Line: sposób instalacji otworzyć rozłącznik. Druga gałąź zbu- na słupie (po lewej), schemat dla jednej fazy (po prawej) dowana jest, w zależności od realizacji,

strona 180 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

albo z kolejnych tranzystorów (rozwiąza- Tabela 1 nie proponowane przez firmę ABB [26] Prezentowane technologie dla wyłączników prądu stałego i [28]), albo tyrystorów z kondensatorami Napięcie Prąd roboczy Prąd wyłączalny Rodzaj Producent Referat (rozwiązanie proponowane przez firmę IGBT + tyrystor 1. 120 kV 1,5 kA 7 kA ALSTOM [25] ALSTOM [25]). Dalej następuje stopniowe + kondensator wyłączanie tranzystorów lub tyrystorów 2. 80 kV 2,5 kA 16 kA BIGT ABB [26] (w układzie z tyrystorami przy przejściu 3. 80 kV nie podano 10 kA mechaniczny ABB [27] prądu przez zero powodowanym rozła- 4. 80 kV 2,5 kA 9 kA IGBT ABB [28] dowaniem kondensatorów) i stopniowe wytracanie energii w równolegle zainstalowanych odgromnikach przepięciowych. dowych. Zmniejszenie czasu reakcji (do kości przechodzenia do stanu zaporowego Gdy cała energia zostanie zaabsorbowa- ok. 4-5 ms, rys. 5) zostało uzyskane dzięki diody, co jednak nie ma większego znacze- na i wszystkie klucze otwarte prąd zwar- elektromagnetycznym elementom wyko- nia dla działania wyłącznika DC, w którym ciowy przestaje płynąć. nawczym wyłącznika. przełączenia występują bardzo rzadko. Nieco odmienny pomysł na wyłącznik Rozwój technologii wyłączników prądu Referaty zaprezentowane w ramach prądu stałego przedstawiono w referacie stałego osiągnął kolejną fazę, gdyż wszyst- tematu preferowanego nr 3 wskazują jed- [27], w którym firma ABB zaprezentowała kie opisywane w powyższych referatach noznacznie, że można oczekiwać dalsze- szybki wyłącznik mechaniczny. Koncep- wyłączniki są fizycznie konstruowanymi go, dynamicznego rozwoju technologii cje wyłączników mechanicznych na prąd prototypami. Referaty opisują zatem rów- wyłączników prądu stałego, mającego na stały są znane i stosowane od wielu lat, nież praktyczne problemy, takie jak spo- celu uzyskanie wyższych parametrów zna- jednak dotychczas charakteryzowały się soby rozpraszania energii, rozwiązania w mionowych wyłączników. dość długim czasem zadziałania (rzędu zakresie układów chłodzenia, koordynację 40 ms), co dyskwalifikowało je w zasto- izolacji i inne. Prezentowane są również sowaniu w sieciach DC, gdzie czas na parametry znamionowe tych wyłączników, Referaty Komitetu studiów B4 wykrycie i likwidację zwarcia nie może które zestawiono w tabeli 1. przekraczać ok. 5 ms. Zasada działania Symbol BIGT widoczny przy drugim wy- [1] B4-101. Villegas A. et al.: Optimizing the polega na zastosowaniu mechaniczne- łączniku w tabeli 1 oznacza Bi-mode Insu- electrical design of the Colombia-Panamá go wyłącznika zerowoprądowego wraz lated Gate Transistor, nowy typ tranzystora interconnection. z obwodem rezonansowym. W momencie zintegrowanego z diodą antyrównoległą [2] B4-102. Zavahir M. et al.: New Zealand HVDC Pole 3 Project - Challenges and no- wystąpienia zwarcia obwód rezonansowy w jednym module, dokładniej opisany w re- vel solutions. jest załączany, powodując przepływ prądu feracie [26]. Tranzystor BIGT charakteryzuje [3] B4-103. Carvalho JR. D.S. et al.: Final pro- oscylacyjnego, który po nałożeniu na prąd się właściwościami, które sprawiają, że jest ject planning conception for the first 800 kV zwarciowy sprowadzi wypadkowy prąd odpowiedni w zastosowaniach do wyłącz- HVDC link of Belo Monte. do zera i wyłącznik mechaniczny zostanie ników DC: wysoki prąd wyłączalny, niskie [4] B4-104. Guarini A.P. et al.: Operational otwarty, a energia obwodu rezonansowe- straty przewodzenia w obu kierunkach oraz experience of Madeira River Project in the go i indukcyjności sieci zostanie rozłado- przechodzenie do stanu zwarcia w przypad- Brazilian interconnected power system un- wana w odgromniku przepięciowym, tak ku uszkodzenia. Taka charakterystyka zo- der initial configuration. jak ma to miejsce w wyłącznikach hybry- stała uzyskana kosztem zmniejszenia szyb- [5] B4-105. Zehong L. et al.: Research work of ±1100 kV UHVDC technology. [6] B4-106. Jin Y., Liang Z.: The operation sta- tistics and analysis of HVDC transmission systems in state grid corporation of China Prospective 2006-2012. fault current [7] B4-107. Despouys O. et al.: TWENTIES: conclusions of a major R&D and demonstration project on offshore DC grids. Fault current [8] B4-108. Rusek B. et al.: Special requirements regarding VSC converters for operation of hybrid AC/DC overhead lines. Semiconductor HVDC breakers Hybrid HVDC breakers mech. Traditional HVDC breakers New fast mech. HVDC breakers [9] B4-109. Tyagi P. et al.: Design challenges

5ms 35ms for ±800kV, 3000MW HVDC Champa- -Kurukshetra transmission link with De- Rys. 5. Czas zadziałania wyłącznika prądu stałego w zależności od zastosowanej dicated Metallic Return (DMR) – User’s technologii oraz spodziewany prąd zwarciowy perspective.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 181 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

[10] B4-110. Labra Francos P. et al.: Drivers [17] B4-117. Bennett M.G., Dhaliwal N.S., Leirbukt trol method in grid Interconnection of DG for technology selection in an embedded A.: A survey of the reliability of HVDC systems based on adaptive pulse voltage source HVDC link - Case study: France-Spain throughout the world during 2011 - 2012. inverter (VSI) and compare with two other Eastern Interconnection. [18] B4-201. Karawita C. et al.: Generic VSC control methods for harmonic compensa- [11] B4-111. Maciver C., Bell K.R.W.: Reliabili- models for project planning studies. tion and power quality improvement. ty analysis of design options for offshore [19] B4-202. Couture P. et al.: Smart power line [25] B4-301. Grieshaber W. et al.: Development HVDC Networks. (SPL) experimental research project. and test of a 120 kV direct current circuit [12] B4-112. Barker C.D. et al.: Designing [20] B4-203. Shekhar J.I., Kishore S.Y., Manju Breaker. fault tolerant HVDC networks with a limi- G.: Dynamic Compensation in Indian Po- [26] B4-302. Rahimo M. et al.: The Bimode ted need for HVDC circuit breaker ope- wer system – Siting & sizing. Insulated Gate Transistor (BIGT), an ideal ration. [21] B4-204. Matsuda T. et al.: Factory test and power semiconductor for power electro- [13] B4-113. Sakai T. et al.: The first HVDC pro- Commissioning test of 450 MVA – STAT- nics based DC breaker applications. ject in Indonesia: system study and basic COM Project. [27] B4-303. Eriksson T., Backman M., Halén design of Java-Sumatra HVDC link. [22] B4-205. Anulowany – Simulation study S.: A low loss mechanical HVDC breaker [14] B4-114. Eriksson K. et al.: Celilo Pacific guideline for performance assessment of for HVDC Grid applications. DC Intertie Upgrade presentation. HVDC connected WPP. [28] B4-304. Derakhshanfar R. et al.: Hybrid [15] B4-115. Langeland T. et al.: Technology [23] B4-206. Glasdam J. et al.: Comparison of HVDC breaker – A solution for future Qualification of Offshore HVDC Transmis- field measurements and EMT simulation re- HVDC system. sion Systems. sults on a multi-level STATCOM for grid in- [29] B4-305. Kim E.H. et al.: Effects of STAT- [16] B4-116. Chung Y.H. et al.: New synthetic tegration of London Array wind power plant. COMs on power system in Jeju Island. test circuit for the operational test of HVDC [24] B4-207. Galandary Tazekandi R., Batha- thyristor valve. ee S.M.T., Dorafshan A.F.: A novel con- CIGRE

Marcin Lizer Instytut Energetyki, Warszawa

Zabezpieczenia i automatyka – Komitet Studiów B5

Protection and Automation – Study Committee B5

Podczas ostatniej sesji Komitetu Stu- no również obecną strukturę Komitetu B5 TG.B5.51 diów B5 przedstawiono referaty w dwóch oraz aktywne grupy robocze działające Automatyzacja i zdalne tematach wiodących: w jego ramach. sterowanie stacji (Substation • PS1: Nowe sposoby działania zabez- Automation) pieczeń i automatyki wykorzystują- ce rozszerzone możliwości komuni- Struktura i aktywne grupy Grupa tematyczna TG.B5.51 skupia kacji, robocze Komitetu B5 grupy robocze zajmujące się zagadnienia- • PS2: Doświadczenia i oczekiwania mi automatyzacji stacji elektroenergetycz- zainteresowanych stron w odniesie- W trakcie 45. sesji plenarnej Komitet nych oraz koordynacji i integracji syste- niu do standardu IEC 61850. Studiów B5 liczył 26 regularnych członków mów sterowania i zabezpieczeń. W ramach oraz 15 członków obserwatorów. Przewod- grupy tematycznej TG.B5.51 działa obec- W niniejszym artykule przedstawiono niczącym Komitetu jest Iony Patriot de Si- nie pięć grup roboczych. zagadnienia poruszane w ramach tych te- queirqa (Brazylia), a sekretarzem Rannveig • WG.B5.39: Wymagania dotyczące do- matów oraz wnioski, jakie wynikały z obrad S. J. Løken (Norwegia). Działania Komitetu kumentacji systemów automatyki cy- komitetu. W podsumowaniu przedstawio- podzielone są na trzy grupy tematyczne. frowej stacji elektroenergetycznej od

strona 182 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

projektu do uruchomienia i obsługi tech- • WG.B5.49: Systemy zabezpieczeń i ste- utworzono grupę roboczą: „Optymalizacja nicznej. rowania baterii kondensatorów. projektowania systemów zabezpieczeń, • WG.B5.42: Doświadczenia dotyczące • WG.B5.52: Analiza i porównanie rozwią- automatyzacji i sterowania (w odniesie- dostępności i niezawodności systemów zań lokalizatorów zwarć w systemach au- niu do nowych możliwości komunikacyj- automatyzacji cyfrowych stacji elektro- tomatyzacji stacji elektroenergetycznej. nych)”, w grupie tematycznej TG.B5.52: energetycznych (DSAS). „Zastosowanie technologii fal wędrujących • WG.B5.45: Techniki badań zgodności w układach zabezpieczeń i automatyzacji”, typu, uruchomień i testów na obiekcie TG.B5.53 a w grupie TG.B5.53 powstała nowa gru- dla systemów zabezpieczeń, automaty- Nowe wymagania sieciowe pa: „Wykrywanie i łagodzenie skutków re- zacji i sterowania. (New Network Requirements) zonansów subharmonicznych (SSR)”. • WG.B5.50: Systemy automatyzacji stacji elektroenergetycznej oparte na Ta grupa tematyczna skupia grupy ro- standardzie IEC 61850 – oczekiwania bocze zajmujące się nowymi technologiami Podsumowanie referatów zainteresowanych stron i interakcja w energetyce, w szczególności: tematyką i obrad na 45. sesji plenarnej użytkowników. rozproszonych systemów zabezpieczeń, CIGRE w ramach tematu • WG.B5.53: Strategie testowania aplikacji sterowania i pomiarów, nowymi możliwo- preferowanego PS1 systemów zabezpieczeń, automatyzacji ściami komunikacji, generacją rozproszo- i sterowania w pełni cyfrowych stacjach ną oraz sieciami inteligentnymi. W ramach Temat preferowany PS1: „Nowe spo- elektroenergetycznych utworzonych grupy tematycznej TG.B5.53 działa pięć soby działania zabezpieczeń i automatyk w oparciu o standard IEC 61850. grup roboczych. wykorzystujące rozszerzone możliwości • WG.B5.14: Technologie wielkoobszaro- komunikacji” zebrał 16 referatów. Dwa re- wych systemów zabezpieczeń i stero- feraty (B5-103 i B5-109) zostały anulowa- TG.B5.52 wania. ne. Pozostałe 14 referatów zostało podzie- Zabezpieczenia • WG.B5.41: Badania możliwości uspraw- lonych na pięć grup zagadnień. Ponadto, oraz monitorowanie głównych nienia układów pomiarów do celów roz- podczas obrad Komitetu B5, temat prefe- urządzeń i sieci przesyłowej liczeniowych w stacjach elektroenerge- rowany PS1 zebrał 49 głosów z sali, głów- (Protection and Monitoring) tycznych. nie dotyczących zastosowania rozszerzo- • WG.B5.43: Koordynacja zabezpieczeń nej komunikacji dla celów zabezpieczeń W ramach grupy tematycznej TG.B5.52 i automatyk w sieciach przyszłości. i sterowania, przykłady wdrożeń, realizacji działają grupy robocze zajmujące się za- • WG.B5.51: Metody i wdrożenia zdalnego i układów pilotażowych. gadnieniami układów zabezpieczeń i mo- dostępu do danych dla celów utrzymania nitoringu elementów sieci i elektrowni. Jest i eksploatacji systemów automatyzacji Grupa zagadnień nr 1 ich osiem. stacji elektroenergetycznych (SAS). Nowe sposoby działania • WG.B5.23: Zabezpieczenia zwarciowe • WG.B5.54: Zagadnienia zabezpieczeń automatyk i zabezpieczeń oparte linii hybrydowych w sieciach przesyło- i automatyzacji wysp obciążeń podczas na rozbudowanej komunikacji między wych. odbudowy systemu po blackoucie. stacjami elektroenergetycznymi • WG.B5.24: Wymagania zabezpiecze- Ponadto, w ramach Komitetu B5 pro- niowe w stanach nieustalonych dla wadzone są cztery łączone grupy robocze: W ramach tej grupy zebrano cztery re- napięciowych i prądowych przekład- • JWG.C6.26/B5/CIRED.25: Systemy ste- feraty: ników w cyfrowych torach pomiaro- rowania i automatyzacji sieci rozdziel- • B5-101: Line current differential protec- wych. czych przyszłości. tion and the age of Ethernet-based wi- • WG.B5.40: Edukacja, kwalifikacje i cią- • JWG.B5/C6.26/CIRED.26: Zabezpie- de-area communications (B. Kasztenny, głość rozwoju zawodowego inżynierów czenia sieci rozdzielczych z generacją B. Le, K. Fodero, V. Skendzic); systemów zabezpieczeń i sterowania rozproszoną. • B5-104: Automatic voltage control of (działalność zakończona w listopadzie • JWG.B5/A3/C4.37: Zabezpieczenia, mo- OLTC power transformers between sub- 2014 r.). nitoring i sterowanie dławików kompen- stations (G. Leci, I.G. Kulis, J. Benovic); • WG.B5.44: Układy zabezpieczeń trans- sujących. • B5-111: Demonstration and analysis of formatorów specjalnych. • JWG.B4/B5.59: Sterowanie i zabezpie- IP/MPLS communications for delivering • WG.B5.47: Testy układów zabezpieczenia stałoprądowych sieci wysokiego power system protection solutions using czeń sieci elektroenergetycznej. napięcia. IEEE C37.94, IEC 61850 Sampled Va- • WG.B5.48: Systemy zabezpieczeń sieci Podczas 45. sesji powstały trzy nowe lues, and IEC 61850 GOOSE protocols rozwijających się, charakteryzujących grupy robocze w ramach Komitetu Stu- (S. Blair, F. Coffele, C. D. Booth, B. De się niskimi wielkościami zwarciowymi. diów B5. W grupie tematycznej TG.B5.51 Valck, D. Verhulst);

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 183 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

• B5-113: Practical use challenge of WDM & IP communication technologies for protection systems (K. Kuroi, T. Furukawa, K. Tomizawa, T. Kagami, C. Komatsu, Y. Kawasaki, H. Oshida). Autorzy referatu B5-101 przedstawili w nim rozwiązanie wielokońcówkowego zabezpieczenia różnicowego, w którym próbki prądów ze zdalnych lokalizacji prze- kazywane są do zabezpieczenia poprzez sieć Ethernet. Uproszczoną strukturę takiego zabezpieczenia pokazano na rysunku 1. Do realizacji tej koncepcji autorzy stosują multipleksowanie z podziałem czasu (TDM Rys. 1. Struktura wielo końcówkowego zabezpieczenia różnicowego, zrealizowanego np. SDH lub SONET) oraz sieć komunika- poprzez sieć Ethernet (B5-101) cyjną o strukturze oczkowej, dzięki czemu opóźnienia w przesyłaniu próbek prądów, wprowadzane przez elementy sieci komu- Grupa zagadnień nr 2 przyrosty przepływów mocy i kątów mocy nikacyjnej, są znane i możliwe do uwzględ- Aplikacje wykorzystujące pomiędzy stacjami. W sytuacji wykrycia nienia w algorytmach zabezpieczenia. synchroniczne pomiary fazorowe (PMU) nadmiernych zmian tych parametrów ak- Autorzy twierdzą, że takie rozwiązanie krytyczne ze względu synchronizacji tywowane są klasyczne blokady zrealizo- można uznać za równoważne do obecnie czasu i opóźnienia transmisji wane z wykorzystaniem dodatkowych stref stosowanej sieci telekomunikacyjnej dedy- podimpedancyjnych (ang. bliners). kowanej dla zabezpieczeń. Jednocześnie W ramach tej grupy zebrano pięć refe- Powyższa grupa referatów wskazuje zwracają dużo uwagi na jakość synchroni- ratów: też na możliwość wykorzystania urządzeń zacji czasu. Według autorów najlepszym • B5-102: A new PMU based power PMU do usprawnienia działania układów rozwiązaniem jest synchronizacja czasowa swing detector to enhance reliability of zabezpieczeń oraz do wykrywania pracy poprzez sieć TDM (time-over-TDM), w której distance relay (H. Bentarzi, A. Ouadi, wyspowej fragmentów sieci elektroener- w sieci występuje wiele zewnętrznych zega- J-C. Maun); getycznej, również w odniesieniu do sieci rów GPS zadających sygnał synchronizują- • B5-107: Improving Relaying for Islan- z generacją rozproszoną (B5-107, B5-112, cy, a ponadto każde z urządzeń ma własny ding Detection (R. Vélez); B5-114, B5-115). zintegrowany zegar GPS. W takiej konfigu- • B5-112: Principles for practical wide- Zaproponowane w B5-107 rozwią- racji utrata wewnętrznego sygnału synchro- -area backup protection with synchro- zania wykrywają wydzielenie się wyspy nizującego przez urządzenie lub wykrycie phasor communications (E. Udren); obciążeń na podstawie obserwacji różnic nieprawidłowości w stosunku do sygnału • B5-114: A new approach on protection częstotliwości (ang. frequency slip) oraz z zewnętrznych zegarów spowoduje przełą- of networks with large amounts of RES różnic pochodnych częstotliwości napięcia czenie się na synchronizację zewnętrzną. (F. Balasiu, Gh. Moraru); (ang. ROCOF slip) pomiędzy lokalizacjami W referacie B5-104 autorzy przedsta- • B5-115: Real-time monitoring, control sieciowymi, w których realizowane są po- wiają koncepcję kontroli i regulacji napięcia and protection by implementation of the miary PMU. Pojawienie się dużych różnic sieci poprzez podobciążeniowe przełącz- PMUS in North-East of Romanian power wyznaczanych parametrów pomiędzy lo- niki zaczepów transformatorów sterowane grid (A. Miron, M. Dragomir, Gh. Moraru, kalizacjami będzie świadczyć o oddziele- przez wielkoobszarowy system nadrzęd- I. Nedelcu, S. A. Gal, A. Rusu). niu się jednej z nich od reszty sieci. Autorzy ny zrealizowany według standardu IEC Opisywana grupa wskazuje potencjal- referatu B5-107 zaproponowali charakte- 61850. Autorzy przedstawiają wyniki sy- ne zastosowania systemów synchronicz- rystykę działania systemu wykrywania wy- mulacji działania takiego systemu. nych pomiarów fazorowych (PMU) w au- dzielenia się wyspy obciążeń pokazaną na W pozostałych dwóch referatach tomatyce zabezpieczeniowej. W referacie rysunku 2. przedstawiono przemyślenia i wnioski na B5-102 autorzy zaproponowali metodę W referatach B5-112 i B5-115 przedsta- temat możliwości zastosowania różnych wykrywania utraty stabilności i blokowania wiono przemyślenia, wymagania i wnioski protokołów komunikacyjnych do wymia- działania zabezpieczeń odległościowych na temat możliwości realizacji nadrzęd- ny informacji pomiędzy urządzeniami IED w sieci na podstawie pomiarów PMU. Al- nych, wielkoobszarowych systemów za- pracującymi w rozproszonych systemach gorytm blokady zbiera dane raportowane bezpieczeń rezerwowych opartych na ukła- sterowania, automatyzacji i zabezpieczeń przez urządzenia PMU na końcach zabez- dach PMU (WAPMC). Przykładową strukturę sieci elektroenergetycznej. pieczanej linii i na ich podstawie wyznacza systemu WAPMC pokazano na rysunku 3.

strona 184 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

2 • B5-116: Development of Intelligent 1.5 Generator Special Protection System

1 (iG-SPS) to Improve Transient Stability

0.5 in Dangjin Power Plants (S. Seo, S. J. Kim, Y. H. Moon). 0

RDCOF slip W referatach tych przedstawiono kon- -0.5 cepcje systemów kontroli synchronizmu -1 i wydzielania się wysp w sieciach elektro- -1.5 energetycznych. -2 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 W referacie B5-105 została zapropo- Frequency slip nowana heurystyczna metoda określania Rys. 2. Charakterystyka działania systemu PMU do wykrywania wydzielenia się najbardziej korzystnego podziału sieci na wyspy obciążeń (B5-107) zbilansowane wyspy obciążeń po wystą- pieniu stanów nienormalnych (zakłóceń lub utraty synchronizmu). Podobne zagadnienia poruszane są w referacie B5-106, gdzie przedstawiono propozycję systemu nadrzędnego, którego zadaniem jest wykrywanie zakłóceń i nie- stabilności w sieci i tworzenie zbilansowa- nych wysp obciążeń. System ten zrealizowany jest z uwzględnieniem priorytetów poszczególnych elementów sieci (np. ato- mowe jednostki wytwórcze mają wyższy priorytet niż jednostki konwencjonalne), aby pozakłóceniowe zmiany konfiguracji sieci były jak najmniej radykalne.

Grupa zagadnień nr 4 Nowe sposoby działania automatyk i zabezpieczeń oparte na rozbudowanej Rys. 3. Struktura wielkoobszarowego systemu zabezpieczeń WAPMC opartego na pomiarach komunikacji wewnątrz stacjami PMU w rumuńskiej sieci elektroenergetycznej (B5-115) elektroenergetycznymi

Grupa ta reprezentowana była przez Zadaniem systemu jest zbieranie pomiarów Grupa zagadnień nr 3 jeden referat - B5-110: Feedback on in- z wielu lokalizacji sieciowych oraz lokalizo- Analizy stabilność pracy systemu -service deployments of the fully digital wanie zwarć na podstawie zapadów na- w oparciu o nowe możliwości substation (S. H. Richards, J. Wright, N. Pa- pięć w różnych miejscach sieci oraz zmian komunikacji vaiya, D. Chatrefou, A. Procopiou). Referat w przepływach mocy (B5-115). ten przedstawia przemyślenia i przykłady Autorzy referatu B5-114 zwracają uwa- W ramach tej grupy zebrano trzy re- wdrożeń w pełni cyfrowych stacji elektro- gę na możliwości usprawnienia działania feraty: energetycznych z wykorzystaniem niekon- układów zabezpieczeń sieci z rozproszoną • B5-105: A novel heuristic approach wencjonalnych przekładników prądowych generacją poprzez wykorzystanie rozsze- for power system controlled separa- i napięciowych (NCIT) w Danii. Autorzy rzonej komunikacji i PMU w towarzystwie tion wide-area-protection applications zwracają uwagę na to, że rozwiązania cy- konwencjonalnych zabezpieczeń różni- (M. Tageldin, W. El-khattam, A.Y. Ab- frowych stacji elektroenergetycznych cowych i odległościowych. Rozszerzona delaziz); i NCIT pozwalają obniżyć koszty eksploata- komunikacji daje możliwość tworzenia no- • B5-106: Brand new centralized emer- cji sieci oraz znacznie zmniejszyć wymiary wych logik działania zabezpieczeń (w od- gency automation in UPS of East stacji elektroenergetycznych. Jednocze- niesieniu do różnych wariantów pracy ge- and the experience of its exploitation śnie autorzy kładą duży nacisk na utrzyma- neracji rozproszonej) przy wykorzystaniu (P. Kats, L. Koshcheev, A. Lisitsyn, nie wysokiej sprawności i bezpieczeństwa zdalnych pomiarów i informacji (np. stanów M. Edlin, A. Zhukov, P. Legkokonets, działania nowych rozwiązań poprzez roz- łączników itp.). E. Satsuk); budowane metody testowania.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 185 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Grupa zagadnień nr 5 wość współpracy ze sobą urządzeń róż- 6. Rozszerzona komunikacja pozwala na Zarządzanie i utrzymanie majątku nych producentów jest kluczowa przy zdalną obsługę inteligentnych urządzeń z wykorzystaniem nowych możliwości realizacji tego typu systemów rozpro- elektronicznych (IED) pracujących w sys- komunikacji szonych. Według autorów preferowane temie elektroenergetycznym, np. prze- powinny być sieci o topologii oczkowej kaźników zabezpieczeniowych, sterow- Grupa ta reprezentowana była przez (mesh network), w których powinno się ników polowych, regulatorów napięcia jeden referat – B5-108: The Integral Ma- korzystać z komunikacji pakietowej typu transformatora itp. Rozwiązania wykorzy- intenance Centre as support, coordination peer to peer. Sieć komunikacyjna do ce- stujące rozszerzoną komunikację są co- and asset management tool (J. Muñoz lów zabezpieczeniowych powinna mieć raz chętniej używane w światowej ener- Florez, D. Del Solo, D. Arribas, D. Garcia, charakter dedykowany. getyce, ponieważ pozwalają na znaczną J. Feijoo, R. Rodriguez, M.D. Lopez Men- 3. Systemy PMU wydają się być najbardziej redukcję kosztów eksploatacji. chero, M. Lopez, R. Garcia, J.A. Garcia). przydatne do usprawnienia działania za- 7. Z drugiej strony, rozszerzona komunika- W referacie autorzy przedstawiają sys- bezpieczeń rezerwowych oraz wykrywa- cja tworzy nowe zagrożenia dla syste- tem nadrzędny “CMI2”, którego zadaniem nia utraty stabilności lub pracy wyspo- mu elektroenergetycznego, np. ryzyko jest zapewnienie zdalnego dostępu do wej. Sprowadza się to do rozproszonych nieautoryzowanego dostępu do tych urządzeń IED (np. przekaźników zabez- układów automatyki, sterowania i zabez- urządzeń w złej wierze poprzez sieć ko- pieczeniowych i sterowników polowych) pieczeń. W przyszłości należy dążyć do munikacyjną (cyberataki). pracujących w sieci elektroenergetycznej realizacji koncepcji zabezpieczeń syste- wysokiego napięcia w Hiszpanii celu ich mowych, samoadaptujących się w sto- obsługi. Z poziomu systemu możliwe jest sunku do zmian w sieci i niewymagają- Podsumowanie referatów i obrad zdalne odczytywanie zdarzeń, rejestracji, cych nastawiania. Dobrym przykładem na 45. sesji plenarnej CIGRE nastawień itp. urządzeń IED, a także zmia- są tu pomysły przedstawione w refera- w ramach tematu ny ich parametrów oraz aktualizacje opro- tach B5-101, B5-102, B5-105, B5-107, preferowanego PS2 gramowania. Autorzy zwracają uwagę na B5-112 i B5-114. korzyści powstałe po wdrożeniu systemu, 4. Z drugiej strony, należy się zastanowić Temat preferowany PS2: „Doświad- między innymi: ograniczenie składu służb czy jakość pomiarów i częstotliwość czenia i oczekiwania zainteresowanych energetyki zawodowej wymaganych do raportowania układów PMU jest wystar- stron w odniesieniu do standardu IEC obsługi urządzeń IED w sieci, zmniejszenie czająca do celów zabezpieczeniowych 61850” zebrał 15 referatów. Zostały one kosztów tej obsługi oraz znaczne przyspie- (B5-113). Pewność pracy sieci komu- podzielone na cztery grupy zagadnień. Po- szenie reakcji na sytuacje awaryjne. nikacyjnej determinuje poprawność nadto, podczas obrad Komitetu B5, temat działania rozproszonych systemów ste- preferowany PS2 zebrał 43 głosów z sali, Wnioski z referatów i dyskusji rowania i zabezpieczeń. Wybór struk- głównie pokazujących doświadczenia w ramach tematu preferowanego PS1 tury sieci, redundancja jej elementów użytkowników i operatorów sieci elektro- i zastosowane protokoły są kluczowe energetycznych w tematyce implementacji Podsumowując referaty oraz dyskusje z punktu widzenia pewności i nieza- rozproszonych systemów automatyki, ste- w czasie 45. sesji plenarnej Komitetu B5 wodności. rowania i zabezpieczeń opartych na roz- CIGRE, w odniesieniu do tematu prefero- 5. Wiele przykładów układów pilotażo- szerzonej komunikacji. wanego PS1, nasuwają się podane poniżej wych, modeli laboratoryjnych oraz rze- wnioski. czywistych wdrożeń świadczy o tym, Grupa zagadnień nr 1 1. Rozszerzona komunikacja i rozproszo- że światowa energetyka coraz chętniej Wymagania użytkowników ne systemy pomiarowe stają się coraz podąża w kierunku rozwiązań w pełni w odniesieniu do standardu IEC 61850 ważniejszym aspektem działania ukła- cyfrowych stacji elektroenergetycznych dów sterowania i zabezpieczeń jedno- zrealizowanych z uwzględnieniem no- W ramach tej grupy zagadnień przed- stek wytwórczych i sieci. Działanie tych wych możliwości komunikacyjnych. Szy- stawiono 7 referatów: układów może być znacznie uspraw- nę stacyjną IEC 61850 można już uznać • B5-201: Practical approach to the tech- nione dzięki wykorzystaniu informacji za powszechnie stosowane rozwiązanie nical specification of IEC 61850 sys- pochodzących z innych pól stacji elek- w odniesieniu do komunikacji z systema- tems (E. Dufour); troenergetycznej lub informacji zdal- mi nadrzędnymi. Ponadto, obserwuje się • B5-204: Modernizations of automation nych pochodzących z innych lokalizacji duży postęp we wdrażaniu szyny pro- systems of hydraulic generating units in w systemie. cesowej w tego typu układach. Wnioski Brazil (M. F. Mendez); 2. Poprawna synchronizacja czasu, mi- i przemyślenia z tego typu wdrożeń są • B5-209: Utility Perspectives and Chal- nimalizacja opóźnień wprowadzanych przedstawione w referatach: B5-106, B5- lenges on Implementing IEC 61850 przez sieć komunikacyjną oraz możli- 108, B5-110, B5-111 i B5-116. (P. Mydra, S. Sternfeld, G. Chason);

strona 186 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

• B5-210: Requirements for IEC 61850 in pieczeństwa pracy systemów zrealizowa- Grupa zagadnień nr 2 terms of Logical Node Design and En- nych według standardu IEC 61850. Powo- Proces standaryzacji oraz tworzenia gineering Tool Compatibility (T. Otani, łują się oni na normę IEC 62351 definiującą profilów funkcjonalnych F. Hagiwara, S. Matsumoto, K. Kuroi, między innymi mechanizmy i algorytmy au- S. Katayama, T. Ogiyama); toryzacji, np. dla rozkazów GOOSE. W re- W ramach grupy zaprezentowano 4 re- • B5-211: Expectations and specifications feracie B5-209 przedstawiono też główne feraty: of IEC 61850 based Digital substation au- przeszkody w implementacji standardu IEC • B5-202: IEC61850 Based Substation tomation system used by Statnett (R. Lo- 61850 z punktu widzenia użytkowników. Automation Systems – Users Expec- ken, M. W. Kristiansen, S. Losnedal); Przeszkodami tymi są: brak zaufania do tations and Stakeholders Interactions • B5-212: IEC 61850 and Distribution Ne- stosunkowo młodych rozwiązań, zmiany (G. Huon, A. Apostolov, R. Dias, M. twork Utilities Perspective: Trials, Tribu- w procesie realizacji inwestycji w stosun- Janssen, P. Lindblad, R. Liposchak, D. lations and Experiences from New Ze- ku do konwencjonalnych rozwiązań, zyski Moers, P. Myrda); aland (N. Nair, R. Verster, Z. Popovich, nieprzewyższające zwiększonych kosztów, • B5-206: IEC 61850 interoperability at in- R. Francis); obawy o cyberbezpieczeństwo systemów, formation level. A challenge for all mar- • B5-213: IEC61850 Experiences and ograniczona dostępność urządzeń. ket players (L. Guise, G. Huon, P. Lhuil- Expectations from the Renovated Sub- Duża część referatów przedstawia do- lier, M. Haecker, C. Brunner); stations Project in MEA’s Distribution świadczenia z przeprowadzonych moderni- • B5-207: Increasing interoperability by System Substation (P. Jintagosonwit). zacji i wdrożeń oraz układów pilotażowych IEC 61850 profiling – requirements and Referaty i dyskusje zebrane w grupie (B5-204, B5-210, B5-211, B5-212, B5-213). experience from end-user and vendor zagadnień nr 1 przedstawiają głównie ocze- Autorzy B5-204 wskazują, że coraz prospective (H. Englert, H. J. Herrmann, kiwania oraz wymagania funkcjonalne i tech- częściej na świecie stosowane są układu A. Ludwig, T. Bauer, T. Keil); niczne operatorów sieci elektroenergetycz- typu MU (ang. Merging Unit), a także nie- • B5-208: Improving IEC 61850 interope- nych, użytkowników i projektantów w odnie- konwencjonalne przekładniki NCIT (ang. rability and simplifying IED configuration sieniu do rozwiązań cyfrowych stacji elektro- Non-conventional instrument transformers). through the standardisation of protec- energetycznych i rozproszonych systemów Urządzenia IED stosowane do modernizacji tion settings (Q. Hong, V. M. Catter- sterowania, automatyzacji i zabezpieczeń. lub nowych inwestycji zwykle pochodzą od son, S. M. Blair, C. D. Booth, A. Dysko, Autorzy B5-201, B5-209 jednogłośnie różnych dostawców, co wynika ze sposobu T. Rahman). zwracają uwagę na potrzebę zapewnienia realizacji inwestycji (zwykle, w ramach wielo- W referatach tej grupy dalej poruszane niezakłóconego współdziałania (ang. inte- podmiotowych konsorcjów) i stwarza potrze- są kwestie współpracy urządzeń IED róż- roperability) pomiędzy urządzeniami IED bę zapewnienia współdziałania tych urzą- nych producentów oraz standaryzacji pro- pracującymi w tego typu systemach po- dzeń w ramach systemów sterowania, au- fili funkcjonalnych. chodzącymi od różnych producentów. tomatyzacji i zabezpieczeń. Autorzy stawiają W referatach B5-202, B5-206 i B5-207 Autorzy B5-201 i B5-209 zwracają wniosek, że powyższe założenia jest łatwiej przedstawiono aspekty wymagające po- uwagę na rozbieżności pomiędzy specyfi- osiągnąć przy tworzeniu nowych obiektów prawy w celu osiągnięcia lepszej współ- kacjami modeli funkcjonalności urządzeń lub podczas całkowitych modernizacji. pracy urządzeń. Problemy ze współ- IED różnych producentów, uniemożliwiają- W przypadku B5-211 autorzy (repre- działaniem urządzeń wynikają głównie cymi ich współpracę w ramach systemów zentujący szwedzkiego operatora systemu z niejednoznacznej interpretacji wymagań zrealizowanych w standardzie IEC 61850. przesyłowego) wykazują się mniejszą ufno- stawianych przez standard IEC 61850 W opinii autorów standardy dają zbyt dużo ścią do rozwiązań opartych na standardzie oraz różnych sposobów modelowania i im- swobody w tworzeniu profili funkcjonalnych IEC 61850 – stosowane są konwencjonal- plementacji funkcjonalności tych urządzeń urządzeń, co może prowadzić do niejedno- ne sterowania wyłącznikami od zabezpie- w ramach SCL (ang. System Configuration znacznych interpretacji. Autorzy B5-201 czeń oraz blokady elektryczne. Komunikaty Language). Zwrócono uwagę na potrzebę zwracają też uwagę, że standaryzacji GOOSE wykorzystywane są do grupowego głębszej standaryzacji i ujednoliceń mo- powinny podlegać również inne aspekty uruchamiania rejestratorów zakłóceń w in- deli funkcjonalnych węzłów logicznych tworzenia opisywanych systemów, w tym nych urządzeniach IED oraz przesyłania in- urządzeń, np. poprzez zastosowanie ję- tworzenie koncepcji działania, dokumenta- formacji o zmianach położenia łączników. zyków typu UML (ang. Unified Modeling cji wykonawczej, testowania i uruchomień. Autorzy stawiają też na zdalny dostęp do Language) oraz uwzględnienie w dalszych Autorzy B5-209 zwracają uwagę na potrze- całej dokumentacji technicznej swojej sie- wersjach oprogramowania uwag od użyt- bę ujednolicenia narzędzi do konfigurowa- ci oraz jednorodne nazewnictwo elemen- kowników. Autorzy uważają też, że dobrym nia urządzeń IED, aby dawały one możli- tów węzłów logicznych urządzeń IED, co sposobem osiągnięcia pełniejszego współ- wość konfiguracji urządzeń pochodzących pozwala przyspieszyć działania operatora działania urządzeń IED jest rozwijanie dar- od różnych producentów. Zauważają oni w sytuacjach nieprawidłowego działania mowych, otwartych, uniwersalnych progra- (B5-209) również potrzebę utrzymania bez- elementów sieci. mów konfiguracyjnych.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 187 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

W referacie B5-208 zwrócono uwagę Substation Assets as a Tool for Optimi- oraz innych użytkowników w odniesie- na to, że poprawa współdziałania może zed Maintenance Management (R. Dias niu do wdrażania układów sterowania, zostać osiągnięta również przez uprosz- Paulo, F. Matos). automatyzacji i zabezpieczeń opartych czenie sposobu konfigurowania urządzeń Referaty B5-203 przedstawiają do- o rozszerzone możliwości komunikacyj- IED poprzez standaryzację ich parame- świadczenia z testowania, uruchamiania ne (B5-201, B5-202, B5-203, B5-204, trów nastawieniowych i wykorzystanie i utrzymania układów automatyki i sterowa- B5-209, B5-210, B5-211, B5-212, B5- wspólnego, ujednoliconego języka SCL nia zrealizowanych zgodnie z IEC 61850. 213, B5-215). Prezentowane są wnioski do opisu działania i nastawiania ich funk- Skupiono się na różnicach w odniesieniu z pracy układów pilotażowych, badań cjonalności. do tradycyjnych rozwiązań oraz na możli- laboratoryjnych i rzeczywistych realiza- wości standaryzacji i automatyzacji testów. cji pracujących w sieci. Grupa zagadnień nr 3 Testy w układach przygotowanych zgodnie 2. Podstawowym problemem we wdraża- Narzędzia inżynierskie z IEC 61850 mogą zostać uproszczone niu systemów opartych na standardzie pod względem oprzewodowania bada- IEC 61850 jest zapewnienie pewnego Grupa reprezentowana była przez 2 re- nych urządzeń itp. Mogą być jednocześnie współdziałania pomiędzy urządzeniami feraty: znacznie bardziej powtarzalne, zautoma- IED różnych producentów pracującymi • B5-205: The Integrated Tool for Sub- tyzowane i szybciej wykonane. Zwrócono w jednym systemie. Drugi problem, to station Automation System Based uwagę na to, że w przypadku układów zre- zapewnienie zunifikowanych narzędzi on IEC61850 (R. Yanming, D. Junbo, alizowanych zgodnie z IEC 61850 bardzo inżynierskich i języka do tworzenia i kon- W. Wentao, H. Guanglin, L. Fangyuan, ważne jest sprawdzenie połączeń światło- figurowania urządzeń IED pracujących Z. Xinchun, S. Xuesong, Q. Weihua); wodowym pod kątem jakości transmisji, w rozproszonych systemach pomiaru, • B5-214: Next Step for IEC 61850: A Uni- w szczególności w układach z wdrożoną sterowania i zabezpieczeń (B5-205, fied Power Utility Automation Language szyną procesową i sterowaniem poprzez B5-206, B5-207, B5-208, B5-214). – Why and How (R. Dias Paulo). komunikaty GOOSE. 3. Analizując referaty i dyskusję podczas Referaty zebrane w tej grupie opisu- W referacie B5-215 zaproponowany sesji plenarnej można wyróżnić nastę- ją narzędzia do konfiguracji urządzeń IED jest częściowo zautomatyzowany system pujące pola do usprawnienia układów pracujących w ramach jednego systemu, zdalnego monitoringu, obsługi i utrzymania bazujących na standardzie IEC 61850 oparte na języku SCL. W obu referatach stacji elektroenergetycznej. Autorzy refera- (w odniesieniu do wniosku 2): zunifi- autorzy zaznaczają, że potrzebne jest prze- tu wskazują szereg zalet zdalnego prowa- kowane dla wszystkich producentów organizowanie i doprecyzowanie standardu dzenia utrzymania systemów automatyki, definiowanie wymagań funkcjonalnych, IEC 61850, aby lepiej definiował on profile sterowania i zabezpieczeń, w szczegól- standaryzacja rozwiązań i profili/mode- funkcjonalne urządzeń IED oraz, że zapew- ności: ograniczenie wyjazdów na obiekty, li funkcjonalnych, wspólne narzędzia nienie współdziałania urządzeń IED różnych zmniejszenie zagrożeń dla pracowników, konfiguracyjne i zunifikowany język producentów jest możliwe poprzez ujedno- możliwość zwiększenia częstotliwości obiektowy (SCL) do konfigurowania licenie sposobu ich konfigurowania poprzez sprawdzeń, co podnosi niezawodność i obsługi urządzeń IED różnych dostaw- wspólne narzędzia inżynierskie. Według au- działania systemu elektroenergetycznego, ców, zautomatyzowanie testów pozwa- torów, tylko takie podejście pozwoli na peł- zmniejsza czasy przerw dostaw energii lające na rozpatrzenie większej liczby ną implementację szyny procesowej. i pozwala zmniejszyć potrzebę redundan- wariantów badań w krótszym czasie. cji urządzeń. Po raz kolejny zwracana jest Autorzy zgodnie stwierdzili, że powyż- Grupa zagadnień nr 4 uwaga na potrzebę aktualizacji i doprecy- sze usprawnienia będą osiągalne tylko Testowanie i utrzymanie zowania standardu IEC 61850. poprzez współpracę pomiędzy producentami, projektantami i użytkownikami W ramach tej grupy zagadnień zapre- Wnioski z referatów i dyskusji systemów. zentowano 2 referaty: w ramach tematu preferowanego PS2 • B5-203: Brazilian Utilities experience in Acceptance, Commissioning and Main- Podsumowując referaty oraz dyskusje Plany Komitetu Studiów B5 tenance Testing Techniques for Protec- w czasie 45. sesji plenarnej Komitetu B5 na przyszłość tion and Automation Systems based in CIGRE, w odniesieniu do tematu prefero- IEC-61850 (P.H. Flores, A. T.A. Pereira, wanego PS2, nasuwają się poniżej wymie- W latach, w których nie odbywają się P.R.A. Souza, K. Arrabal, C.A.M. Aviz, nione wnioski. paryskie sesje CIGRE, Komitet B5 organizu- M.R. Bastos, L.V. S. Puppi); 1. Referaty i dyskusje w ramach tema- je kolokwia. Następne kolokwium Komitetu • B5-215: A Functionally Integrated Archi- tu preferowanego PS2 przedstawiają B5 odbędzie się w dniach 20-26 październi- tecture for Online Monitoring and Real- oczekiwania, doświadczenia i strategie ka 2015 roku w Nanjing (Chiny). Tematami -time Diagnostics and Management of operatorów sieci elektroenergetycznych preferowanymi na tym kolokwium będą:

strona 188 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

1) cyberbezpieczeństwo – doświadczenia Podsumowanie lokalizację zakłócenia, odizolowanie go użytkowników i obecne praktyki (w od- oraz zbilansowaną rekonfigurację sieci po niesieniu do nowych możliwości komu- Obecne zainteresowania Komitetu zlikwidowaniu zakłócenia. nikacyjnych), Studiów B5 CIGRE skupiają się na proble- Dużo uwagi poświęcono problemowi 2) rezonans subharmoniczny (SSR) w ist- mach związanych z implementacją stan- współdziałania urządzeń IED różnych produ- niejących i przyszłych sieciach elektro- dardu IEC 61850 w energetyce. Standard centów w ramach jednego systemu automaty- energetycznych, ten jest już obecny od ponad 10 lat (pierw- ki, sterowania i zabezpieczeń, zrealizowanego 3) zmiany w organizacji i zarządzaniu ma- sze wydanie części 1 - 9 standardu opu- zgodnie z IEC 61850. Obecnie zapewnienie jątkiem wywołane nowymi technologia- blikowano w latach 2001 - 2004) i zaczyna pełnego współdziałania jest trudne, co wynika mi automatyki, zabezpieczeń i komuni- on odgrywać coraz większą rolę. Autorzy ze zbyt dużej dowolności interpretacji standar- kacji. dzielą się swoimi doświadczeniami i spo- du przez producentów. Autorzy wskazują, że strzeżeniami na podstawie realizacji ukła- standard daje zbyt dużo swobody w odniesie- Kolejna sesja w Paryżu odbędzie się dów pilotażowych, badań laboratoryjnych niu do tworzenia profili funkcjonalnych węzłów w 2016 roku. Podczas tegorocznej sesji zo- i rzeczywistych wdrożeń w sieci. logicznych urządzeń IED, co prowadzi do zbyt stały wybrane następujące tematy prefero- Duża cześć referatów poświęcona jest dużych różnic pomiędzy urządzeniami IED wane na przyszłą 46. sesję plenarną: zastosowaniu urządzeń PMU w energetyce różnych producentów. Osiągniecie lepszego • PS1: Optymalizacja i zarządzanie cza- - referaty przedstawiają koncepcje syste- współdziałania będzie możliwe przez dopre- sem życia układów zabezpieczeń, auto- mów zabezpieczeń rezerwowych opartych cyzowanie standardu oraz wypracowanie zu- matyzacji i sterowania – doświadczenia na tego typu rozwiązaniach. Systemy takie nifikowanych profili funkcjonalnych i narzędzi użytkowników. mogą służyć w szczególności do wykrywa- do konfiguracji urządzeń, a więc poprzez wy- • PS2: Koordynacja układów zabezpie- nia utraty synchronizmu, wydzielenia się raźne odcięcie funkcji IED od sprzętu, poprzez czeń jednostek wytwórczych i sieci wysp obciążeń, a także do realizacji au- który są one realizowane. elektroenergetycznej. tonomicznych systemów zapewniających CIGRE

Wojciech Lubicki Maksymilian Przygrodzki PSE Inwestycje S.A. Politechnika Śląska

Rozwój i ekonomika systemu elektroenergetycznego – Komitet Studiów C1

System Development and Economics – Study Committee C1

Na świecie obserwuje się zarówno re- lub działań modernizacyjnych (w tym odtwo- tyczne przedstawione w niniejszym artykule. alizację ambitnych planów inwestycyjnych rzeniowych) należy zaliczyć m.in. starzenie Bloki te odpowiadają tematom preferowanym w zakresie infrastruktury sieciowej, jak i ich się istniejącej infrastruktury, a także trwający sesji generalnej obejmującym zagadnienia: ograniczanie, które to działania w obu przy- intensywny rozwój źródeł odnawialnych oraz • zaawansowanych metodyk zarzą- padkach wynikają z tworzonych planów rozwój kablowych sieci podmorskich. dzania majątkiem, rozwojowych. Przyczyną ograniczania pla- Przedmiotowe zagadnienia i problemy zo- • zastosowania nowych rozwiązań sys- nów inwestycyjnych jest istniejące w wielu stały poruszone na forum 45. sesji generalnej temowych i technik planistycznych, regionach świata spowolnienie gospodarcze. CIGRE. W ramach Komitetu C1 (Rozwój i Eko- • bezpieczeństwa inwestowania w roz- Dla odmiany do podstawowych czynników nomika Systemu) przedstawione zostały 33 wój sieci w aspekcie intensywnego powodujących potrzebę realizacji inwestycji referaty, które podzielono na trzy bloki tema- rozwoju źródeł odnawialnych.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 189 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Zaawansowane metodyki wykorzystujące ocenę szeroko pojętego profili ryzyka prowadzony jest proces opty- zarządzania majątkiem ryzyka, uwzględniające elementy probabi- malizacji, którego celem jest wskazanie listyki w zakresie wystąpienia danych zja- urządzeń do wymiany przy założonym, ak- Modele zarządzania majątkiem siecio- wisk oraz korelacji przyjętych zmiennych. ceptowalnym poziomie ryzyka. Ogranicze- wym zyskały popularność w latach 90., jako Poniżej scharakteryzowano trzy przykłady niami w procesie są m.in.: budżet, liczba efekt postępującej liberalizacji rynku ener- zastosowania takiego podejścia: w Wiel- urządzeń mogących podlegać wymianie gii elektrycznej [28]. Wyzwaniem stojącym kiej Brytanii dla sieci dystrybucyjnej [12], w tym samy czasie, dostępne zasoby ludz- przed tymi modelami było i jest nadal umoż- w Japonii dla wymiany populacji transfor- kie (w sensie liczby urządzeń mogących liwienie decydentom podejmowania decyzji matorów [23] oraz w Portugalii dla linii na- maksymalnie podlegać wymianie w danym inwestycyjnych z zachowaniem równowagi powietrznych [26]. czasie), a także ograniczenia możliwości pomiędzy ryzykiem i nakładami finanso- W Wielkiej Brytanii wymiana istniejącej wyłączenia urządzeń z ruchu. wymi. Gwałtowny rozwój energetyki odna- infrastruktury sieciowej wymaga przepro- W przypadku Kansai Electric Power wialnej powoduje drastyczną zmianę prze- wadzenia procesu uzyskania zgody Urzę- Company (KEPC – Japonia) do zarządza- pływów mocy w systemie elektroenerge- du Regulacji oraz akcjonariuszy. Jest to nia majątkiem sieciowym wykorzystywany tycznym. Tradycyjne korytarze przesyłowe utrudnione ze względu na zróżnicowany jest system MMST – Maintenance Mana- przestają istnieć, a w ich miejsce pojawiają zakres, jakość i format posiadanych da- gement System on Transmission Sector, się wielokierunkowe przepływy mocy wyni- nych charakteryzujących dane urządzenie rozwijany konsekwentnie od 2004 roku. kające z bieżących warunków pogodowych lub grupę urządzeń. Przed podjęciem de- System ten poza gromadzeniem danych (wiatrowych, nasłonecznienia) na terenie cyzji przez Urząd Regulacji wymagane jest eksploatacyjnych umożliwia wymianę ze- danego kraju lub krajów ościennych. Ozna- przedstawienie skwantyfikowanych dowo- standaryzowanych danych z innymi przed- cza to zmianę warunków pracy konwen- dów na to, że wymiana danego urządzenia siębiorstwami energetycznymi, tworzenie cjonalnych jednostek wytwórczych z jednej będzie miała widoczny, pozytywny wpływ planów prac eksploatacyjnych oraz wyko- strony oraz zmianę wymagań wykorzystana pracę systemu elektroenergetycznego. nywanie wielowymiarowych analiz i ocen nia infrastruktury sieciowej z drugiej. Na- W związku z powyższym zaproponowano na podstawie zgromadzonych danych. suwa się zatem pytanie – czy w związku ze budowę programów wymiany infrastruk- Jest to o tyle istotne, że zapotrzebowanie zmieniającymi się uwarunkowaniami przed- tury sieciowej wykorzystując model oceny na moc szczytową na obszarze KEPC ule- siębiorstwa energetyczne zmienią swoją ryzyka. Ryzyko jest oceniane odrębnie dla ga w ostatnich latach sukcesywnemu obni- strategię działania w zakresie zarządzania każdego urządzenia i następnie uśrednia- żeniu, a zatem i rozbudowa infrastruktury majątkiem sieciowym, zwłaszcza dla stane dla danego typu aparatury. Ocena pro- sieciowej nie jest już priorytetowa. Coraz rzejącej się infrastruktury sieciowej? wadzona jest w pięciu etapach: zebranie większe środki są natomiast przeznaczane Próbę odpowiedzi na tak postawione danych wejściowych (istotność urządze- na wymianę starzejącej się infrastruktury, pytanie zawarto w dziewięciu artykułach, nia, rodzaj, wiek, warunki pracy), wstępna stąd oczekuje się z jednej strony możli- które można pogrupować w podkategorie ocena ryzyka w stanie obecnym, zamode- wości wydłużenia przewidywanego czasu związane z: programami wymiany starze- lowanie procesu starzenia się urządzenia pracy poszczególnych typów urządzeń, jącej się infrastruktury, oceną efektywności i ocena przyszłego ryzyka, optymalizacja zaś z drugiej strony obniżeniu powinien operacyjnej majątku sieciowego oraz wy- programu wymiany aparatury pod kątem ulec średni koszt wymiany aparatury. zwaniami związanymi z penetracją syste- minimalizacji ryzyka przy założonym bu- Autorzy referatu [23] podkreślają, że mu elektroenergetycznego przez energię dżecie oraz zdefiniowanie harmonogramu wydłużenie zakładanego czasu życia elektryczną produkowaną w źródłach od- wymiany. urządzeń ma być wykorzystane jedynie nawialnych. Do oceny bieżącego i przyszłego po- w analizach rozwojowych, bowiem decy- ziomu ryzyka wykorzystywany jest indeks zje operacyjne o wymianie danego urzą- jakości urządzenia (HI – Health Index), dzenia są i tak podejmowane w każdym Starzenie się który przyjmuje pięć wartości, od poziomu przypadku indywidualnie z uwzględnie- infrastruktury sieciowej wyjściowego – urządzenie nowe lub jak niem czasu i warunków pracy urządzenia nowe, aż do poziomu zdegradowania – oraz jego bieżącej kondycji. W efekcie W obecnych uwarunkowaniach roz- urządzenie do natychmiastowej wymiany. przeprowadzonych analiz zaproponowano wojowych prowadzenie eksploatacji in- Do budowy modelu starzenia się urządzeń m.in. wydłużenie średniego czasu życia: frastruktury sieciowej wykorzystujące został zaimplementowany model proce- transformatorów 154 kV/77 kV z 45 do podejście oparte jedynie na czasie życia sów Markowa, przy czym dane wejściowe 60 lat, transformatorów 77 kV/ 6,6 kV do urządzeń lub wyłącznie na ocenie warun- tego modelu podlegały ocenie eksperckiej. 50 lat, zaś kabli 77 kV z 35 do 39 lat. Po- ków pracy i stanu technicznego urządzeń Symulacje przyszłych warunków pracy nadto na podstawie posiadanych danych okazuje się nieefektywne. Coraz bardziej urządzeń prowadzone są z zastosowa- stwierdzono obniżenie kosztów wymiany na znaczeniu zyskują natomiast metodyki niem losowań Monte Carlo. Po określeniu transformatorów oraz elektroenergetycznej

strona 190 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

automatyki zabezpieczeniowej, a także za- ryzyka będzie również zaimplementowany odrębnymi programami – rozpływowymi, proponowano działania optymalizacyjne do zróżnicowania terminów przeglądów zwarciowymi itp. na podstawie danych w zakresie programu wymiany transforma- linii. Obecnie przegląd każdej linii odby- uzyskanych z systemu SCADA. Dokona- torów. W efekcie istotą zarządzania ma- wa się w cyklu rocznym. W tym zakresie nie oceny efektywności operacyjnej mająt- jątkiem sieciowym staje się optymalizacja proponuje się, na podstawie oceny ryzyku sieciowego z wykorzystaniem metody średnio- i długoterminowej strategii inwe- ka, przyporządkowanie linii do trzech grup PPPCA wymaga rozwiązania nieliniowego stycyjnej, obejmującej także zagadnienia umownie oznaczonych kolorem zielonym, zagadnienia optymalizacyjnego. Do tego wymiany i odnowienia istniejącej infrastruk- żółtym i czerwonym. Dla linii z grupy zie- celu wykorzystano środowisko MATLAB. tury. Z punktu widzenia odbiorców energii lonej przeglądy będą wykonywane co trzy Wyniki uzyskane z metody PPPCA są zgod- elektrycznej ma to oznaczać utrzymanie lub cztery lata, z grupy żółtej co dwa lub ne z oceną ekspercką, zaś sam proces taryf przesyłowych na dotychczasowym trzy lata, natomiast z grupy czerwonej co posiada w miarę prostą interpretację geo- poziomie. roku lub co dwa lata. W najbardziej krytycz- metryczną. Dla porównania zastosowano Portugalski Operator Systemu Przesy- nych przypadkach dopuszcza się także również metodę korzystającą z teorii logiki łowego opracował metodykę prowadzenia przeglądy częstsze niż w okresach rocz- rozmytej. Uzyskano jednakże diametralnie ruchu i eksploatacji linii napowietrznych nych, np. co 6 miesięcy. różne wyniki, co tłumaczy się zbyt subiek- wykorzystującą ocenę ryzyka. W przypad- tywnymi elementami tej metody. ku prowadzenia ruchu jest to ocena ryzyka Odmienny zestaw wskaźników oraz po- na dzień następny, zaś w przypadku działań Efektywność operacyjna dejście metodyczne zaproponowali autorzy eksploatacyjnych ocena ryzyka na kolejny majątku sieciowego rosyjscy. Tutaj zestaw obejmuje dziewięć rok. Ryzyko jest kalkulowane dla każdej wskaźników połączonych w trzy grupy: linii odrębnie, a następnie uśredniane dla Ocena efektywności operacyjnej ma- niezawodność, finanse oraz wskaźniki in- danej grupy linii. Efektem działania modelu jątku sieciowego przedsiębiorstwa ener- westycyjne. Są to powszechnie stosowane jest ocena prawdopodobieństwa wystąpie- getycznego jest nadal przedmiotem wielu wskaźniki w każdej z wymienionych grup, nia zakłócenia oraz jego potencjalny wpływ analiz porównawczych. Jest to zagadnienie przez autorów zaś uznane zostały za klu- na sieć przesyłową. Waga połączeń siecio- istotne niezależnie od stopnia rozwoju rynku czowe wskaźniki wydajności. W referacie wych przez pryzmat obciążeń jest oceniana energii elektrycznej. W Chinach zapropono- [14] wskazano sposób obliczenia poszcze- z wykorzystaniem rozpływu mocy metodą wano ocenę efektywności wykorzystującą gólnych wskaźników, podkreślając przy tym Newtona-Raphsona. Model oceny ryzyka metodę analizy podstawowych składowych fakt, że sam proces oceny jest zagadnieniem uwzględnia cztery podstawowe przyczyny majątku [31], w Rosji metodę kluczowych wielowymiarowym, gdyż część wskaźników powstawania zakłóceń w pracy linii napo- wskaźników wydajności [14], natomiast w umownym idealnym przedsiębiorstwie wietrznych, którymi w przypadku Portugalii w Meksyku metodę analizy danych gra- powinna przyjmować wartości minimalne, są: pioruny (42%), bociany (26%), pożary nicznych [6]. Do tej grupy zagadnień za- część wartości maksymalne, zaś ideal- lasów (16%), mgły oraz zanieczyszczenia kwalifikowano również referat norweski ne wartości np. wskaźników finansowych (2%). Podane wartości procentowe doty- [30], w którym proponuje się uwzględnienie mieścić się powinny w określonych zakre- czą wyników badań zakłóceń z lat 2008- w analizach niezawodności pracy systemu sach. Z tego powodu wyznaczenie łącznej 2012. Elementy probabilistyczne modelu elektroenergetycznego także nieprawidło- oceny danego przedsiębiorstwa poprzedza oparte są na rozkładzie Poissona. Podsta- wości działania elektroenergetycznej auto- proces standaryzacji. Standaryzacja pole- wą oceny ryzyka w przypadku piorunów są matyki zabezpieczeniowej. ga na ustaleniu wartości referencyjnej dla dane z Portuguese Institute of Ocean and Autorzy chińscy proponują do oceny każdego wskaźnika w danym roku podlega- Atmosphere, obejmujące wszystkie ziden- efektywności majątku sieciowego pracują- jącym ocenie. Wartość ta jest ustalana na tyfikowane pioruny w Portugali począwszy cego w poszczególnych prowincjach wyko- podstawie danych z innych przedsiębiorstw od 2003 roku. Na tej podstawie tworzony rzystać system szesnastu wskaźników pod- zlokalizowanych w Rosji, Europie, USA czy jest odpowiedni współczynnik awaryjności. dawanych ocenie z wykorzystaniem metody innych krajach. W efekcie standaryzacji każ- W przypadku bocianów danymi do oceny analizy podstawowych składowych (Projec- dy wskaźnik posiada wartość względną od- ryzyka są informacje na temat zidentyfiko- tion-Pursuit Principal Component Analysis niesioną do wartości referencyjnej. Łączna wanych gniazd ptaków w pasie 200 m od – PPPCA). Przyjęte wskaźniki powiązane ocena danego przedsiębiorstwa jest wyzna- linii. Model oceny ryzyka uwzględnia rów- są w grupy: bezpieczeństwo dostaw i sta- czana jako pierwiastek z sumy kwadratów nież proces wegetacyjny roślin i ich wzrost bilność systemu, wykorzystanie urządzeń, wartości qi, gdzie qi =1-pi, zaś pi to wartość do poziomu dopuszczalnego. Dla ryzyka niezawodność, jakość energii oraz efekty względna danego wskaźnika i. Proponowa- wynikającego z mgieł i zanieczyszczeń ekonomiczne. W referacie [31] nie przed- na metoda została zastosowana do oceny oraz rozprzestrzeniania się pożarów za- stawiono szczegółowo sposobu kalkulacji efektywności operacyjnej sześciu rosyjskich łożone są funkcje regresji odpowiednio li- poszczególnych wskaźników, wskazano przedsiębiorstw dystrybucyjnych, a uzyska- niowej i nieliniowej. Opisany system oceny jedynie, że część z nich kalkulowana jest ne wyniki potwierdziły jej przydatność.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 191 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

W Meksyku funkcjonuje jedno, piono- przeprowadzono przy zastosowaniu pro- Baterie mogą być wykorzystane jednocze- wo zintegrowane państwowe przedsiębior- gramu TPLAN. Dane niezawodnościowe śnie w zakresie mocy czynnej i biernej, przy stwo energetyczne. Sieć dystrybucyjna jest pochodziły natomiast z systemu FASIT uwzględnieniu limitów konwertera (1 MW). zarządzana przez osiemnaście oddziałów, (Fault and Supply Interruption Information Magazyn energii posiada trzy tryby pracy: a każdy z nich jest podzielony na kilka Tool), który jest krajowym standardem regulacji obciążenia (LS – Load Shifting), lub kilkanaście obszarów (których łącznie w zakresie gromadzenia, analizy i rapor- regulacji częstotliwości (PF – Power-Fre- w kraju jest 151). W cyklu rocznym wszyst- towania danych na temat niezawodności quency Regulation) oraz regulacji napięcia kie obszary (sieci w obszarze) podlegają pracy elementów systemu elektroenerge- (VR – Voltage Regulation). Możliwa jest ocenie, przy czym funkcją kryterialną jest tycznego o napięciu od 1 kV wzwyż. Uzy- praca baterii wg powyższych indywidual- ważona suma przyjętych wskaźników. skane wyniki wskazują, iż w niektórych nych trybów, a także możliwe jest doko- Same wskaźniki obejmują m.in. takie ele- węzłach systemu elektroenergetycznego nanie logicznego podziału magazynu na menty, jak: sumaryczna długość linii, liczba istnieje wpływ wadliwego zadziałania (lub grupy baterii i jednoczesna praca magazy- i moc transformatorów oraz wskaźniki wy- niezadziałania w przypadku, kiedy było to nu w zdefiniowanych trybach mieszanych. korzystania majątku sieciowego. Metoda konieczne) automatyki zabezpieczeniowej Projekt jest obecnie w fazie instalacji testo- analizy danych granicznych (Data Enve- na wskaźniki niezawodności dostaw ener- wej, której zakończenie przewiduje się do lopment Analysis) zaproponowana w re- gii elektrycznej. roku 2020. feracie [6] ma służyć pogłębieniu rocznej oceny efektywności. Jej celem jest bowiem identyfikacja tych elementów sieci śred- Wyzwania związane niego napięcia, które w kluczowy sposób z penetracją systemu przez wpływają na ocenę sieci danego obszaru energię ze źródeł odnawialnych (w aspekcie pozytywnym i negatywnym). Metodę zweryfikowano praktycznie na W związku z coraz większym wolume- przykładzie sieci dystrybucyjnej obszaru Zi- nem produkcji energii elektrycznej pocho- tacuaro. Zidentyfikowano elementy siecio- dzącej ze źródeł odnawialnych operatorzy we, których obciążenie należy zwiększyć systemów przesyłowych i dystrybucyjnych oraz takie, w których należy ograniczyć podejmują różne działania mające na celu straty. Na tej podstawie zmieniono konfigu- zachowanie bezpiecznych warunków pracy rację sieci średniego napięcia podejmując systemu elektroenergetycznego. Dwa przy- Rys. 1. Magazyn energii elektrycznej, stacja działania zarówno inwestycyjne, jak i bez- kłady takich działań przedstawiono w arty- Carmona (Hiszpania) [25] inwestycyjne. W efekcie podjętych działań kułach hiszpańskim i polskim [18, 24]. funkcjonowanie sieci w obszarze Zitacuaro Hiszpańska Red Electrica uruchomiła Kolejny artykuł przedstawia problem znacznie się poprawiło w kolejnych latach, projekt o nazwie ALMACENA współfinan- przepływów kołowych pomiędzy m.in. co potwierdziły wskaźniki oceny. sowany przez Europejski Fundusz Rozwoju systemami: niemieckim, polskim i cze- Umieszczony w niniejszej grupie refe- Regionalnego. Celem projektu jest instala- skim, w związku z dużą produkcją ener- rat norweski [30] ma odmienny charakter cja systemu magazynowania energii elek- gii elektrycznej ze źródeł odnawialnych od publikacji opisanych powyżej. Przed- trycznej. Dostawcą technologii jest firma w systemie niemieckim. Do zarządzania stawia on praktyczny przykład obliczeń A123 Energy Solutions z USA. Magazyn tymi przepływami operatorzy systemów wskaźników niezawodności dostaw energii energii elektrycznej w tym projekcie sta- przesyłowych zdecydowali się na instala- elektrycznej z uwzględnieniem schematów nowi szesnasto-metrowy kontener, o łącz- cję przesuwników fazowych w stacji Kraj- poprawnego lub wadliwego działania elek- nej pojemności magazynu wynoszącej nik i Mikułowa. Autorzy wyjaśniają w ar- troenergetycznej automatyki zabezpiecze- 1 MW/3 MWh (patrz rys. 1). Model testowy tykule zasady kontrolowania przepływów niowej. Zdaniem autorów nieuwzględnienie zainstalowany jest w stacji Carmona, zloka- mocy, a także zasady budowy i główne przedmiotowych schematów w analizach lizowanej w pobliżu Sewilli. Przyłączony jest parametry przesuwników fazowych. Spo- niezawodności pracy systemu elektroener- do trzeciego uzwojenia transformatora sie- sób wykonania przesuwników fazowych getycznego jest nadmiernym uproszcze- ciowego poprzez dodatkowy transformator może być różny, jednakże w często spo- niem i może skutkować niedoszacowa- 27 kV/400 V. Posiada własny, zintegrowany tykanych rozwiązaniach urządzeń o dużej niem wartości wskaźników niezawodności. system chłodzenia, zaś sterowanie może mocy przesuwnik buduje się jako syme- W obliczeniach wykorzystano szereg pro- się odbywać z centrum dyspozycyjnego tryczny. Zawiera on dwa transformato- gramów: symulacje rynkowe i obliczenia w Madrycie lub lokalnie poprzez interfejs ry zbudowane na osobnych rdzeniach. rozpływów mocy wykonano z wykorzysta- użytkownika. Na magazyn energii składają Transformator wzbudzający ma oba niem odpowiednio programów EMPS oraz się trzydzieści dwie szafy baterii, z których uzwojenia połączone w gwiazdę, jego PSSTME. Symulacje stanów awaryjnych każda zawiera dwadzieścia dwa moduły. uzwojenie pierwotne jest zasilane z sieci,

strona 192 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

a uzwojenie wtórne współpracuje z prze- Elastyczność generacji, regulacyjną, co spowoduje wzrost kosztów łącznikiem zaczepów pod obciążeniem. zapotrzebowania i infrastruktury wytwarzania. Obecny model rynku nie- Uzwojenie wtórne transformatora dodaw- mieckiego nie uwzględnia takiej sytuacji czego, wytwarzające napięcie dodawcze, Zgodnie z dyrektywami Unii Europej- i wymaga korekty. Dodatkowo wymagany jest włączone w szereg z linią, w której skiej Niemcy są zobowiązani do redukcji jest intensywny rozwój technologii maga- reguluje się przesunięcie fazowe napię- emisji gazów cieplarnianych o 14% do roku zynowania energii, tu wskazuje się m.in. na cia. Przez to uzwojenie przepływa pełny 2020 (w odniesieniu do roku 2005) oraz mobilne i stacjonarne układy baterii, tech- prąd linii. Uzwojenie pierwotne transfor- do wzrostu udziału energii elektrycznej ze nologie ogniw paliwowych, technologie matora dodawczego jest natomiast połą- źródeł odnawialnych w zużyciu końcowym sprężania gazu. czone w trójkąt (co zapewnia przesunięcie energii do poziomu 18% [7]. Nakładając na Rozwój brazylijskiego systemu elek- napięć o π /2) i jest zasilane z uzwojenia to dodatkowo decyzję o rezygnacji z pro- troenergetycznego jest zdeterminowany regulacyjnego transformatora wzbudzają- dukcji energii elektrycznej w elektrowniach uwarunkowaniami hydrologicznymi [25]. cego. Przy mniejszej mocy jednostek oba atomowych tworzą się bardzo trudne wa- W efekcie infrastruktura sieciowa musi transformatory znajdują się we wspólnej runki wykorzystania istniejącej infrastruktu- być na tyle elastyczna, aby uwzględniać kadzi, przy większej umieszcza się je od- ry sieciowej oraz konwencjonalnych źródeł diametralnie różny, z roku na rok, rozdział dzielnie. Kluczowym elementem jest wła- energii. Ponadto scenariusze rozwojowe obciążenia na jednostki wytwórcze. Z tego ściwy dobór głównych parametrów prze- zakładają, że do roku 2020 moc elektrowni powodu rozważana jest instalacja w syste- suwnika fazowego, do których należy zali- wiatrowych osiągnie poziom 60 GW, taką mie urządzeń typu FACTS oraz D-FACTS. czyć: moc przechodnią, moc własną oraz samą moc osiągną źródła fotowoltaiczne, W przypadku urządzeń typu FACTS prze- zakres regulacji kąta obciążenia. Autorzy a źródła wodne poziom 5 GW oraz 7 GW widuje się wykorzystanie dostępnej od referatu [18] przedstawiają wyniki analiz źródła biomasowe. Oznacza to, że łączna wielu lat technologii tyrystorowo sterowa- umożliwiających właściwy dobór parame- moc osiągalna źródeł odnawialnych prze- nych kompensatorów szeregowych TCSC trów przesuwnika fazowego. kroczy 130 GW, a tym samym znacząco (Thyristor Controlled Series Capacitor). przekroczy przewidywane zapotrzebowa- Urządzenia typu D-FACTS to urządzenia nie na moc. Wykonane analizy pokazu- rozproszone wykorzystujące sterowniki Techniki planistyczne oraz ją, że gradient zmian poziomu produkcji modułowe instalowane bezpośrednio na nowe rozwiązania systemowe może osiągnąć nawet 15 GW/godz. i jest przewodach roboczych linii przesyłowych. powodowany głównie przez źródła foto- Schemat i wygląd takiego urządzenia Wykonywanie analiz efektywności in- woltaiczne. To generuje potrzebę budowy przedstawiono na rysunku 2, gdzie DSR westycji (Cost Benefit Analysis) jest obec- nowych, elastycznych źródeł konwencjo- oznacza Distributed Series Reactor. Wyko- nie dość powszechne, w tym przy uwzględ- nalnych oraz implementacji magazynów nana analiza, opisana w artykule, potwier- nieniu źródeł odnawialnych budowanych energii. W artykule pominięto zagadnienie dziła efektywność instalacji urządzeń typu w związku z systemami zachęt ze strony rozbudowy sieci, jednakże operatorzy nie- FACTS i D-FACTS w brazylijskim systemie lokalnych rządów. Analizy te znacznie się mieckich sieci przesyłowych przewidują elektroenergetycznym. komplikują, jeśli uwzględnić w nich źró- w planach rozwojowych budowę korytarzy Analogiczne do opisanych powyżej, dła odnawialne budowane na warunkach DC umożliwiających tranzyt energii elek- problemy z absorbcją energii ze źródeł wolnorynkowych. Tworzy się wówczas za- trycznej z farm wiatrowych zlokalizowa- odnawialnych dotyczą obszaru Indii [11]. mknięty krąg, bo wzrost udziału źródeł od- nych na północy do pozostałych części Z obecnych 234 GW mocy zainstalowa- nawialnych (zwłaszcza farm morskich du- kraju. Autorzy formułują wniosek, że po nej ok. 13% zainstalowane jest w źródłach żej mocy) wymaga dodatkowych zdolności roku 2020 diametralnie zmienią się warunki odnawialnych, z dominującym 70-pro- przesyłowych. Zaś operatorzy systemów pracy elektrowni konwencjonalnych, praca centowym udziałem elektrowni wiatro- przesyłowych dla uniknięcia nietrafionych w podstawie zostanie zamieniona na pracę wych. Przewiduje się jednak do roku 2017 inwestycji oczekują jednoznacznych sy- gnałów ze strony inwestorów źródeł odnawialnych. Do opisywanej grupy zagadnień zakwalifikowano jedenaście artykułów. Zostały one pogrupowane w następują- ce ogólne obszary: elastyczność generacji, zapotrzebowania i infrastruktury oraz ewolucja systemu w kierunku super-sieci lub micro-sieci. W obu grupach zagadnień uwzględniono problematykę zastosowania nowych technologii. Rys. 2. Schemat i wygląd urządzenia typu DSR [25]

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 193 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

budowę dodatkowych 30 GW mocy za- malnej ze względu na funkcję minimum elektroenergetycznego [16]. Z formalnego instalowanej w źródłach odnawialnych, kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. punktu widzenia plan rozwoju sieci typu w tym 20 GW w elektrowniach wiatrowych Jest to szczególnie istotne ze względu na Smart w Chinach został podzielony na trzy oraz 10 GW w źródłach fotowoltaicznych. intensywne wykorzystanie technologii ka- fazy: planowania (2009-2010), konstruowa- Długoterminowe prognozy identyfikują blowych dla przyłączenia morskich farm nia (2011-2015) oraz udoskonalania (2016- możliwość instalacji do roku 2030 ponad wiatrowych do sieci. Procedura planowania 2020). Chińska filozofia budowy Smart Gri- 200 GW w źródłach odnawialnych. Wyniki rozwoju w zakresie kompensacji mocy bier- du opiera się na trzech przesłankach. Po analizy opisane w referacie [11] wskazują nej została podzielona na trzy etapy: VPLA pierwsze – budowy hybrydowej (AC/DC) na potrzebę następujących działań w in- (Var PLaning Assesment) – identyfikacja sieci szkieletowej ultrawysokich napięć, po dyjskim systemie elektroenergetycznym: optymalnej lokalizacji i rodzaju zasobów do drugie – skoordynowany poprzez działania rozbudowa infrastruktury przesyłowej, kompensacji mocy biernej, VCMA (Voltage standaryzacyjne rozwój systemów elektro- poprawa obserwowalności i zarządza- Collapse Margin Analysis) – ocena margi- energetycznych różnych poziomów napięć. nia systemu (instalacja synchrofazorów nesu bezpiecznej pracy systemu z punktu Zaś po trzecie, wykorzystanie najnowszych oraz kabli światłowodowych), instalacja widzenia stabilności napięciowej, oraz OPE- osiągnięć IT w zakresie zbierania i integra- dynamicznych systemów kompensacji RA_PLA (OPERAtional PLanning Analysis) cji informacji, kontroli i nadzoru oraz auto- mocy biernej (STATCOM/SVC), rozwój – polega na ponownym wykonaniu anali- matyzacji w możliwie szerokim zakresie. oraz implementacja technologii magazy- zy optymalizacyjnej na podstawie danych W zakresie standaryzacji opracowano oraz nowania energii elektrycznej, organizacja z etapu pierwszego (rozpływ stałoprądowy) przyjęto do stosowania: 363 standardy lokalnych i centralnych ośrodków zarzą- oraz wyników obliczeń w zakresie optyma- produktów, 145 standardów przemysło- dzania energią ze źródeł odnawialnych lizacji mocy biernej. Co istotne, na etapie wych, 66 standardów krajowych, a tak- (Renewable Energy Management Cen- OPERA_PL w funkcji kryterialnej nie są że 19 standardów międzynarodowych. tres), rozwój mechanizmów rynkowych uwzględniane nakłady inwestycyjne w za- W warstwie aplikacyjnej zrealizowano dla zapewnienia dostępu do elastycznych kresie kompensacji mocy biernej, natomiast m.in.: pierwszy etap projektu Eco-city (in- źródeł konwencjonalnych, a także rozwój układy kompensacji są uwzględniane w ra- tegracja 100 MW energii wiatrowej, 40 MW sieci typu Smart-Grid z elementami zarzą- mach wykonywania zmienno-prądowych źródeł fotowoltaicznych oraz 20 MW ma- dzania popytem. obliczeń optymalnych rozpływów mocy. gazyn energii), prowadzono prace w zakre- Do planowania rozwoju systemu prze- Zagadnienie możliwości świadczenia sie monitoringu on-line sieci oraz prac pod syłowego irlandzki operator systemu prze- usług regulacyjnych przez morskie farmy napięciem, zbudowano 2 linie 1000 kV AC syłowego (EirGrid) wykorzystuje narzędzie wiatrowe połączone z siecią za pomocą oraz 2 linie ± 800 kV DC (kolejna 1 linia AC nazwane ESPAUT [20]. Zaimplementowa- połączeń VSC-HVDC (Voltage Sourced i 2 linie DC są w budowie) o łącznej długo- ną funkcją kryterialną jest minimum kosz- Converter – HVDC) przedstawiono w re- ści 10 000 km, zbudowano 656 „inteligent- tów inwestycyjnych oraz eksploatacyjnych feracie duńskim [32]. Opisywane zagad- nych” stacji energetycznych, będących w zadanym horyzoncie czasowym, zwykle nienie dotyczy także przypadku połącze- kluczowym elementem Smart Grid, rozpo- dłuższym niż 15 lat. Przy pojedynczym uru- nia dwóch systemów AC pracujących częto instalację synchrofazorów, a ponad- chomieniu programu wykonywana jest ana- asynchronicznie za pomocą połączeń to zainstalowano 170 mln „inteligentnych” liza optymalizacyjna wielu zdefiniowanych VSC-HVDC. Analizie poddano następują- liczników, zbudowano sieć stacji ładowania opcji rozwojowych. Po jej zakończeniu wy- ce usługi: regulacja napięcia AC/DC oraz samochodów elektrycznych, których liczba konywane są dodatkowe analizy pozwalają- mocy zwarciowej, regulacja częstotliwo- osiągnęła 5 mln szt., zmieniono zasilanie ce na stwierdzenie, że sieć została dobrze ści, a także usługa w zakresie tłumienia w 27 000 gospodarstw domowych umoż- zaprojektowana i jest odporna na określony oscylacji mocy. W podsumowaniu referatu liwiając jednym przewodem pobór energii poziom zakłóceń. Program ESPAUT do ob- przedstawiono porównanie do konwencjo- elektrycznej oraz transmisję sygnału tele- liczeń wykorzystuje stałoprądowy rozpływ nalnych urządzeń realizujących opisywane komunikacyjnego, radiowego i telewizyjne- mocy, co można uznać obecnie za rozwią- usługi regulacyjne, wskazując na poten- go, a także dostęp do Internetu. zanie standardowe. Doświadczenie uzyska- cjalny obszar implementacji zwłaszcza W ramach finansowanego przez Ko- ne z dotychczas wykonanych analiz pozwa- w zakresie regulacji napięcia AC. misję Europejską Programu Inteligentnej la autorom na postawienie tezy, iż zoptyma- Energii w Europie uruchomiono w maju lizowana sieć uzyskana jako wynik obliczeń Ewolucja systemu w kierunku 2012 projekt GridTech, którego celem jest stałoprądowych wymaga optymalizacji pod supersieci lub microsieci ocena gdzie, kiedy i jakie innowacyjne kątem kompensacji mocy biernej. W tym technologie będą dostępne dla rozbudowy celu EirGrid wraz z Politecnico di Milano Pojęcie Smart Grid lub Internetu Ener- sieci przesyłowej [15]. Ocena ma być do- opracowali narzędzie nazwane ESPAUT- gii nabiera w Chinach nowego znaczenia, konana dla perspektywy 2020, 2030 oraz -AC, dedykowane do określania optymalnej pojęcie Smart jest bowiem stosowane do 2050 roku. Projekt realizuje konsorcjum strategii kompensacji mocy biernej, opty- praktycznie każdego elementu systemu czternastu podmiotów, zaś rolę lidera pełni

strona 194 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Vienna University of Technology. Wyniki różniących się przyjętymi założeniami, mknięte. Trzeba podkreślić, że w Europie końcowe projektu oczekiwane są na po- w celu określenia rozwiązań granicznych. nie zbudowano jeszcze sieci podmorskiej czątku II kwartału 2015 roku. I tak, zaproponowano zarówno scenariusz dla przyłączenia grupy farm wiatrowych, Generalnie innowacyjne technologie 100% generacji ze źródeł odnawialnych, tym bardziej rozwiązania wymaga szereg podzielono na dwie kategorie: I – techno- jak i znaczący rozwój źródeł węglowych zagadnień, wśród których wskazuje się na: logie o bezpośrednim wpływie na system i jądrowych, a także scenariusz globaliza- potrzebę ustalenia standardów dla budowy przesyłowy oraz II – technologie o wpływie cji rynków oraz rozwoju lokalnego. Kolejne sieci podmorskich począwszy od umów pośrednim. Do I kategorii technologii zali- wyzwanie tego projektu związane jest z bu- pomiędzy właścicielami a operatorami sie- czono m.in.: kable w izolacji XLPE, linie dową modelu sieciowego, bowiem wyko- ciowymi, poprzez zagadnienia związane ze z izolacją gazową, przewody wysokotem- nanie obliczeń dla sieci obejmującej ponad współpracą z Urzędami Regulacji, wytycz- peraturowe, kable wykonane z nadprze- 10 000 węzłów sieciowych, z olbrzymią nymi projektowymi, metodami identyfikacji wodników, linie napowietrzne ultrawyso- liczbą jednostek wytwórczych jest poten- i lokalizacji zwarć, a skończywszy na sto- kich napięć, przesuwniki fazowe, urządze- cjalne możliwe, jednak racjonalnie nie jest sowanych konwerterach AC/DC i syste- nia typu FACTS, systemy monitorowania uzasadnione. Wnioskowanie na podstawie mach monitoringu. i kontroli pracy systemu, w tym związane takich szczegółowych wyników nie jest bo- Strategiczny plan obrony systemu elek- z dynamiczną obciążalnością linii. Techno- wiem praktycznie możliwe. Z tego względu troenergetycznego w Omanie przed duży- logie II kategorii to m.in.: systemy magazy- zaproponowano wykonanie ekwiwalentu mi zakłóceniami jest przedmiotem kolejne- nowania energii elektrycznej (elektryczne, sieci na określonych obszarach (klastrach), go referatu [1] w tej grupie. W celu wykona- magnetyczne, mechaniczne, chemiczne), co pokazano na rysunku 3. nia badań analitycznych stworzono model a także technologie z kategorii zarządzania Kolejnym krokiem analiz jest prawidło- systemu elektroenergetycznego Omanu popytem (inteligentne liczniki, samocho- we przypisanie scenariuszy generacji oraz oraz Zjednoczonych Emiratów Arabskich. dy elektryczne i hybrydowe, urządzenia zapotrzebowania do krajów, klastrów i wę- Narzędziem analiz stanów quasi-usta- związane z tworzeniem inteligentnych sie- złów ekwiwalentnych. Przedmiotem obec- lonych i dynamicznych był standardowy ci). Analizy przeprowadzono z wykorzy- nych dyskusji są technologie, które należy pakiet EUROSTAG. Przedmiotem analizy staniem programu MTSIM (Medium Term uwzględnić jako opcje rozwojowe. Dotyczy było ustalenie parametrów poszczególnych SIMulator), który umożliwia symulację ryn- to zarówno strony popytowej, infrastruktury stopni podczęstotliwościowego odciążania ku energii elektrycznej przy uproszczeniach sieciowej, jak i strony podażowej. Autorzy oraz przypadki utraty synchronizmu na związanych z reprezentacją obszarową artykułu nie podali nazwy narzędzia plano- połączeniach z systemami ościennymi. oraz wykorzystaniem rozpływów stałoprą- wanego do wykonania symulacji rynkowych W konkluzjach autorzy wskazują m.in. na dowych. Wyniki prezentowane są w skali i obliczeń sieciowych, być może decyzja potrzebę harmonizacji planu obrony sys- europejskiej oraz w wybranych krajach. w tym zakresie nie została jeszcze podjęta. temu Omanu oraz systemu Zjednoczonych We wrześniu 2012 roku uruchomio- W efekcie obliczeń stworzone zostaną stra- Emiratów Arabskich. ny został w ramach Siódmego Programu tegie budowy sieci paneuropejskiej, których Operacyjnego – Rozwój i Innowacje pro- ranking zostanie określony na podstawie jekt e-Highway 2050 [2]. Projekt realizo- kryteriów ekonomicznych. W tym zakresie wany jest przez konsorcjum 28 podmiotów przewiduje się wykorzystać szereg możli- (operatorów systemów przesyłowych, firm wych miar, m.in. nadwyżkę rynkową, koszt badawczych, uczelni z całej Europy), które- strat energii, wpływ na środowisko natural- go liderem jest francuski operator systemu ne, bezpieczeństwo dostaw, ograniczenie przesyłowego. Przedmiotem projektu jest emisji gazów cieplarnianych itp. Wyniki opracowanie metod, narzędzi planistycz- prac wykonanych w ramach przedmioto- nych oraz wykonanie analiz dla określenia wego projektu powinny zostać opublikowa- paneuropejskiej sieci przesyłowej w per- ne do końca 2015 roku. spektywie 2050 roku. Do realizacji przed- Analogicznie jak powyżej, również w ra- miotowych analiz zaproponowano podej- mach Siódmego Programu Operacyjne- ście scenariuszowe. Scenariusze zbudo- go wykonano prace badawcze dotyczące wano na założeniu ograniczenia emisji czynników, które należy uwzględnić przy gazów cieplarnianych o ok. 80-95% w per- projektowaniu sieci podmorskich [5]. Cho- spektywie roku 2050 w odniesieniu do po- dzi oczywiście o sieci związane z przyłą- ziomu z 1990 roku. Po wykonaniu szeregu czeniem morskich farm wiatrowych do analiz i przyjęciu założeń upraszczających lądowych sieci AC. Porównania dokonano Rys. 3. Projekt e-Highway. zdecydowano się na zaproponowanie pię- dla przyłączeń bezpośrednich AC i DC oraz Propozycja ekwiwalentu sieci europejskiej ciu scenariuszy rozwojowych, znacząco przyłączeń poprzez sieci promieniowe i za- i podziału na klastry [2]

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 195 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Ostatni referat w opisywanej grupie dotyczy zagadnienia aktywizacji rynku energii elektrycznej krajów południowo-afrykań- skich [17] w związku z gwałtownym rozwojem źródeł odnawialnych. Funkcjonowanie rynku limitują obecnie liczne ograniczenia sieciowe, a podkreślić trzeba, że zwykle nowa generacja jest dostępna w obszarach wymagających budowy długich linii przesy- łowych, co czyni te projekty ekonomicznie nieopłacalnymi (pomijając zagadnienie trudności w uzyskaniu prawa drogi dla nowych linii). Autorzy opisują trzy analizowa- Rys. 4. Przykładowa struktura sieci systemu EUMENA [10] ne strategie rozwojowe: koncepcję budowy dwóch pierścieni sieciowych (dużego i ma- łego) na obszarze Zimbabwe i przyłączania nictwa i Energetyki Brazylii, opublikowano obecnie różnic kulturowych i braku powią- do tych pierścieni nowych jednostek wy- prognozę dla hydroenergetyki. Hydro- zań międzysystemowych. W referacie [10] twórczych od strony północnej oraz centrów elektrownie zlokalizowane są w 159 pań- przedstawiono założenia przyjęte do analiz odbiorczych od strony południowej, koncep- stwach, udział w światowej produkcji ener- oraz główne wyniki. Przykładową strukturę cję analizy budowy nowych linii niezależnie, gii wynosi 16,3% (3500 TWh w 2010 roku), sieci systemu EUMENA przedstawiono na projekt po projekcie (tak jak to jest obecnie) a to jest więcej niż udział energii z elek- rysunku 4. Jej utworzenie wymaga wybu- oraz tworzenia bilateralnych korytarzy prze- trowni atomowych (12,8%) oraz więcej niż dowania nowych linii międzysystemowych, syłowych. Po wykonaniu analiz aprobatę ze źródeł wiatrowych, fotowoltaicznych w tym połączeń kablowych pomiędzy Eu- Komitetu Wykonawczego Południowo-Afry- i geotermalnych razem wziętych (3,6%). ropą a Północną Afryką i krajami środko- kańskiego Rynku Energii Elektrycznej uzy- Techniczny potencjał hydroenergetyki oce- wego wschodu. Łączne szacowane nakła- skała koncepcja utworzenia dwóch pierście- nia się na ok. 15 000 TWh/rok, zaś najwięk- dy inwestycyjne kształtują się na poziomie ni sieciowych na obszarze Zimbabwe. sze niewykorzystane zasoby ulokowane są ok. 500 miliardów euro. w Afryce, Azji, Australii i Oceanii, Ameryce Wenezuela jest krajem bogatym w su- Łacińskiej, Ameryce Północnej i Europie. rowce energetyczne, dostępne na jej te- Bezpieczeństwo inwestowania W artykule wskazano kluczowe akcje do renie są konwencjonalne surowce jak gaz w rozwój sieci podjęcia w okresie kolejnych dziesięciu lat i ropa naftowa oraz odnawialne źródła, przez rządy poszczególnych państw w za- jak woda, wiatr i energia słoneczna [4]. W grupie tematów dotyczących bezpie- kresie: polityk energetycznych, uzyskiwa- W ostatnich latach odnotowywano corocz- czeństwa inwestowania w rozbudowę sieci nia publicznej akceptacji, finansowania ny wzrost zapotrzebowania na energię przy zwiększonym rozwoju produkcji ener- inwestycji oraz rozwoju technologicznego elektryczną na poziomie 4%, zaś w struktu- gii w źródłach odnawialnych znalazły się hydroenergetyki. rze wytwarzania dominuje hydroenergety- zarówno tematy związane z nowymi meto- Potencjał źródeł odnawialnych w Afry- ka z udziałem na poziomie 70%. W artyku- dykami, jak również uzyskanymi doświad- ce Północnej oraz w krajach środkowego le zaprezentowano wyniki analizy sektora czeniami. Artykuły w liczbie jedenastu wschodu jest ogromny [10]. Już sam po- wytwórczego wykonane przy wykorzysta- pogrupowano w trzy kategorie: techniczny tencjał energetyki wiatrowej jest na tyle niu oprogramowania LEAP (Long-range potencjał rozwoju źródeł odnawialnych, duży, że pozwoliłby na pokrycie zapotrze- Energy Alternatives Planning system) dla nowe podejścia metodyczne oraz możliwo- bowania tamtego regionu oraz Europy (naj- perspektywy roku 2050. Przedmiotem ana- ści implementacyjne układów HVDC. lepsze warunki panują w Maroku i Egipcie). lizy było sześć scenariuszy wytwarzania, Podobnie wygląda potencjał źródeł foto- wśród których wystąpił scenariusz nieko- Techniczny potencjał rozwoju woltaicznych. Instalacja takich źródeł na rzystania z energii jądrowej lub węglowej, źródeł odnawialnych obszarach pustynnych pozwoliłaby uzy- a także scenariusz pokrycia 100% zapo- skać ponad 20 000 TWh energii o koszcie trzebowania ze źródeł odnawialnych. Ana- Międzynarodowa Agencja Energe- poniżej 60 euro/MWh. Biorąc pod uwagę liza jest jeszcze w trakcie realizacji, lecz tyczna publikuje serie prognoz rozwoju ten potencjał zrodziła się idea przeanali- wyniki częściowe pokazują, że jest w We- wybranych technologii niezbędnych do zowania możliwości utworzenia wspólnego nezueli wystarczający potencjał techniczny uzyskania globalnego celu ograniczenia systemu elektroenergetycznego, nazwa- do realizacji scenariusza 100% pokrycia

emisji CO2 w horyzoncie 2050 roku [21]. nego w skrócie EUMENA (EUrope, Middle zapotrzebowania ze źródeł odnawialnych Ostatnio, wspólnie z Ministerstwem Gór- East, North Africa), pomimo istniejących w perspektywie roku 2050.

strona 196 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Nowe metodyki planowania z konwencjonalną rozbudową sieci przy- liwość wykorzystania zadania SCOPF padki instalacji baterii muszą być jednakże pozwala na uwzględnienie uwarunkowań W Australii zasoby energii odnawialnej każdorazowo analizowane indywidualnie. bezpieczeństwa pracy krajowego syste- są zwykle zlokalizowane w dużej odległo- W przypadku opcji DSM nie stwierdzono mu elektroenergetycznego. Przedstawione ści od centrów odbiorczych, co w przypad- istotnego wpływu na obniżenie poziomu w referacie [19] zadania tworzą zaś, przy ku zachodniego wybrzeża oznacza nawet niezbędnych nakładów inwestycyjnych wykorzystaniu elementów optymalizacji 450 km. Tak duże odległości oraz zmien- w rozwój sieci. Wysoką efektywność techniczno-ekonomicznej, spójny proces ność wielkości produkcji energii elektrycz- stwierdzono natomiast w przypadku in- planowania rozwoju. nej powoduje trudności w uzyskaniu apro- stalacji w sieci dystrybucyjnej dostępnych Rząd Południowej Afryki opublikował baty Urzędu Regulacji dla takich inwestycji obecnie na rynku elementów Smart Grid, w 2010 roku Zintegrowany Plan Zasobów, zgodnie z obecnie obowiązującymi proce- do których zaliczono transformatory re- w którym wskazuje zadanie uzyskania do durami. Dlatego zaproponowano koncep- gulacyjne oraz elementy do koordynacji 2030 roku udziału energii ze źródeł od- cję SENE (Scale Efficient Network Exten- i kontroli mocy biernej z wykorzystaniem nawialnych na poziomie 10% [9]. Jednym sion), która oznacza inwestycje w sieci przekształtników na przyłączu źródeł od- z pierwszych działań zapewniających re- przesyłowej pozwalające na przyłączenie nawialnych. alizację tego planu jest uruchomiony przez dwóch lub więcej systemów wytwórczych, Nowe uwarunkowania funkcjonowania Ministerstwo Energetyki proces przetar- położonych na jednym obszarze, posiada- krajowego systemu elektroenergetyczne- gowy na budowę do 2016 roku źródeł jących różnych właścicieli lub zarządza- go, w tym postępujące urynkowienie sek- odnawialnych o łącznej mocy 3725 MW. nych przez różnych operatorów. Idea po- tora elektroenergetycznego, wymagają Za zapewnienie wystarczających zdolno- lega na utworzeniu klastrów wytwórczych zmiany podejścia do procesu długotermi- ści przyłączeniowych oraz przesyłowych przyłączonych do wspólnej sieci przesyło- nowego planowania rozwoju sieci przesy- odpowiedzialny jest operator systemu wej, dla wykorzystania efektu skali, tak aby łowej w Polsce [19]. W nowym podejściu przesyłowego. Aby sprostać temu zadaniu jak największa liczba klientów mogła ko- proces ten będzie realizowany nie tylko na proponuje się wykorzystać systemy infor- rzystać z energii odnawialnej. Zgodnie z tą płaszczyźnie technicznej, ale i ekonomicz- macji przestrzennej (GIS) do gromadzenia koncepcją przeanalizowano dwa projekty no-rynkowej. Płaszczyzna ekonomiczno- danych na temat planowanych projektów na wschodnim oraz zachodnim wybrzeżu -rynkowa daje możliwość zoptymalizowa- w źródła odnawialne. Obszar Południo- Australii, wykazując jej przydatność. nia przeprowadzanych wyborów w harmo- wej Afryki zostanie podzielony na klastry, Sieć dystrybucyjna na obszarze po- nogramie działań na podstawie kryteriów w których grupowane będą projekty budo- łudniowej Bawarii będzie w najbliższych ekonomicznych, pozwala na uzyskanie wy źródeł odnawialnych, a następnie przy- latach narażona na trudne warunki pracy uzasadnienia efektywności podejmowa- łączane do sieci szkieletowej. związane z przewidywanym dużym rozwo- nych zadań rozwojowych oraz obiektywi- Ze względów regulacyjnych sieć prze- jem rozproszonych źródeł odnawialnych. zuje cały proces planistyczny. syłowa w Chile jest podzielona na trzy sys- Ich moc osiągalna przekroczy szczytową Proponowana metoda optymalizacyj- temy [3]. Sieć szkieletowa stanowiąca trzon wartość zapotrzebowania. W artykule [22] na pozwala na wykorzystanie istniejących systemu elektroenergetycznego, sieć sub- przedstawiono wyniki analizy warunków zasobów przesyłowych przy uwzględnieniu przesyłowa obejmująca linie bezpośrednie pracy sieci dystrybucyjnej, które wykazały ograniczeń technicznych. Zatem całość do odbiorców z regulowaną bądź rynkową (w tradycyjnym ujęciu) konieczność ponie- zadania zamyka się w analizach technicz- ceną energii, oraz dodatkowa sieć prze- sienia istotnych nakładów inwestycyjnych no-ekonomicznych i rynkowych. Realizacja syłowa, którą stanowią linie bezpośred- na majątek sieciowy o efektywnym czasie planu rozwoju z wykorzystaniem mecha- nie do odbiorców z rynkową ceną energii wykorzystania jedynie przez kilka dni lub nizmów rynkowych opartych na krótko- lub przyłączające jednostki wytwórcze do godzin w ciągu roku. Rozwiązanie takie nie okresowych kosztach krańcowych oraz systemu. Przychody z opłaty przesyłowej jest racjonalne, z tego też względu trady- na rozwiązaniu zadania optymalizacji roz- w sieci szkieletowej i subprzesyłowej są cyjne opcje rozwojowe, związane z budo- pływu mocy pozwala na maksymalizację przedmiotem regulacji w okresach cztero- wą infrastruktury sieciowej, zostały posze- wykorzystania infrastruktury sieciowej i lo- letnich, opłaty przesyłowe w dodatkowej rzone o nowe elementy: magazyny energii kalizację oraz wycenę ograniczeń siecio- sieci przesyłowej są ustalane na zasa- (baterie), opcje DSM, oraz dostępne na wych. Likwidacja/złagodzenie ograniczeń dach wolnorynkowych. Operator systemu rynku komponenty Smart Grid. W efekcie sieciowych pozwoli na zwiększenie moż- przesyłowego zobowiązany jest do wyko- stwierdzono, że rozproszona lokalizacja liwości przesyłowych sieci przy jednocze- nywania analiz rozwoju sieci szkieletowej baterii (w punktach przyłączenia źródeł wy- snym uwzględnieniu rynkowych zachowań w cyklu rocznym. Urząd Regulacji w cią- twórczych) jest mniej efektywna niż instala- uczestników zarówno po stronie podażo- gu trzydziestu dni akceptuje plan rozwo- cja scentralizowanych baterii w sieci śred- wej, jak i popytowej. Wykorzystanie wskaź- ju w zakresie inwestycji, które wymagają niego lub niskiego napięcia. Ze względu ników ekonomicznych pozwoli zaś na ra- uruchomienia postępowań przetargowych na duży koszt inwestycyjny w porównaniu cjonalny wybór strategii rozwoju, a moż- w ciągu kolejnych dwunastu miesięcy.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 197 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Analizy rozwojowe są wykonywane wg mowych. Sprawą nierozstrzygniętą do- energetyki odnawialnej. Przedmiotem podejścia standardowego tzn. akcepto- tychczas jest sposób finansowania inwe- artykułu są wyniki analizy stabilności wane są inwestycje charakteryzujące się stycji oraz podziału potencjalnych korzy- pracy połączonych systemów. Uzyska- efektownością ekonomiczną liczoną jako ści z jej realizacji. ne wyniki wskazują na celowość budowy różnica kosztów inwestycyjnych, eksplo- Podmorskie sieci stałoprądowe są połączenia przedmiotowych systemów, atacyjnych oraz wyłączeń dla przypadku przedmiotem coraz większej liczby analiz, jednakże zwraca się uwagę na zagroże- uwzględnienia i braku analizowanej inwe- w których rozpatrywane są jako alterna- nie stabilności pracy systemów w przy- stycji. Podstawowym problemem, z któ- tywa dla rozbudowy zmiennoprądowych padkach awaryjnego wyłączenia linii rym boryka się chilijski operator systemu sieci lądowych. Rozbudowa sieci lądo- kablowej (dotyczy to okresów z dużym przesyłowego nie są jednak problemy ana- wych wynika z promieniowego przyłącza- transferem energii). lityczne, jest to natomiast czas niezbędny nia np. morskich farm wiatrowych. W tym na realizacje inwestycji infrastrukturalnej. zakresie budowa podmorskich sieci sta- O ile bowiem nowe źródło odnawialne łoprądowych może być rozwiązaniem Podsumowanie może powstać w Chile w 24 miesiące od alternatywnym, które nie zostało jednak uzyskania pozytywnej oceny środowisko- jeszcze do końca rozpoznane [33]. Wśród Kluczowym elementem w procesie pla- wej, o tyle na wybudowanie nowej linii zalet budowy podmorskich sieci stałoprą- nowania rozwoju sieci przesyłowej stają potrzebne jest co najmniej sześćdziesiąt dowych w porównaniu z sieciami zmien- się źródła odnawialne ze względu na po- miesięcy. Z tego powodu zaproponowa- noprądowymi wymienia się m.in.: większą wszechne dążenie do ograniczenia emisji no wpisanie do ustawodawstwa chilijskie- efektywność, mniejsze gabaryty, możli- gazów cieplarnianych [29]. Dostępny po- go korytarzy infrastrukturalnych interesu wość połączenia asynchronicznego sieci tencjał źródeł odnawialnych jest wystar- publicznego. Postęp prac w tym zakresie o różnych częstotliwościach, możliwość czająco duży do spełnienia postawionych nie jest jednak zadowalający, co powo- przyłączenia dużej liczby źródeł, co po- celów udziału w produkcji energii elek- duje ponoszenie przez odbiorców zwięk- woduje ograniczenie zmienności poziomu trycznej, jednakże źródła te są zwykle zlo- szonych kosztów budowy infrastruktury produkcji, elastyczną kontrolę pozwalają- kalizowane w dużej odległości od centrów sieciowej. cą na uniknięcie ograniczeń przesyłowych odbiorczych. Z tego też powodu powstają w sieci lądowej, a także wsparcie syste- idee integracji źródeł z wielu regionów, Możliwości implementacyjne mu w regulacji napięcia. Przedstawione w tym też poprzez tworzenie stałoprądo- układów HVDC w referacie [33] wyniki uzyskano dla sie- wych sieci podmorskich, przyłączonych do ci modelowej obejmującej układ 12 wę- różnych systemów kontynentalnych. Alternatywą dla rozwoju sieci EUME- złów DC, 15 linii DC, 9 przekształtników Odrębnym zagadnieniem jest insta- NA pokazanej na rysunku 4 jest projekt AC/DC i 1 przekształtnik DC/DC. Część lacja w istniejących systemach elektro- MedGrid, którego idea polega na budowie podmorska testowej sieci DC zawierała energetycznych magazynów energii połączeń kablowych pomiędzy południo- 5 przekształtników AC/DC z przyłączony- elektrycznej, układów monitoringu i re- wymi i zachodnimi krajami leżącymi w ba- mi czterema źródłami odnawialnymi oraz gulacji (np. przesuwniki fazowe, FACTS, senie Morza Śródziemnego [27]. Obec- platformą wiertniczą. D-FACTS). W przypadku przesuwników nie analizowane są możliwości budowy Kreta jest największą grecką wyspą fazowych zwraca się uwagę na potrzebę połączeń podmorskich oraz niezbędnych i jednocześnie największym autonomicz- koordynacji doboru ich parametrów pracy wzmocnień sieci wewnętrznych krajów zanym systemem elektroenergetycznym w ramach całego połączonego systemu angażowanych w projekt. Z drugiej strony w tym rejonie, ze szczytowym zapotrze- europejskiego. Podstawowym wyzwaniem, przedmiotem analizy są również korzyści bowaniem na poziomie 670 MW oraz przed którym obecnie stają operatorzy sys- możliwe do uzyskania w związku z wymia- rocznym zużyciem energii wynoszącym temów przesyłowych to integracja źródeł ną energii elektrycznej. Korzyści te wyni- 3000 GWh [13]. Budowa połączenia sys- odnawialnych z siecią w taki sposób, aby kają głównie z różnej, komplementarnej temu Krety z siecią kontynentalną była uniknąć potrzeby intensywnego rozwoju struktury wytwarzania w Europie i północ- rozważana już od lat osiemdziesiątych infrastruktury sieciowej z czasem wykorzy- nej Afryce, a także przesunięcia szczytów ubiegłego wieku, jednakże dopiero obec- stania liczonym w godzinach w ciągu roku. zapotrzebowania na moc. Oczywiście nie nie budowa tego połączenia ma realne Taka rozbudowa nie jest racjonalna, i nie do pominięcia jest potencjał krajów afry- szanse na realizację. Wśród podstawo- jest również akceptowana przez urzędy re- kańskich w zakresie źródeł odnawialnych, wych powodów celowości budowy po- gulacji, inwestorów oraz odbiorców energii o czym pisano już wcześniej. Studia w za- łączenia wskazuje się przede wszystkim elektrycznej. kresie MedGrid są jeszcze w fazie realiza- istotny wzrost zapotrzebowania na moc W zakresie metodyk planowania roz- cji i dostępne są na razie wyniki wstępne, na wyspie, wysokie koszty produkcji woju standardem są symulacje rynkowe które wskazują na duży potencjał budowy energii w obecnych źródłach (olejowych dla określenia przyszłej generacji oraz przedmiotowych połączeń międzysyste- lub gazowych), a także duży potencjał analizy sieciowe wykonywane z wyko-

strona 198 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

[5] C1-207. Bell K., Xu L., Houghton T.: Con- [20] C1-210. Mansoldo A., Cuni S., Zuelli R., rzystaniem rozpływu stałoprądowego. siderations in design of an offshore ne- Norton M., Berizzi A., Bovo C.: Develop- W zakresie oceny efektywności ekono- twork. ment of a VAR planning tool for strategic micznej wykorzystywane są alternatyw- [6] C1-106. Borrayo R., Jimenez Z., Guzman network planning. nie miary typu nadwyżka rynkowa, koszt A., Avalos A., Creda J.: Circuit impact [21] C1-302. Melo A., Maceira M., Zimmermann wytwarzania, koszt wyłączeń/ograniczeń, measurement in the face of a distribution M., Wojcicki F., Frankl P., Philibert C.: Hy- koszt niedostarczonej energii itd. Są one network reconfiguration for asset manage- dropower technology roadmap – a pathway zwykle liczone w procesach symulacyj- ment. for doubling hydroelectricity production nych z uwzględnieniem prawdopodobień- [7] C1-201. Brauner G., Bofinger S., Glaun- worldwide by 2050. stwa wystąpienia danego stanu. Procesy singer W., Pyc I., Steinke F., Schwing U., [22] C1-304. Muller H., Meyer B., Koeberle symulacyjne są głównie wykorzystywane Magin W.: Flexibility of thermal power ge- R., Fiedeldey M.: Energy transition in w analizach rynkowych, gdzie w zależno- neration for RES supply in Germany until Germany and its impact on investment costs at the example of AUW distribution ści od perspektywy czasowej albo rynek 2020. network. odzwierciedlany jest w sposób przybliżo- [8] C1-301. Coble-Neal G., Thompson D., Pan- [23] C1-105. Ogama Y., Matsuda A., Fujioka N.: ny (długoterminowe analizy strategiczne), khurst D., Bones D.: Justifying transmission investment with large-scale RES. Asset management methodology for opti- albo w sposób szczegółowy (dla okresów [9] C1-309. Govender P., Ijumba K., Mushwana mization of long term replacement plan for kilku lat w przód). C.: A spatial framework for strategic invest- aged facilities. Ciekawym rozwiązaniem prezen- ments to enable RE IPP integration. [24] C1-103. Ordiales M., Sainz A., Gomez C., towanym na sesji generalnej CIGRE są [10] C1-305. Iliceto A., Zickfeld F.: Transfor- Lin R., Donahue B.: ALMACENA Project. inicjatywy MedGrid (Francja) oraz EU- ming Desertec vision into quantitative Electrochemical electricity storage for sys- MENA (Niemcy) związane z połączeniem scenarios – simulations and optimization tem operation. systemu europejskiego z sieciami krajów analysis for a decarbonized EUMENA po- [25] C1-202. Perez R., Oliveira G., Pereira M., północnej Afryki oraz środkowego wscho- wer system. Falcao D., Kreikebaum F., Ramsay S.: FACTS and D-FACTS: The operational du. Korzyści z takiego połączenia byłyby [11] C1-205. Jha I., Sehgal Y., Subir S., Ka- flexibility demanded by the transmission obopólne ze względu na różną strukturę shish B.: Grid integration of large scale expansion task with increasing RES. oraz koszt wytwarzania, olbrzymi poten- renewable generation – initiatives in Indian system. [26] C1-109. Pinho da Silva N., Casaca J., Com- cjał źródeł odnawialnych oraz przesu- [12] C1-104. Johnson A., Strachan S., Graham pos Pinto L., Azevedo F., Gomes-Mota J.: nięcie szczytów obciążenia. Realizacja A.: A framework for asset replacement and Predictive modelling of overhead line relia- takiego połączenia jest fizycznie możliwa, investment planning in power distribution bility and lifetime. ale wymagająca istotnych nakładów in- networks. [27] C1-303. Pouliquen H., Kowal J., Adam P., westycyjnych. Ich podział na inwestorów [13] C1-307. Karystianos M., Kabouris Y., Koro- Lahirigoyen P., Chammas M.: Opportuni- jest sprawą otwartą, jak również sposób nides T.: Operation of the electrical system ties and solutions for the development of a zarządzania tymi połączeniami i podział of Crete in interconnection with the main- Mediterranean grid. potencjalnych korzyści. land grid: a stability study. [28] Rijks E., Alvira D., Herz O.: Special report [14] C1-102. Kolibaba V., Filatov A.: Introducing for C1. Paris 2014 the integrated evaluation procedure of T&D [29] Southwell P., Roddy P.: Discussion Meeting utilities’ asset management efficiency. Summary for the Group C1. Paris 2014 Referaty Komitetu [15] C1-213. L’abbate A., Calisti R. and 25 [30] C1-107. Vadlamudi V., Gjerde O., Kjolle G.: Studiów C1 others: The role of innovative grid-impac- Consideration of transmission protection ting technologies towards the development system response in reliability of electricity [1] C1-208. Abdalla O., Al-Busaidi A., Al-Ha- of the future pan-European system: the supply analysis – case study. di H., Al-Riyami H., Al-Nadabi A., Karoui GridTech project. [31] C1-101. Wu Y., Song L., Yang J., Sun K., Wagemans S.: Strategic defense plan [16] C1-203. Liu Z.: Smart grid in China: deve- Y., Zhou B., Littler T.: A method of full- for Oman-UAE interconnected power lopment and practice. -scale comprehensive evaluation of system. [17] C1-211. Leask K., Marais R.: A strategic operating efficiency of electric power [2] C1-204. Anderski T., Migliavacca G., network framework for the development of networks. Peirano E., Sanchis G.: A methodology the Southern African power. [32] C1-212. Zeni L., Gladam J., Lund T., Soren- for the development of the Pan-Euro- [18] C1-108. Lubicki W., Kocot H., Korab R., sen P., Hansen A., Kjer P., Hesselbek B.: pean Electricity Highways System for Przygrodzki M., Żmuda K., Tomasik G.: Coordinated power system services from 2050. Improving the cross-border transmission offshore wind power plants connected thro- [3] C1-310. Araneda J., Valpuesta R.: Trans- capacity of Polish power system by using ugh HVDC networks. mission investment evaluation in the Chile- phase shifting transformers. [33] C1-306. Zhu J., Li H., Callavik M., Pan J., an electricity market. [19] C1-308. Lubicki W., Przygrodzki M., Toma- Nuqui R.: Economic assessment of HVDC [4] C1-311. Bautista Herman S.: A 100% rene- sik G.: New methodology of transmission grids. wable scenario for Venezuelan Power Ge- system planning in Poland based on eco- neration Sector in 2050 and its costs. nomic and market approach. CIGRE

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 199 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Krzysztof Madajewski Instytut Energetyki, Oddział Gdańsk

Sterowanie i prowadzenie ruchu systemu elektroenergetycznego – Komitet Studiów C2

System Operation and Control – Study Committee C2

Sesja plenarna Komitetu Studiów C2 Spośród 36 zgłoszonych referatów, 24 podejście analogiczne do prognozowania CIGRE – „Sterowanie i prowadzenie ruchu” dotyczyło tematu pierwszego, natomiast generacji wiatrowej i fotowoltaicznej. Uzy- obejmowała dwa tematy preferowane. 12 tematu drugiego. skane wyniki będą również wykorzysty- • Temat 1 – Nowe wyzwania w zakre- wane do skoordynowanego zarządzania sie planowania i prowadzenia ruchu Nowe wyzwania w zakresie przesuwnikami fazowymi (PST) na liniach w czasie rzeczywistym: planowania i prowadzenia ruchu wymiany, a także do analiz stabilności pra- – analizy stabilności, monitorowanie i ste- w czasie rzeczywistym cy systemu. Na rysunku 1 pokazano sche- rowanie (regulacja napięcia, regulacja mat wymiany i przetwarzania informacji na częstotliwości, stabilność kątowa), Referat [3] analizuje kryteria, jakie po- platformie IT w systemie DOL. – wykorzystanie dynamicznej obcią- winny zostać spełnione, aby umożliwić System DOL już dzisiaj zapewnia zda- żalności linii, operatorowi sieciowemu efektywne wyko- niem autorów wymierne korzyści. Z bie- – usługi systemowe, w tym rezerwa rzystanie systemów dynamicznej obcią- giem czasu rozwiązania DOL będą coraz operacyjna. żalności linii (DOL) w prowadzeniu ruchu bardziej wykorzystywane w planowaniu • Temat 2 – Interakcje, przesył – dys- systemu elektroenergetycznego w Belgii. rozwoju sieci, procesach rynkowych oraz trybucja w prowadzeniu ruchu: Obecnie, prace u belgijskiego operatora prowadzeniu ruchu. – interfejsy: przesył, dystrybucja, odbiór, systemu przesyłowego (ELIA) koncentrują Nowe podejście RTE – francuskiego – interfejsy: prowadzenie ruchu, rynek, się na integracji rozwiązań w zakresie DOL operatora systemu przesyłowego, do za- – szkolenia i treningi operatorów, z systemami wspomagającymi prowadze- rządzania ryzykiem w obszarze napięć – świadomość zaistnienia problemów nie ruchu systemu. W szczególności, pra- w sieci opisano w referacie [5]. Koniecz- ruchowych, ce te dotyczą możliwości prognozowania ność taka jest wynikiem rosnącej zmienno- – potrzeby w zakresie modelowania obciążalności linii na dzień następny (D-1) ści warunków pracy systemu spowodowa- i wymiany danych, lub z wyprzedzeniem dwudniowym (D-2) nej przez takie czynniki, jak: – sterowalność generacji rozproszonej, tak, aby wyniki tych prognoz mogły zostać • rekordowe obciążenia szczytowe pojawia- – zarządzanie mocą zwarciową, wykorzystane w planowaniu prowadzenia jące się w mroźne dni, wywołane głównie – odpowiedź popytu. ruchu oraz działaniach rynkowych. Jest to dużym i rosnącym udziałem elektrycznego ogrzewania domów i mieszkań, • wzrost udziału generacji odnawialnej, • wpływ nowych rozwiązań na rynku energii (market coupling), • transgraniczne oferty na rynku bilansu- jącym, • wpływ odpowiedzi popytu (demand response). W efekcie, RTE stwierdza rosnące ryzyko: • niskich napięć w sieci i zagrożenie la- winą napięciową w warunkach szczyto- Rys. 1. Platforma IT opracowana dla systemu DOL [3] wych obciążeń zimowych,

strona 200 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Programa Inicial Programa Final Potencial Max. Potencial Activado

0 0 5 10 15 20

Rys. 2. Podejście RTE do analiz ryzyka Rys. 3. Przykład przebiegu procesu zarządzania obciążeniem w [11]

• rosnących ograniczeń spowodowanych o charakterze przemysłowym, dysponu- • rozpoznawania stanu zagrożenia w cza- zbyt wysokimi napięciami w dolinach jąca na żądanie możliwościami łącznej sie rzeczywistym (RASS – Real-time obciążenia. zmiany mocy w zakresie 4 MW. Wdrożo- Awareness Systems), RTE opracował rozwiązania zaistnia- na aplikacja obejmowała prognozę agre- • przewidywania ograniczeń sieciowych łych problemów obejmujące: gatora w zakresie możliwości dokonania w trybie „dnia bieżącego” oraz „dzień • nową metodykę analiz profili napięcio- godzinowych zmian zużycia energii. W na- przed” (IDCF, DACF), wych oraz narzędzia wykorzystujące stępnym kroku REE opracowywał program • wielostronnych działań korygujących głównie analizy dynamiczne w różnych wykorzystania oferty agregatora w zakresie w razie zaistnienia stanu zagrożenia. skalach czasowych oraz analizy ryzyka; zwiększenia lub zmniejszenia obciążenia. W referacie przedstawiono również wi- podejście to umożliwia dokładne wyzna- Program uwzględniał: zje ENTSO-E przyszłego modelu bizneso- czenie ograniczeń sieciowych, a także • aktywowany potencjał w MW i jego zna- wo-technicznego skoordynowanej współ- kryteriów ruchowych dla dyspozytorów czenie dla operatora (REE), pracy europejskiej operatorów (rys. 4). w warunkach normalnych i sytuacjach • harmonogram wykorzystania między Kołysania międzyobszarowe w sys- zagrożenia; podobne rozwiązania wdro- 1 h (minimum) a 3 h (maksimum) przy temie WEEC (Western Electricity Coor- żono do procedur planowania rozwoju powiadamianiu z 1-godzinnym wyprze- dinating Council) są przedmiotem analiz systemu; dzeniem, w referacie [15]. System WECC obejmuje • procedury i procesy prowadzenia ruchu • wykluczenie redukcji obciążenia w doli- obszar zachodniej części USA od Kanady zapewniające najlepszą dostępną pre- nie zapotrzebowania. do Meksyku. Szczytowe obciążenie w sys- dykcję sytuacji systemowych; tworzone Na rysunku 3 pokazano praktyczny temie WECC sięga 165 GW. W normalnym są one w bliskiej współpracy z regio- przykład przebiegu procesu stanie pracy systemu występują dwa pod- nalnymi oraz sąsiednimi zagranicznymi Aktualny i przyszły obraz współpracy stawowe charakterystyczne mody między- centrami dyspozytorskimi w szczegól- europejskich operatorów systemów prze- obszarowe: ności w zakresie analiz krótkookreso- syłowych zaprezentowano w referacie • North-South (0.22-0.3 Hz). wych; [13]. Współpraca ta w ramach zrzeszenia • Alberta (0.35 to 0.45 Hz). • dedykowane automatyki służące re- ENTSO-E (European Network of TSOs for gulacji napięcia w stanach normalnych Electricity) obejmuje między innymi takie oraz zapewniające bezpieczeństwo na- kluczowe kwestie, jak: pięciowe w sytuacjach zagrożenia. • zdefiniowanie i wdrożenie wspólnego Na rysunku 2 pokazano podejście RTE europejskiego standardu wymiany da- do analiz ryzyka w zakresie napięć w sieci. nych, W referacie [11] przedstawiono prak- • wspólne modele sieciowe, tyczne wyniki zrealizowanego w Hiszpa- • wzajemne wsparcie dla planowania pro- nii projektu efektywnego wykorzystania wadzenia ruchu sieci wykorzystujące zarządzania i sterowania obciążeniem aktualną faktyczną sytuację europej- przez REE – operatora systemu przesy- skiego obszaru sieciowego, łowego. • regularne wideokonferencje. Projekt demonstracyjny R&D o nazwie Wzmacniane i rozwijane są regionalne AGREGA, operator REE rozpoczął w 2012 inicjatywy w zakresie poprawy bezpieczeń- Rys. 4. Przyszły model roku. W projekcie wzięła udział firma odpo- stwa prowadzenia ruchu systemu. Przykła- techniczno-biznesowy współpracy wiedzialna za agregację grupy odbiorców dowe wyniki to wdrożenie systemów: operatorów systemów przesyłowych

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 201 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

ną, trójpoziomową strukturę. Każda jednostka PMU może monitorować 24 kanały cyfrowe oraz 24 kanały analogowe (sześć napięciowych i osiemnaście prądowych), co oznacza, że realizuje pomiary napięć na dwóch szynach zbiorczych oraz pomiary prądów trójfazowych w sześciu liniach. Obszar metropolitalny odpowiada za 40% zapotrzebowania kraju, a dysponu- je jedynie 20% generacji zainstalowanej w Korei. Reszta mocy jest dosyłana sze- ścioma korytarzami przesyłowymi na na- Rys. 5. Kołysania międzyobszarowe wywołane niewłaściwym działaniem pięciu 765 kV i 345 kV. Wyłączenie awa- regulatora turbiny bloku 20 MW ryjne ciągów 765 kV w sytuacji dużego obciążenia zagraża stabilności napięciowej Kołysania te mają charakter struktu- z punktu widzenia odbudowy systemu; obszaru. W takiej sytuacji dokonuje się ralny i nie stanowią głównego tematu re- celem jest przyspieszenie odbudowy awaryjnego zrzutu obciążenia o wartości feratu. Autorzy skupiają się na kołysaniach centralnej i południowej części Włoch, sięgającej 1500 MW. Dotychczas zrzut spowodowanych niewłaściwym działaniem • zwiększenie liczby i niezawodności jed- 1500 MW mocy następował w jednym kro- automatyk oraz kołysaniach w warunkach nostek wytwórczych zdolnych do samo- ku po identyfikacji warunków wystąpienia skrajnie dużych obciążeń systemu. Przy- dzielnego startu w warunkach blackoutu zagrożenia lawiną napięciową. Warunki kładem kołysań wywołanych niewłaści- oraz ich równomierne rozłożenie w syste to awaryjne wyłączenie dwóch linii 765 wym działaniem automatyk było błędne temie, kV oraz utrzymujące się przez co najmniej działanie regulatora turbiny bloku o mocy • zwiększenie niezawodności procedur 200 ms obniżone napięcie (0,985 p.u) 20 MW. Pomimo niewielkiej mocy turboze- przechodzenia kluczowych jednostek w dwóch wybranych węzłach sieci 345 kV. społu problem w skali systemu spowodo- wytwórczych do pracę na potrzeby wła- Wielkość mocy i stan zagrożenia określa- wała częstotliwość wymuszonych kołysań sne oraz dbałość o ich równomierne no wykorzystując analizy statyczne off-line. mocy turbozespołu (0,28 Hz) bardzo bliska rozłożenie w systemie, Wprowadzenie PMU i opracowanie syste- częstotliwości kołysań międzyobszaro- • weryfikacja i poprawa telekomunikacji mu WAMAC zmieniło tą sytuację. wych North-South. W efekcie doszło do i telesterowania, Obecnie zrzut obciążenia następuje bardzo dużego wzmocnienia samoistnych • prowadzenie okresowych testów odbu- w dwóch krokach. W pierwszym kroku do- kołysań mocy wywołanych niewłaściwym dowy systemu. konuje się zrzutu 1000 MW w warunkach działaniem regulatora turbiny. Wyłącze- W dniu 6 stycznia 2013 TERNA prze- określonych wyżej. O drugim kroku, czy- nie tego turbozespołu zlikwidowało pro- prowadziła udany test odbudowy włoskie- li kolejnym zrzucie mocy, decyduje SPS blem (rys. 5). go systemu elektroenergetycznego z wy- wykorzystujący pomiary z kilku lokalizacji Włoski operator systemu przesyło- korzystaniem liczącego ponad 1000 km PMU oraz badający wartość WAVI (Wide wego (TERNA) zaplanował i zrealizował ciągu 400 kV z systemu Szwajcarii. Test Area Voltage Stability Index). Obniże- badania symulacyjne i testy systemowe poprzedziły analizy procesów elektrome- nie napięcia poniżej 0,95 p.u oraz wzrost odbudowy systemu z wykorzystaniem są- chanicznych i elektromagnetycznych zwią- wskaźnika WAVI powyżej 0,4 powoduje ko- siadujących systemów Francji i Szwajca- zanych z załączaniem elementów systemu lejny zrzut obciążenia. Schemat działania rii. Wyniki przedstawiono w referacie [23]. oraz startem i synchronizacją bloku w elek- systemu pokazano na rysunku 6. W przy- Strategia odbudowy systemu opracowana trowni Presenzano. szłości jest planowane rozwiązanie zrzutu przez TERNA zakłada: W referacie [24] przedstawiono system obciążenia wykorzystujące wyłącznie po- • przyspieszenie procedur odbudowy WAMAC (Wide-Area Monitoring and Con- miary i procedury on-line. dzięki koordynacji działań z sąsiednimi trol) opracowany i wdrożony w Korei. TSO (Transmission System Operator), W zakresie sterowania system funkcjo- • uproszczenie i przyspieszenie identyfi- nuje jako SPS (Special Protection System) Interakcje, przesył – dystrybucja kacji stanu blackout poprzez wykorzy- i odpowiada za ochronę obszaru metropo- w prowadzeniu ruchu stanie technik WAMS (Wide Area Me- litalnego wokół Seulu przed utratą stabil- asurement System), ności napięciowej. W skład systemu wcho- Problemy związane z awaryjnym wyłą- • tworzenie sieci szkieletowej 400 kV dzi 40 jednostek PMU zainstalowanych czeniem farm wiatrowych w Chinach omó- z sąsiadujących TSO; instalacja dła- w 28 stacjach o napięciu 345 kV lub wyż- wiono w referacie [25]. Moc zainstalowana wików 400 kV w węzłach kluczowych szym. System WAMAC posiada hierarchicz- w farmach wiatrowych w Chinach w 2012

strona 202 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

One phase fault Switch protection PDC Server of 35kV cables in was actived, the fault wind farm is cleared

PMU data 11s 60ms 63s SCADA/EMS Line trip UV(340kV) 200ms

Trip conditions satisfy? SE data Output of wind Three phase fauit of The Var compensation in wind System power increased, all 35kV cables in wind farm was not cut off and voltage the Var compensator farm occurred, reactive power was excessed increase to Yes in wind farm set to voltage dipped which cause the high voltage of high value Voltage stability operation wind farm Index calculation On-line analysis First step load shedding Lots of wind turbines Wind turbines The system frequency disconnected form the disconnected decrease, some wind grid because lack of form the grid turbines disconnected Index over threshold Decide first step load LVRT capability because of High form the grid because of shedding amount Trip conditions satisfy? Voltage frequency protection UV(0.95pu) 200ms Yes 274WT 300WT 24WT Decide second step load 36MW Second step load shedding shedding amount 377.13MW 424.2MW

Rys. 6. Schemat działania SPS wykorzystującego WAMAC Rys. 7. Przykład przebiegu awaryjnego wyłączenia farm (zrzut obciążenia do 1500 MW w Korei) wiatrowych w Chinach roku była najwyższa w świecie i przekro- Awaria została zapoczątkowana poje- na moc wykazuje dużą i rosnącą wrażliwość czyła 60 GW. Plany rządowe zmierzają do dynczym zwarciem doziemnym w okablo- temperaturową, co wiąże się z rozwojem uzyskania 150 GW mocy zainstalowanej waniu 35 kV farmy. W przebiegu awarii do- ogrzewania elektrycznego. w 2015 oraz 200 GW w roku 2020. Już szło do wyłączenia znacznej liczby turbin W tej sytuacji rząd francuski rozpoczął obecnie tak duża moc farm wiatrowych wiatrowych (WT) nieposiadających układu promowanie oszczędzania energii, a RTE w systemie stanowi poważne wyzwanie dla FRT (Fault Ride Through). Zmniejszyło to podjęło prace nad wprowadzeniem DR zapewnienia bezpiecznej i stabilnej pracy istotnie wartość mocy generowanej przez jako sposobu na ograniczenie szczytowe- systemu elektroenergetycznego. Główne farmę, a to z kolei spowodowało znaczny go zapotrzebowania na moc. W kwietniu problemy związane są z: prowadzeniem wzrost napięcia w stacji 330 kV, do której 2013 roku wprowadzono formalne regula- ruchu i sterowaniem, a w szczególności szyn były dołączone baterie kondensato- cje umożliwiające wykorzystanie mecha- z: bilansowaniem, regulacją częstotliwo- rów dla kompensacji mocy biernej. Napię- nizmu DR na rynku energii i rynku bilansu- ści, prognozowaniem generacji wiatrowej cie na szynach tej stacji wzrosło krótko- jącym. Stworzono warunki dla powstania oraz utrzymaniem pracy farm przy zbyt trwale do 380 kV (1.15 p.u), a następnie i efektywnego działania firm agregujących niskich napięciach (LVRT – Low Voltage ustaliło się na 365 kV (1.11 p.u). Spowo- popyt. Na rysunku 8 przedstawiono zaso- Ride Through) i zbyt wysokich napięciach dowało to wyłączenia kolejnych 300 tur- by i mechanizmy po stronie DR istniejące (HVRT – High Voltage Ride Through). bin i obniżenie się częstotliwości sieci do we Francji. W ostatnich latach w Chinach doszło do wartości, która spowodowała wyłączenie Referat [27] prezentuje koncepcję bardzo wielu wyłączeń znaczących mocy następnych 36 turbin. Awaria ta spowodo- współpracy operatora systemu przesyło- w farmach wiatrowych. Tylko w 2011 roku wała łączne wyłączenie 598 turbin i utratę wego (TSO) z operatorami systemów dys- takich wyłączeń było 193, w tym 54 w za- 837 MW mocy. trybucyjnych (DSO) w Niemczech w celu kresie mocy od 100 MW do 500 MW, oraz W wyniku przeprowadzonych badań ograniczania i likwidowania problemów 12 wyłączeń powyżej 500 MW. Wywołało i analiz jako środek zaradczy zaproponowa- w prowadzeniu ruchu systemu. to szerokie zainteresowanie społeczeń- no automatykę skoordynowaną i dostoso- Rozwój generacji odnawialnej w Niem- stwa bezpieczeństwem dostaw energii. waną pod względem dynamiki do potrzeb czech spowodował, że znaczna część ge- W wyniku badań i analiz stwierdzono, farm wiatrowych i układów kompensacji neracji jest obecnie przyłączona do sieci że większość problemów zostało spowo- mocy biernej w stacjach. Stwierdzono, że DSO, a bloki w elektrowniach systemowych dowanych zbyt wysokim napięciem na turbiny wiatrowe powinny być wyposażane przyłączonych do systemu przesyłowego szynach farm wiatrowych. Autorzy referatu w układy LVRT oraz HVRT. są wyłączane lub likwidowane. Powodem gruntownie analizują przyczyny tego pro- Problemy związane z integracją odpo- jest ograniczenie czasu ich wykorzystania blemu i proponują środki zaradcze. wiedzi obciążenia (DR – Demand Respon- i wynikające stąd problemy ekonomiczne. Jako przykład, przedstawiono szcze- se) z procedurami i systemami prowadzenia W efekcie operator przesyłowy wielokrot- gółowo awarię, jaka miała miejsce 24 lu- ruchu we Francji przedstawiono w referacie nie jest zmuszony do zmiany rozkładu ge- tego 2011 roku w rejonie Gansu Jiuquan. [26]. We Francji wzrasta zużycie energii neracji (redispaching) w systemie, w celu Farmy wiatrowe w tym rejonie o łącznej (o 10% w ciągu 10 lat), ale znacznie szybciej zapewnienia jego bezpiecznej pracy. Jest mocy 5403 MW są przyłączone do sieci rośnie szczytowe zapotrzebowanie na moc to coraz trudniejsze i kosztowniejsze wobec 750 kV poprzez linie 345 kV. Przebieg awa- (o 30% w ciągu 10 lat). RTE, operator sieci malejącej liczby pracujących jednostek wy- rii pokazano na rysunku 7. przesyłowej podkreśla, że zapotrzebowanie twórczych w elektrowniach zawodowych.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 203 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

TSO PQmeasure,t (t) measurements TSO control center

400 kV

PQtransformer PQschedule Legend DSO t t signals requests ROP for PQtransformer PQ PQmeasure,t (t) schedule PQtransformer RES t storage

DSO control center controllable load

Rys. 8. Zasoby i mechanizmy po stronie DR Rys. 9. Schemat proponowanego rozwiązania skoordynowanej regulacji istniejące we Francji [26] w punktach przyłączenia [27]

Jako sposób przeciwdziałania auto- [7] Wellssow W. et al.: Voltage stability asses- [23] Giannuzzi G. et al.: The restoration strate- rzy referatu zaproponowali regulację mocy sment using advanced models of thermal gies from neighbouring countries: simula- generation units for the P/V-Analysis. tion studies and actual tests experience. czynnej i biernej w punktach przyłączenia [8] Narasimhan R. et al.: Challenges in asses- [24] Han S. et al.: PMU applications in the Ko- (PQ-controller), pokazaną na rysunku 9. sment of transfer capability under a high rean power system: Wide-Area Monitoring W warunkach normalnej pracy regulator nie growth high uncertainty restructured sce- And Control (WAMAC) system jest aktywny i każdy operator (TSO i DSO) nario in India. [25] Yao L. et al. .: Studies on prevention strate- prowadzi ruch swojego systemu według [9] Soonee S. et al.: Experiences of synchro- gy of large wind power outages due to high standardowych zasad i procedur. phasors initiatives in India. voltage conditions. W sytuacji braku możliwości zbilansowa- [10] Fishov A. et al.: Stability monitoring and con- [26] Dutoit A., Galmiche F.: Emergence of de- trol of generation based on the synchronized mand response mechanisms and integra- nia lub zaistnienia innych zagrożeń bezpie- measurements in nodes of its connection. tion in operation. czeństwa pracy systemu TSO wysyła żąda- [11] Moltó A. et al.: AGREGA Project. [27] Westermann D. et al.: Next generation distribu- nie działań korygujących do DSO. Podstawą [12] Pelacchi P. et al.: Thermo-mechanical dyna- tions system operation taking into account the działań jest narzędzie klasy SCOPF (Security mic rating of OHTL: applications to Italian lines. demands of a transmission system operator. Constraint Optimal Power Flow), a proces ma [13] Auxenfans C. et al.: European TSOs’ coope- [28] Belivanis M., Bell K.: Coordination of the charakter przyrostowy. W referacie przedsta- ration for enhanced system security, integra- settings of phase-shifting transformers to minimize the cost of generation re-dispatch. wiono wyniki badań symulacyjnych na wybra- tion of renewables and market support. [29] Kusano T. et al.: An integrated real-time nym przykładzie z obszaru Niemiec. [14] Wu L., Infield D.: Assessing frequency stability in the GB power system with high operation system to enable flexible sharing wind penetration. of the management of monitoring duty and [15] Ballance J. et al.: Analysis of power sys- control-execution-permission. Referaty Komitetu Studiów C2 tems oscillations in WECC system using [30] Kodama S., Goto T., Tanaka H.: Coordina- synchro-phasor technology. ted function between transmission and di- [1] Espinosa J. et al.: Hierarchical and distri- [16] Gopalakrishnan A. et al.: Simulating the smart stribution operation systems in the present buted state estimation for power systems: electric power grid of the 21st century - brid- and its application. the Colombia case. ging the gap between protection and planning. [31] Billingham C. et al.: Emerging operational issues for transmission and distribution interaction. [2] Athanasius G. et al.: Experience in the [17] Yoshiyama S. et al.: The total solution to [32] Van Waes J. et al.: Implementation of grid application of dynamic transmission line phase angle stability, frequency and vol- forecasting processes at TenneT: from stra- ratings in the Australian and New Zealand tage problems for operating long-distance tegic planning to after the fact analyses power systems. bulk power transmission system. [33] Power M. et al.: Future challenges in the [3] Nguyen H. et al.: Operational experience [18] Tirado C., Romo S.: Online security asses- control centre due to distributed generation with dynamic line rating forecast-based so- sment in Mexican power system. and renewables. lutions to increase usable network transfer [19] Elsayed H. et al.: Dynamic control of voltage [34] Choi J. et al.: Probabilistic power system capacity. and power flow in Qatar transmission system. health index model and visualization. [4] Alves F. et al.: Static and dynamic security [20] Uddin E., AL Harthi S., Siddiqui H.:Challen- [35] Song H. et al.: Decision making of bus split- assessment of large power systems for on- ges in system operations with renewable ting for reduction fault current level using line and offline applications. generations in ADWEA power network. a novel network reconfiguration algorithm [5] Hanneton V. et al.: French TSO operational [21] C2-121. Real-time system stability analysis and with rerun optimizer voltage management in a volatile electrical performance monitoring using synchrophasors. [36] Machado N. et al.: Risk assessment methodo- environment. [22] Mcguinness S.: Integration of coordinated logy – Running tests at the Portuguese TSO. [6] Detraz F.X., Loxq T.: Intraday studies by re- Q–V controller for multi machine power gional security coordination initiatives. plant into secondary voltage control. CIGRE

strona 204 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Maksymilian Przygrodzki PSE Innowacje Sp. z o.o. Politechnika Śląska

Zagadnienia techniczne systemu – Komitet Studiów C4

System Technical Performance – Study Committee C4

Działania Komitetu C4 gólnym podkreśleniem zagadnień jakości • Wyładowania atmosferyczne: dane energii elektrycznej i zaawansowanych statystyczne; praca linii przesyłowych Obszar działań Komitetu C4 CIGRE, narzędzi analiz stanów nieustalonych i dy- i dystrybucyjnych podczas wyładowań funkcjonującego pod nazwą „Zagadnienia namicznych w oddziaływaniu na system przy zastosowaniu odgromników; za- techniczne systemu” (System Technical elektroenergetyczny. bezpieczenia linii niskonapięciowych; Performance), obejmuje metody i narzę- W związku z wymienionymi obszara- zabezpieczenia farm wiatrowych; wyko- dzia analiz pracy systemu elektroenerge- mi tematycznymi można powiązać poniżej rzystanie danych z systemów lokalizacji tycznego, w szczególności w odniesieniu wymienione zagadnienia [1]. wyładowań. do stanów dynamicznych i przejściowych, • Jakość energii elektrycznej: badania • Zaawansowane narzędzia do anali- oddziaływań między urządzeniami/pod- i analizy porównawcze jakości ener- zy własności systemu elektroener- systemami, pomiędzy systemem elektro- gii elektrycznej; poziomy i wskaźniki getycznego: numeryczna analiza pola energetycznym i zewnętrznymi przyczy- kompatybilności; pomiary i monitoring; elektromagnetycznego przy badaniu nami narażeń oraz pomiędzy systemem związki pomiędzy wyładowaniami at- propagacji fal; techniki numeryczne elektroenergetycznym a innymi instala- mosferycznymi i spadkami napięć; emi- analiz od stanów ustalonych do stanów cjami. Do obszaru działań Komitetu C4 syjność instalacji odbiorczych (np. ukła- szybkozmiennych; modelowanie nienie zalicza się szczegółowych zagadnień dów HVDC, SVC, pieców łukowych); symetrycznych warunków pracy syste- związanych z projektowaniem i wytwarza- odporność instalacji na zakłócenia. mów elektroenergetycznych. niem elementów oraz urządzeń. Również • Kompatybilność elektromagne- • Dynamiczne modele pracy syste- do tego obszaru nie należą zagadnienia, tyczna (EMC): wrażliwość elektroma- mów elektroenergetycznych i ich które szczególnie odnoszą się do plano- gnetyczna; EMC w sąsiedztwie syste- analiza: ocena bilansów mocy; wpływ wania, obsługi i sterowania, z wyjątkiem mu elektroenergetycznego; wymaga- przekształtników mocy i urządzeń HVDC tych przypadków, w których zachowanie nia i rozwiązania dla stacji WN oraz na bezpieczeństwo systemu i wydajność elementów składowych, urządzeń lub elektrowni. sieci zmiennoprądowej; metody modelo- podsystemu zależy lub znacząco oddzia- • Koordynacja izolacji: stosowane wania i agregacji obciążenia w sieciach; łuje na zachowanie najbliższego systemu praktyki; układy ultrawysokiego napię- zagadnienia związane z zastosowaniem elektroenergetycznego. cia (UHV); układy przesyłowe prądu długich kabli HVAC; dynamiczne inte- Tematyka zakresu działań Komitetu stałego (HVDC); oddziaływania po- rakcje pomiędzy urządzeniami wytwór- C4 dotyczy w szczególności: jakości ener- między transformatorami a systemem, czymi i przesyłowymi. gii elektrycznej, kompatybilności i zakłó- w szczególności w zakresie badań zja- ceń elektromagnetycznych (EMC/EMI), wisk występujących przy załączaniu koordynacji izolacji, wyładowań atmosfe- nieobciążonych transformatorów; re- Zagadnienia rozważane rycznych, zaawansowanych narzędzi ana- zonans i ferrorezonans; oddziaływania na sesji CIGRE 2014 lizy pracy systemu elektromagnetyczne- pomiędzy długimi liniami kablowymi go, modelowania i analizy zachowań dy- a systemem; wpływ warunków i cha- W Komitecie C4 na sesję CIGRE 2014 namicznych systemu elektroenergetycz- rakterystyk sieciowych na działanie w Paryżu przygotowano trzy główne tematy, nego. Tematy te odnoszą się również do wyłączników, w tym napięć powrot- które obejmują szeroki zakres działań prowa- nowych instalacji w strukturach systemu, nych; wpływ zanieczyszczeń izolacji na dzonych w grupach roboczych i uwzględnia- tj. do technologii Smart Grid, ze szcze- właściwości sieciowe. ją postęp techniczny w różnych dziedzinach,

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 205 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

takich jak jakość energii, kompatybilność • wpływ generacji w źródłach wiatrowych, w referacie omówiono dodatkowe pętle elektromagnetyczna i zakłócenia, koordy- PV oraz pływowych na jakość energii; sterowania, które będąc przeznaczone do nacja izolacji, wyładowania atmosferyczne • wpływ na kompatybilność elektro- złagodzenia zjawiska migotania napięcia i modele zachowań systemu elektroenerge- magnetyczną (EMC) i jakość energii działają wyłącznie w zakresie częstotliwo- tycznego oraz metody numeryczne. Są to wzrastającej liczby przekształtników ści migotania. Są to urządzenia zawiera- zatem zagadnienia znajdujące się w obsza- opartych na technologii sterowanych jące elementy aktywnych i reaktywnych rach objętych działaniami Komitetu C4. Se- źródeł napięciowych (Voltage Source regulatorów mocy. sja CIGRE 2014 w Komitecie C4 odbyła się Converter). Referat [4] przedstawia doświadczenia w trzech głównych tematach [2]. Wśród przedstawionych w temacie argentyńskie związane z wpływem pracy • Temat 1: Techniczne problemy sys- 1 referatów można wyróżnić pewne pod- dużych farm wiatrowych na jakość energii temu w obliczu rozwoju dużej liczby grupy odnoszące się do wybranych aspek- elektrycznej w systemie elektroenergetycz- technologii wytwórczych przyłącza- tów technicznych prezentowanych przez nym. W publikacji zawarto wybrane wyniki nych przez urządzenia przekształtni- autorów. W tym zakresie są to podgrupy pomiarów terenowych w zakresie wskaźni- kowe. zawierające referaty: ków migotania i wyższych harmonicznych • Temat 2: Metody i techniki oceny • Wpływ przyłączania źródeł odnawial- przeprowadzonych przy użyciu metody własności wyładowań piorunowych nych (źródła wiatrowe i PV) na jakość EFS/MFS w dwóch lokalizacjach rozmiesz- i koordynacji izolacji. energii elektrycznej – publikacje C4- czenia farm wiatrowych. Odnosząc się do • Temat 3: Zaawansowane metody, mo- 101, C4-102, C4-103, C4-109, C4-113, aktualnych argentyńskich przepisów doty- dele i narzędzia analiz technicznych C4-114, C4-115 (łącznie 7 referatów); czących jakości energii elektrycznej stwier- zagadnień systemu elektroenerge- • Wpływ na bezpieczeństwo i stabilność dzono, że zmierzone wartości były niższe tycznego. pracy systemu elektroenergetycznego od ustalonych limitów. Tym samym może W ramach wymienionych powyżej tema- z uwagi na przyłączenia źródeł wiatro- to oznaczać, że albo emisja harmonicz- tów zaakceptowano i opublikowano łącznie wych i PV z wykorzystaniem dużej liczby nych w okresach pomiarowych nie była 32 referaty. Spomiędzy tej liczby referatów, urządzeń przekształtnikowych – publi- tak znacząca, albo że sieć elektroenerge- 15 publikacji przedstawiono w Temacie 1, kacje C4-104, C4-107, C4-108, C4-110, tyczna ma wystarczająco dobre parametry, 7 publikacji – w Temacie 2, a 10 publikacji C4-111 (łącznie 5 referatów); które pozwalają na tłumienie powstających w ramach Tematu 3. Całość tych publikacji • Wpływ połączeń i sieci HVDC na tech- poziomów emisji harmonicznych. reprezentuje badania i zgromadzone do- niczne charakterystyki systemu oraz W kolejnym referacie tej grupy zagad- świadczenie w bardzo szerokim obszarze kompatybilność elektromagnetyczną nieniowej [5] przedstawiono rozważania na tematycznym, co jest pewną cechą charak- – publikacje C4-105, C4-106, C4-112 temat wymagań stawianych przyłączanym terystyczną zagadnień poruszanych przez (łącznie 3 referaty). do sieci przesyłowej źródłom odnawial- Komitet Studiów C4. Poniżej przedstawiono nym. Przedmiotowe rozważania oparto na skrótowo zarówno zagadnienia jak i po- Wpływ przyłączania analizie kilku dokumentów (kodeksów sie- szczególne publikacje w ramach wyróżnio- źródeł odnawialnych na jakość ci i standardów) stosowanych w różnych nych głównych tematów. energii elektrycznej krajach. Autorzy dostrzegają pewne wymagania, które mogą zostać powszechnie W publikacji [3] autorzy skupili się na zastosowane w odniesieniu do systemu Techniczne problemy systemu zjawisku migotania światła w związku przesyłowego w przypadkach przyłączania w obliczu rozwoju dużej liczby z funkcjonowaniem farm wiatrowych przy- dużych elektrowni wiatrowych i PV do sieci technologii wytwórczych łączonych do sieci rozdzielczej. W szcze- średnich i wysokich napięć. Zasadniczym przyłączanych przez urządzenia gólności przeanalizowano przypadki przesłaniem referatu jest harmonizacja wy- przekształtnikowe wpływu tego zjawiska przy przyłączach mogów dotyczących odnawialnych źródeł zrealizowanych za pomocą długich od- energii przyłączanych z wykorzystaniem Problematyka poruszana w temacie cinków linii oraz przy małej mocy zwar- przekształtników energoelektronicznych, głównym 1 objęła różne zagadnienia, w tym: ciowej sieci. Przedstawiono koncepcję przy czym zwraca się uwagę na charakte- • wpływ na stabilność i niezawodność wykorzystania dodatkowych sterowników rystykę danego punktu przyłączenia, w tym systemu elektroenergetycznego z uwagi o szybkiej odpowiedzi umiejscowionych parametrów oceny mocy zwarciowych po- na dużą liczbę źródeł wiatrowych i foto- bądź w punkcie wspólnego przyłączenia zwalających na uzyskanie właściwej odpor- woltaicznych (PV) przyłączanych z wy- do sieci (PCC), bądź indywidualnie przy ności sieci na przenoszenie zakłóceń. korzystaniem urządzeń przekształtniko- każdej siłowni wiatrowej. Zaproponowane Publikacja [11] zawiera propozycję me- wych oraz dużą liczbę układów HVDC rozwiązanie będzie spełniać swoją funk- tody oceny wahań krótkookresowych mocy (przyłączenia farm wiatrowych i „wstaw- cję wówczas, gdy zostaną dobrane odpo- generowanej przez źródła PV. Propozycje te ki” systemowe); wiednio moce przekształtników. Ponadto zostały sformułowane na podstawie analiz

strona 206 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

przeprowadzonych w Japonii w ramach pro- elektroenergetycznego Tajlandii. Zagad- Sformułowane wytyczne dla monitorowa- jektu wspieranego przez Ministerstwo Go- nienie dotyczy największej w południowo- nia jakości energii elektrycznej są określa- spodarki, Handlu i Przemysłu. Realizując za- -wschodniej Azji farmy wiatrowej o mocy ne w zależności od postawionych celów łożenia badawcze określono charakterystyki 180 MW. Wyniki pomiarów jakości energii prowadzonego monitoringu. Wskazuje się krótkookresowe dla źródeł PV małej mocy pokazują, że praca generatorów tej farmy obszary wymagające dalszego rozwoju (rzędu kilowatów) rozproszonych na dużym przyłączonej do sieci za pomocą prze- i badań w celu rozwiązania kompleksowo obszarze. Na podstawie analizy wahań stru- kształtników nie stanowi istotnego zagro- kwestii monitorowania jakości energii we mienia promieniowania słonecznego (irra- żenia dla przekroczenia dopuszczalnych współczesnych i przyszłych strukturach diancji) stwierdzono, że efekty wygładzania poziomów parametrów. Zastosowane roz- sieci elektroenergetycznych. wypadkowej obszarowo irradiancji są możli- wiązania pozwalają na utrzymywanie w ge- we do aproksymacji w skali kilometrażowej. neratorach siłowni wiatrowych stałości pa- Wpływ na bezpieczeństwo W związku z powyższym zaproponowano rametrów napięcia, współczynnika mocy, i stabilność pracy systemu metodę szacowania krótkookresowych wa- częstotliwości w granicach dopuszczal- elektroenergetycznego z uwagi hań generacji PV w badanym obszarze. nych poziomów. Należy jednak zauważyć, na przyłączenia źródeł wiatrowych Wyniki badań modelowych wykazały, że że poziomy emisji harmonicznych prądu i PV z wykorzystaniem dużej liczby wahania zagregowanej produkcji w źródłach i harmonicznych napięcia nie zawsze są urządzeń przekształtnikowych PV zawierają się w granicach od 1% do 2% zgodne z wymogami zawartymi w przepi- minimalnego obciążenia wynikającego z za- sach. W celu eliminacji tych przypadków Rozwój źródeł odnawialnych stawia potrzebowania w dni powszednie w danym harmonicznych opracowano projekt i wy- nowe wyzwania przed operatorami syste- obszarze. konano filtry odpowiednich harmonicznych mów elektroenergetycznych. W publikacji Doświadczenia rumuńskie związane (rys. 1). Układ ten ograniczający poziom [6] przedstawiono działania, które podjął z monitoringiem jakości energii elektrycz- harmonicznych został przewidziany do in- brazylijski operator systemu, żeby zapew- nej w związku z pracą odnawialnych źró- stalacji w 2014 roku. nić bezpieczeństwo funkcjonowania przy deł energii (wiatrowych i PV) przedstawio- dużym udziale energetyki wiatrowej. Ze no w referacie [15]. Od trzech lat rumuński względu na wielki potencjał energetyczny operator systemu przesyłowego Transe- wiatru w Brazylii zwiększa się moc zainsta- lectrica wykorzystuje system monitoringu lowana elektrowni wiatrowych, zwłaszcza jakości energii elektrycznej PQMS (Power w północno-wschodnich i południowych Quality Measurement System) w sieci regionach kraju. Moc zainstalowana w far- przesyłowej i dystrybucyjnej. Rejestra- mach wiatrowych w Brazylii osiągnęła cja parametrów jakości jest prowadzona 2000 MW w 2012 roku, a przewidywane zgodnie z wymogami określonymi przez jest osiągnięcie poziomu mocy zainstalo- rumuński urząd regulacji. Jednym z waż- wanej 10 000 MW w 2017 roku. Wychodząc nych aspektów jest kontrola jakości ener- naprzeciw tym zadaniom brazylijski opera- gii związana z rozwojem liczby instalowa- tor systemu, w połączeniu z producentami nych w systemie elektroenergetycznym Rys. 1. Filtr piątej harmonicznej turbin wiatrowych, przygotował plan działań źródeł wiatrowych i PV. W referacie przed- przygotowany do instalacji na farmie [16] i określił środki przewidziane na rozwiązy- stawiono wyniki pomiarów parametrów wanie potencjalnych problemów powodo- migotania światła wykonanych w 2013 Ostatnią publikacją w tej grupie za- wanych przez energetykę wiatrową. Do roku oraz prognozę na rok 2014. Przepro- gadnieniowej był referat [17] zawierający działań tych zaliczono następujące: wadzone analizy wykazują poprawność wytyczne, dla monitorowania energii elek- • budowa modeli matematycznych dla pracy mierzonych obiektów postrzeganą trycznej obecnie i w przyszłości, sformuło- każdego rodzaju turbiny wiatrowej sto- przez pryzmat utrzymywania parametrów wane przez łączoną grupę roboczą CIGRE/ sowanych w systemie elektroenerge- jakościowych w przyjętych normach, jed- CIRED JWG C4.112. Grupa JWG C4.112 tycznym, w szczególności modeli umoż- nocześnie wykazywane są potrzeby roz- pracowała w okresie od lutego 2011 roku liwiających badania i symulacje stanów woju metod statystycznych oceny tych do grudnia 2013 roku. Ta grupa robocza przejściowych elektromagnetycznych; parametrów w związku z rozwojem liczby została powołana w celu analizy praktycz- • zdefiniowanie zakresu badań przed- przyłączanych źródeł do systemu elektro- nych zagadnień dotyczących monitoringu operacyjnych dotyczących napięcia energetycznego. jakości energii elektrycznej. Szczególną i stabilności dynamicznej, sterowania Referat [16] przedstawia doświadcze- uwagę w wykonanych pracach skupiono częstotliwością w systemie elektroener- nia związane z pomiarami i analizą wpły- na przedmiocie prowadzonych pomia- getycznym, jakości energii elektrycznej wu na jakość energii elektrycznej pierwszej rów, sposobie ich realizacji oraz proce- oraz zjawisk przejściowych elektroma- farmy wiatrowej przyłączonej do systemu sach oceny zarejestrowanych danych. gnetycznych;

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 207 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

• zdefiniowanie listy badań, które należy wości w elektrowniach wiatrowych może nalnych, których obciążenie podlega przeprowadzić w punkcie przyłączenia mieć znaczący pozytywny wpływ na funk- redukcji przy wzroście generacji w źró- przed i po uruchomieniu siłowni; cjonowanie systemu elektroenergetycz- dłach odnawialnych. Przyjmuje się, że • uszczegółowienie wymagań technicznego. Bezwładność występująca w siłow- udział elektrowni wiatrowych jest tu nych dla turbin/farm wiatrowych; niach wiatrowych może być wykorzystana znaczący, inaczej niż źródeł PV z uwagi • doskonalenie metod i narzędzi służą- jako wspomaganie układów regulacji czę- na ich małą moc zainstalowaną. cych do prognozowania potencjału wia- stotliwości. Udział elektrowni wiatrowych • Stosowanie połączeń HVDC może tru i produkcji energii elektrycznej. w regulacji pierwotnej częstotliwości bę- mieć zwiększony wpływ na efektyw- Na podstawie przeprowadzonych rozdzie miał znaczący korzystny wpływ na ność wykorzystania odnawialnych źró- ważań można zauważyć, że wpływ gene- kształtowanie profilu częstotliwości. Aby deł energii w systemach wyspowych. racji wiatrowej na bezpieczeństwo systemu zapewnić tę funkcję, elektrownie wiatrowe Połączenia te pozwalają na zbilanso- należy oceniać biorąc pod uwagę skutki muszą być obciążane zgodnie z dostęp- wanie całego współpracującego syste- zarówno w czasie, jak i przestrzeni. W kon- nym potencjałem energii wiatru, stanowiąc mu. Mają one jednak swoje ogranicze- tekście czasowym należy rozważyć konse- koszt alternatywny równy utraconej pro- nia techniczne. kwencje niezbilansowania obciążenia i ge- dukcji w innych źródłach. W tym przypad- • Znaczący jest wpływ lokalnych warun- neracji w działalności operacyjnej (minut ku sterowanie może być znacznie szybsze ków pogodowych, takich jak zachmu- do godziny). W wymiarze przestrzennym w porównaniu ze źródłami konwencjonal- rzenie, na wydajności pracy źródeł PV należy uwzględniać skutki zarówno lokal- nymi, cieplnymi i wodnymi, co oznacza zainstalowanych w wydzielonych syste- ne, jak i systemowe funkcjonowania ener- większą korzyść i zapotrzebowanie na ta- mach, ponieważ może powodować lo- getyki wiatrowej. kie usługi. kalne niezbilansowanie. Nie jest to jed- W referacie [9] autorzy przeprowadza- W publikacji [12] przedstawiono głów- nak wpływ istotny dla całego współpra- ją przegląd podstawowych metod oceny ne pojęcia i cechy metodyki oceny nieza- cującego systemu z uwagi na niewielką ryzyka wystąpienia interakcji sterowań wodności systemu z dużą liczbą źródeł moc przyjętą w tych źródłach. podsynchronicznych (SSCI) pomiędzy odnawialnych oraz połączeń z małymi sys- Publikacja [13] prezentuje wyniki pię- szeregowo stosowanymi układami kom- temami wyspowymi (izolowanymi). Podsta- cioletniego (średniookresowego do 2018 pensacji w liniach najwyższych napięć wy tej analizy opracowano i zastosowano roku) studium wpływu przyłączanych źró- a źródłami odnawialnymi, takimi jak źró- dla Grecji, gdzie odnotowuje się wzrastają- deł wiatrowych na parametry dynamiczne dła wiatrowe czy PV. Występowanie SSCI cą podaż źródeł odnawialnych (wiatrowych systemu irlandzkiego. System irlandzki jest może prowadzić do dynamicznej niesta- i PV) przy znaczącym (wyspowym) rozpro- systemem wyspowym, stąd ważna jest bilności systemu elektroenergetycznego, szeniu systemu. Prezentowane podejście ocena jego zachowań przy dużym udzia- oscylacji napięć i prądów o dużej amplitu- wykorzystuje kolejne następujące po sobie le źródeł o niesynchronicznym charakte- dzie, a także uszkodzeń urządzeń energe- symulacje Monte Carlo. W każdej symulacji rze pracy. W trzecim kwartale 2013 roku tycznych wytwórczych, przesyłowych czy są uwzględniane odpowiednie charaktery- w Irlandii odnotowywano 2433 MW mocy dystrybucyjnych zanim nastąpi wykrycie styki techniczne i ruchowe źródeł konwen- zainstalowanej przy niecałych 7000 MW przyczyn zakłóceń i odizolowanie ich źró- cjonalnych oraz odnawialnych, a także po- zapotrzebowania szczytowego. Tworząc dła. Przeprowadzone analizy pokazują, jak łączeń stałoprądowych (połączenia HVDC scenariusze rozwojowe posłużono się pewne techniki mogą zostać wykorzystane w technologii VSC układów wyspowych). wskaźnikiem SNSP (System Non Synchro- do oceny i zapobiegania ryzyku wystąpie- Na tej podstawie wyznaczane są różne nous Penetration), który jest definiowany nia SSCI na przykładzie aktualnie projek- wskaźniki systemowe w celu oceny wpły- jako iloraz generacji w źródłach wiatrowych towanych kompensatorów szeregowych wu niektórych parametrów na funkcjono- wraz z importem z wykorzystaniem połą- w Texasie, gdzie siedmiu różnych operato- wanie całego systemu elektroenergetycz- czeń HVDC do zapotrzebowania w sys- rów systemu będzie wykorzystywać układ nego jak i małych systemów wydzielonych. temie powiększonego o eksport. Jako przesyłowy o napięciu 345 kV do powiąza- W ramach przeprowadzonych badań prze- główne cele przeprowadzonych obliczeń nia 18 456 MW mocy zainstalowanej w far- analizowano różne scenariusze zakłada- obrano ocenę warunków granicznych dla mach wiatrowych. jąc pracę trzech systemów wydzielonych. stabilności dynamicznej systemu w przy- Referat [10] przedstawia efekty prac, Na tej podstawie wyprowadzono podane padku zwarcia trójfazowego. Warunki te które zostały przeprowadzone specjalnie niżej wnioski. badano wyznaczając krytyczny czas wyłą- w celu zbadania oddziaływania na często- • Uwzględnienie połączeń międzysyste- czenia zwarcia. Prace skupiły się również tliwość w wyniku zdarzeń o dużym ubytku mowych z układami izolowanymi zawie- na badaniach wpływu źródeł wiatrowych mocy. Badania te dotyczyły wschodniego rającymi źródła odnawialne może mieć przyłączanych do systemu dystrybucyjne- systemu USA przy dużym udziale energe- znaczący wpływ na zbilansowanie energo za pomocą obwodów o dużej rezystan- tyki wiatrowej. Na podstawie uzyskanych gii w całym systemie. W szczególności cji. W badaniach rozważono nawet scena- wyników wykazano, że kontrola częstotli- dotyczy to pracy elektrowni konwencjo- riusze o wskaźniku SNSP powyżej 79%.

strona 208 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Wyznaczając krytyczny czas wyłączenia W publikacji [7] przedstawiono wy- Ogólne przesłanie problematyki EMC dla zwarcia nawet w takim scenariuszu nie magania i modyfikacje przeprowadzo- każdej instalacji HVDC, niezależnie od loka- stwierdzono żadnych problemów ze stabil- ne w związku z rozwojem tych połączeń lizacji – morskiej lub lądowej – jest takie, że nością kątową wirnika maszyny. Uzyskane w systemach sterowania i zabezpieczeń. podstawowy poziom zakłóceń zbliżony do wyniki wskazują, że najbardziej uciążliwe Rozwijając połączenia HVDC przeprowa- środowiska przemysłowego powinien wy- dla stabilności obciążenia generatora będą dzono również modyfikacje wynikające ze magać specjalnej ochrony. Autorzy referatu warunki występowania lokalnie wysokiej zmiany pracy układów sieciowych, które zalecają zatem zmianę i/lub rozszerzenie generacji wiatrowej i zarazem importu to nastąpiły w ciągu 20 lat funkcjonowania obecnie obowiązujących norm DNV i IEC mocy za pomocą łącza HVDC. Pośrednio, łącza Fenno-Skan 1. Prezentowane wyniki, o nowe lokalizacje pozalądowe. Dopóki poprzez wpływ na lokalne poziomy napięć, w tym model i analizy dynamicznych za- brak jest tego typu norm międzynarodo- farmy wiatrowe mają możliwy potencjał chowań systemu, prowadzą do wniosków wych lub przemysłowych dostępnych dla zwiększenia lub zmniejszenia zapasu sta- w zakresie rozwoju możliwości przesyło- nowych morskich stacji HVDC powinny być bilność jednostek wytwórczych. wych w systemach połączonych, realizo- wprowadzone odpowiednie rozwiązania wanych za pomocą łączy HVDC. proponowane na etapie projektowym. Wpływ połączeń i sieci HVDC Innym zastosowaniem łączy prądu sta- na techniczne charakterystyki łego HVDC jest powiązanie sieci zmienno- systemu oraz kompatybilność prądowej w obszarze lądowym z farmami Metody i techniki oceny elektromagnetyczną morskimi. Wpływ takich rozwiązań na funk- własności wyładowań piorunowych cjonowanie i stabilność systemu elektro- i koordynacji izolacji Wymagania współpracy połączonych energetycznego rozważono w publikacji [8]. systemów, w tym rozwój rynków energii, Badania prezentowane w tym referacie są Publikacje zakwalifikowane do tematu prowadzi do wzmacniania połączeń mię- związane z europejskim projektem TWEN- głównego 2 wiążą się z wyładowaniami dzysystemowych. Od 1989 roku funkcjo- TIES realizowanym w ramach 7. progra- atmosferycznymi, ochroną oraz układa- nuje połączenie HVDC Fenno-Skan 1 zre- mu roboczego. Celem projektu była oce- mi izolacyjnymi. W związku z powyższym alizowane za pomocą 200 km kabla pod- na współpracy i oddziaływań związanych można wyróżnić pewne podgrupy zagad- morskiego. Łącze to wiąże ze sobą obsza- z wielowęzłowym układem przesyłowym nień tematycznych: ry południowo-zachodniej Finlandii i środ- HVDC pozwalającym na integrację dużej • ocena własności i modeli wyładowań kowej Szwecji. Takie połączenie pracuje liczby morskich farm wiatrowych. W szcze- piorunowych (np. model lidera schodko- równolegle do przesyłu za pomocą ciągu gólności autorzy skupili się na przedstawie- wego versus EGM) dla linii najwyższych linii prądu przemiennego o długości łącznej niu zagadnień dotyczących usług syste- napięć zarówno zmiennych jak i stałych 2000 km w obszarze lądowym (rys. 2). Je- mowych (kontrola częstotliwości czy FRT), – publikacje C4-201, C4-204, C4-207 sienią 2011 roku uruchomiono drugie łącze udziału systemu DC w funkcjonowaniu (razem 3 referaty); HVDC nazywane Fenno-Skan 2. Oba ukła- i bezpieczeństwie pracy systemu AC oraz • koordynacja izolacji w systemach prze- dy, będąc budowane jako monopolarne, na możliwościach wykorzystania morskich syłowych najwyższych napięć, uwzględ- przygotowano również do pracy w układzie farm wiatrowych do odbudowy systemu niająca wystarczalność modelowania bipolarnym. AC po dużych zakłóceniach w jego pracy urządzeń – publikacje C4-202, C4-203, (awariach systemowych). Przeprowadzane C4-205, C4-206 (łącznie 4 referaty). symulacje potwierdziły skuteczność rozwa- żanych rozwiązań. Ocena własności i modeli Ciekawym zagadnieniem są rozważania wyładowań piorunowych dla linii przedstawione w referacie [14] dotyczą- najwyższych napięć AC oraz DC ce kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) dla platformy DolWin β będącej kom- W publikacji [18] przedstawiono wyniki pletnym rozwiązaniem stacji przekształtni- badań przydatności modeli lidera schod- kowej VSC. Autorzy publikacji dochodzą do kowego i EGM (Electro Geometric Mo- przekonania, że dla tego typu rozwiązania del) w analizach ochrony odgromowej linii zawierającego urządzenia HVDC i rozdziel- przesyłowych ultrawysokich napięć (EHV/ nice wysokiego napięcia zabudowane na UHV). Znane z literatury metody analizy metalowej platformie w środowisku mor- ochrony odgromowej są czasem krytycz- skim wymagane są nowe standardy EMC. nie oceniane i stąd pożądane są dodat- Szczególnymi obszarami są systemy bez- kowe badania dotyczące ochrony linii naj- Rys. 2. Połączenia HVDC Fenno-Skan 1 oraz pieczeństwa, systemy przeciwpożarowe, wyższych napięć. W tym też celu zebrano Fenno-Skan 2 w systemie skandynawskim [7] systemy komunikacji lotniczej i morskiej. dane eksploatacyjne dla rzeczywistych

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 209 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

linii przesyłowych prądu przemiennego publikacja podaje już pierwsze wyniki wskaźnika rejestrowanymi przez inne i porównano je z wynikami uzyskanymi dla pomiarów prowadzonych przez okres po- przedsiębiorstwa przesyłowe rzędu modeli analitycznych. Na podstawie wy- nad jednego roku. W referacie przedsta- (1,5-2,8) wył./100 km.rok. Od 2007 roku ników symulacji przeprowadzonych przez wiono wybrane wyniki zarejestrowanych analizowana linia została wyposażona autorów publikacji można zauważyć, że prądów piorunowych. Rejestrator LCR w 120 ograniczników przepięć. Okazało model ścieżki rozwoju lidera schodkowego może być wykorzystany do zbierania się, że zastosowanie ograniczników nie wyładowania atmosferycznego uwzględnia danych statystycznych dotyczących prą- poprawiło zasadniczo parametrów nieza- pewne czynniki losowe i stąd daje wyniki, dów piorunowych w układach linii napo- wodnościowych linii. W związku z powyż- które są bardziej zgodne z danymi rze- wietrznych, co może być w dalszej kolej- szym przeprowadzono badania symula- czywistymi, podczas gdy model EGM ma ności wykorzystane do doboru ogranicz- cyjne weryfikujące zastosowane środki tendencję do zbyt optymistycznej oce- ników przepięć. System pozwala również ochrony. Wyniki badań przedstawione ny projektowanej ochrony odgromowej. na podawanie informacji o nadchodzą- w referacie pokazują, że ochrona i dobór Zwłaszcza eksperymenty symulacyjne cej burzy. Zdaniem autorów rejestrator jej parametrów muszą być prowadzone przeprowadzone dla ochrony odgromowej LCR nie wymaga rutynowej konserwacji dla danych rzeczywistych konkretnej linii w warunkach testowych linii najwyższych dla sezonów burzowych i dlatego może z uwzględnieniem symulacji numerycz- napięć w Kunming przedstawione w pu- być polecany do masowego stosowania nych, tak aby znaleźć potrzebną liczbę blikacji prezentują odpowiednie zakresy w elektroenergetyce. i efektywne miejsca instalacji ograniczni- aplikacyjne modelu EGM i lidera schodko- Ciekawe wyniki badań prezentuje ków. Na wydajność zastosowanych środ- wego. Z wyników doświadczalnych można publikacja [24] dotycząca opisu sytuacji ków ochrony bez wątpienia wpływają wy- wnioskować, że model EGM nadaje się oraz analiz związanych z zastosowaniem sokie wartości wskaźnika GFD i również dla linii o napięciu znamionowym poniżej na danej linii przesyłowej ograniczników szczytowa wartość prądu pioruna, ale 500 kV, natomiast nie nadaje się dla linii przepięć dla narażeń piorunowych. W re- także sposób rozmieszczenia ograniczni- najwyższych napięć przekraczających ten feracie analizowana jest linia o napięciu ków na słupach linii. poziom napięcia znamionowego. W związ- 132 kV relacji Kuala Krai – Gua Musang, ku z powyższym należy podjąć dalsze która leży na terenie Malezji. Rejon ten Koordynacja izolacji w systemach działania w zakresie standaryzacji, które jest znany jako jeden z obszarów o naj- przesyłowych najwyższych napięć dadzą odpowiednie procedury do stoso- wyższych gęstościach wyładowań (okre- uwzględniająca wystarczalność wania ochrony odgromowej zależnej od ślanych wskaźnikiem GFD) na świecie. modelowania urządzeń poziomu napięcia. W tym konkretnym przypadku linia ma Również referat [21] dotyczy wyłado- 113 km długości i w ciągu 12 lat zano- Referat [19] przedstawia badania wań piorunowych. W tym przypadku au- towano na niej 55 wyłączeń (w tym 11 bardzo szybkich przepięć przejściowych torzy opisują pilotażowe próby funkcjo- w wyniku pojedynczych zwarć i 22 w wy- (VFTO) powodowanych przez działania nowania nowego rejestratora prądu pio- niku zwarć podwójnych). Sytuacja ta łączeniowe w izolowanych gazem sys- runa (Lightning Current Recorder LCR). daje wskaźnik wyłączeń rzędu 4,58 wył./ temach (GIS), z uwzględnieniem ładun- Rejestrator ten pozwala zmierzyć przej- km.rok. Taki poziom wskaźnika jest nie- ku zgromadzonego na szynach układu. ściowy rozkład prądu bezpośrednio na dopuszczalnie wysoki zarówno w porów- Przepięcia przejściowe VFTO charakte- linii przesyłowej 220 kV, będąc umiesz- naniu ze średnią jego wartością rejestro- ryzują się wysoką częstotliwością oraz czonym na słupie bądź na przewodach waną na obszarze TNB (Tenaga National bardzo krótkim i stromym czołem fali, stąd odgromowych (rys. 3). Wcześniejsze sta- Berhad – malezyjski operator syste- są groźne na poziomie napięcia 800 kV dia rozwoju LCR nie są szczegółowo opi- mu), która wynosi 1,8 wył./100 km rok, i wyższym. Na tych poziomach napięcio- sywane w niniejszym referacie, natomiast jak i w porównaniu z wynikami tego wych mogą wystąpić duże zagrożenia dla izolacji GIS oraz przyłączonych urządzeń. W publikacji [19] autorzy przedstawili symulacje przejściowych zjawisk elektromagnetycznych dla prądów łączeniowych i porównali je z pomiarami dla operacji łączeniowych GIS o napięciu 550 kV. Ba- zując na tych wynikach przeprowadzono obliczenia dla układu 765 kV GIS oszaco- wując zgromadzony ładunek. Ma to istotne znaczenie dla koordynacji izolacji przy wprowadzaniu poziomów napięć ultra wy- Rys. 3. Umiejscowienie LCR na konstrukcjach słupów [21] sokich (UHV).

strona 210 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

rzystaniem GIL bądź kabla). W tych ukła- • zastosowanie narzędzi hybrydowych do dach zastosowano ograniczniki przepięć modelowania systemów elektroenerge- tylko w punktach przyłącza linii napowietrz- tycznych w układach trójfazowych oraz nych. Autorzy publikacji dochodzą do wnio- składowej zgodnej, a także metod nu- sku, że dodatkowe ograniczniki przepięć są merycznych analiz EMT i FDTD – referat potrzebne w stacji GIS, jeśli przyłącze jest C4-304; wykonane z wykorzystaniem GIL lub kabla. • opis i modelowanie geomagnetycznych Nie są wymagane dodatkowe zabezpiecze- prądów indukcyjnych – publikacje C4- nia, jeśli zarówno transformator i linia napo- 301, C4-302, C4-306, C4-307 (razem wietrzna są przyłączone z wykorzystaniem 4 referaty); linii kablowych wysokiego napięcia. • analizy technicznych właściwości sys- Rys. 4. Lokalizacja ograniczników przepięć W referacie [23] przedstawiono bieżą- temu z dużą liczbą kabli zmiennoprą- bezpośrednio na przewodach linii [20] cą sytuację w zakresie koordynacji izola- dowych jako potencjalnych źródeł rezo- cji w Japonii, opisano jej zasady i ostatnie nansu harmonicznych – publikacje C4- Liniowe ograniczniki przepięć są po- działania dotyczące stosowanych pozio- 303, C4-305, C4-308, C4-309, C4-310 wszechnie stosowane w celu zwiększenia mów izolacji. W ramach tych działań zredu- (łącznie 5 referatów). niezawodności linii przesyłowych. Ich zasto- kowano wymagania przeprowadzania prób Poniżej przedstawiono skrótowo treści sowanie pozwala na poprawę ochrony przed napięciowych w sposób skoordynowany publikacji w tym temacie głównym z zacho- wyładowaniami atmosferycznymi prowadzą- w celu uzyskania racjonalnego poziomu waniem podziału na podgrupy tematyczne. cymi do indukowania przeskoków i w efekcie izolacji dla spełnienia wymagań technicz- przerw w przesyle. Kwestię projektowania nych, gospodarczych i funkcjonalnych. Za- Zastosowanie narzędzi hybrydowych i wykorzystania liniowych ograniczników kres prób napięciowych został zestanda- do modelowania systemów przepięć (TLA) przedstawiono w referacie ryzowany dla sieci w przedziale od napięć elektroenergetycznych w układach [20]. Artykuł opisuje mechaniczne i elek- 66/77 kV aż do ultrawysokich napięć (UHV) trójfazowych oraz składowej zgodnej tryczne zagadnienia projektowe oraz zasady 1100 kV. Dla zakresu napięć 66/77 kV do rozmieszczenia ograniczników w linii (rys. 4). 550 kV zredukowane próby napięciowe W ramach tego zagadnienia został W publikacji przeanalizowano warunki pracy dla udarów piorunowych napięcia zostały zgłoszony tylko jeden referat [28], który linii 500 kV i różne lokalizacje potencjalnych znormalizowane i zastosowano wysokiej ja- skupia się na problematyce angażowania instalacji TLA. W symulacjach posłużono się kości tlenki w ogranicznikach przepięć. Na się różnych podmiotów w rozwój narzędzi programem EMTP dla wyznaczenia wskaź- poziomie napięć UHV zastosowano nowe symulacyjnych, w szczególności narzędzi ników przepięć SSF. Przeprowadzone ob- techniki tłumienia przepięć podczas ope- pozwalających na analizę stanów przejścio- liczenia pozwoliły określić takie lokalizacje, racji łączeniowych, w tym również stosując wych elektromagnetycznych (EMT). Referat które będą spełniały przyjęte kryteria wyni- nowe rozwiązania w wykonaniu ograniczni- [28] przedstawia praktykę i doświadczenia kające z przyjętych poziomów wskaźników ków przepięć. W tym zakresie wykorzystano w zakresie symulacji EMT w systemach SSF. Instalacja TLA charakteryzuje się krót- najnowsze badania warunków wyładowań elektroenergetycznych podmiotów: CRIEPI , kim czasem montażu i minimalnymi kosztami atmosferycznych i przepięć piorunowych. EDF, Hydro-Québec oraz RTE. W publikacji pracy. Dodatkowo prace te można prowadzić Kwestie techniczne tych japońskich działań przedstawiona zostaje nowa wersja pro- nawet pod napięciem unikając wyłączeń. związanych z koordynacją izolacji zostały gramu symulacyjnego EMTP-RV oraz jej Publikacja [22] przedstawia wyniki ba- opublikowane. Autorzy referatu przedsta- wykorzystanie przez powyższe podmioty dań prowadzonych przez przedsiębiorstwo wiają pogląd, iż praktyki te przyczynią się do w rozwiązywaniu strategicznych kwestii ba- Iberdrola Distribución Eléctrica ukierunko- rewizji działań w kierunku koordynacji izola- dawczych w rozległych sieciach ze złożony- wanych na ocenę skuteczności systemu cji w ramach CIGRE i IEC. mi elementami, takimi jak wielopoziomowe ochronnego w wybranych konfiguracjach przekształtniki modułowe w układach prze- stacji 220 kV i 132 kV. Przedmiotem badań syłowych HVDC i źródłach. Program EMTP- były modele wykorzystywane do symulacji Zaawansowane metody, modele -RV ma wiele zalet, w tym nowoczesne roz- elektromagnetycznych stanów nieustalo- i narzędzia analiz technicznych wiązania: otwartą architekturę kodu, modu- nych wynikających z wyładowań atmosfe- zagadnień systemu łowość, programowanie obiektowe, dyna- rycznych. Modelowano typowy układ stacji elektroenergetycznego miczne i automatyczne zarządzanie pamię- GIS (dwuszynowy) z dwoma polami liniowy- cią, programowanie DLL, możliwość two- mi, dwoma polami transformatorowymi i po- Referaty przypisane do tematu główne- rzenia i rozwoju zaawansowanych opcji dla lem sprzęgłowym analizując różne przyłą- go 3 obejmują problematykę modelowania modeli zdefiniowanych przez użytkownika, cza transformatora (stosując GIL lub kabel) w zakresie następujących zagadnień będą- jak i zarządzanie danymi za pomocą interfej- oraz przyłącze linii napowietrznej (z wyko- cych zarazem podgrupami tematycznymi: su graficznego. W publikacjiprzedstawiono

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 211 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

również badania prowadzone w dziedzinie wego IEEE 39-węzłowego. Analizy prowa- prawdopodobne efekty GMD. Ta publika- symulacji EMT. Należą do nich: modelowa- dzone były z wykorzystaniem narzędzia cja skupia się na analizie geomagnetycz- nie linii kablowych, modelowanie transfor- EMTP-RV. Dodatkowo uwzględniono ba- nego prądu indukowanego (Geomagnetic matorów wysokiej częstotliwości, symulacje terie kondensatorów w celu zapobiegania Induced Current GIC) z wyróżnieniem sy- stochastyczne z wykorzystaniem EMTP-RV, zapadom napięcia. Wykorzystano model mulatora GIC oraz kalkulatora zapadów narzędzia obliczeniowe macierzy rzadkich, linii o stałych parametrach (CP-Line) z re- napięcia. Do wyznaczania GIC w każdej a także możliwości zrównoleglenia obliczeń zystancją składowej zerowej równą rezy- stacji w sieci wykorzystano model rezy- i współsymulacji. Narzędzia obliczeniowe stancji składowej zgodnej. Krzywe magne- stancyjny stałoprądowy, model konduk- EMT są bardzo złożone, ale też nadal rosną sowania transformatora zamodelowano na tywności Ziemi oraz dane magnetome- potrzeby ich rozwoju. Należy podkreślić, że podstawie wyników uzyskanych w drodze tryczne. Do wyznaczenia ryzyka zapadu narzędzia te powinny uwzględniać na bieżą- pomiarów terenowych. Wszystkie trans- napięcia wykorzystano standardowy pro- co pojawiające się nowe rozwiązania w za- formatory zostały uziemione z rezystancją gram rozpływowy PSSE. Uzyskane wyniki kresie urządzeń elektroenergetycznych. 0,2 Ohm oraz uwzględniono funkcje prze- porównano z danymi rzeczywistymi uzy- Wymaga to wysokiego poziomu technicznej łącznika zaczepów. Maszyny synchronicz- skując należytą dokładność. Dodatkowo współpracy i zaangażowania między użyt- ne zostały zamodelowane z odpowiednimi określono wpływ na prądy GIC wprowa- kownikami i autorami tych narzędzi. Zaan- impedancjami w osiach d i q oraz stałymi dzanych kondensatorów szeregowych gażowanie tych podmiotów jest niezbędne czasowymi, w celu dokładnej reprezentacji oraz urządzeń umieszczonych w wypro- w celu zapewnienia odpowiedniej jakości zachowań przejściowych. wadzeniu przewodu zerowego. Referat i wymagań dla modelu systemu oraz narzę- Do wyznaczenia relacji pomiędzy prą- przedstawia również kategoryzację GMD dzi do zarządzania złożonymi strukturami dem stałym (pochodzącym od pola elek- przy wykorzystaniu modelu wyłączeń sieciowymi. trycznego GEF) przepływającym w prze- awaryjnych NERC uwzględniającym za- wodzie zerowym transformatora a wyni- kres GEF i jego wpływ na system elektro- Opis i modelowanie geomagnetycznych kowym prądem biernym wprowadzanym energetyczny. prądów indukcyjnych do systemu posłużono się symulacjami Teoretyczne podstawy metod mode- w dziedzinie czasu. Następnie symulowa- lowania, które mogą być wykorzystane Burze geomagnetyczne i towarzyszą- no zapady napięcia, które mogą pochodzić do badania skutków występowania GIC ce im indukowane prądy geomagnetyczne od wielu czynników, takich jak początkowy w sieci elektroenergetycznej w różnych powinny być postrzegane jako potencjal- punkt pracy, wydolność przełącznika za- aspektach, takich jak rozpływy mocy, ne zagrożenia dla sieci elektroenerge- czepów, utrata urządzeń kompensujących analizy wyłączeń i analizy stabilności na- tycznych, w szczególności dla długich (np. SVC, kondensatory, itp) jak i działań pięcia, opisano w publikacji [30]. Autorzy linii zlokalizowanych na wysokich szero- operacyjnych. Wykorzystując ten model przedstawiają zasady redukcji (ekwiwa- kościach geograficznych. Bardzo niskie powiązań zbadano wpływ w różnych loka- lentowania) systemu elektroenergetycz- częstotliwości zakłóceń geomagnetycz- lizacjach urządzeń kompensujących. Zba- nego do stałoprądowego modelu rezy- nych (Geomagnetic Disturbance GMD) dane przypadki dla różnych natężeń GEF stancyjnego pozwalającego na obliczanie mogą być postrzegane, jako przyczyny (Geomagnetic Electric Field) przedstawio- GIC, uwzględniając przy tym różne typy uszkodzeń w systemie elektroenergetycz- no w publikacji [25]. W wyniku badań auto- urządzeń (np. linie elektroenergetyczne, nym, a stąd mogą stanowić potencjalne rzy stwierdzili, że stosunek „przyrostowego transformatory jednofazowe lub auto- zagrożenie, które powinno być poddane prądu biernego” do „prądu stałego w prze- transformatory). W publikacji [30] przed- badaniom. Indukowane prądy niskiej czę- wodzie zerowym transformatora” jest rzę- stawiono również sposób modelowania stotliwości „quasi-DC” mogą powodować du 0,47, a w większości przypadków mie- dodatkowych strat mocy biernej spowo- uszkodzenia instalowanych w sieci urzą- ścił się w zakresie od 0,2 do 0,64, z wy- dowanych występowaniem GIC. Zapropo- dzeń (zwłaszcza transformatorów/ dławi- jątkiem transformatorów trójkolumnowych, nowano prosty model skalujący, w którym ków) lub być przyczyną nieprawidłowego gdzie jest równy 0. Stwierdzono również, funkcja skalująca może dotyczyć zarów- zadziałania innych urządzeń (szczególnie że kierunek i moduł GEF są równoważne no ogólnego modelu transformatora jak SVC lub kondensatorów), ale co ważniej- co do skutków oraz że stosowanie baterii i określonej jednostki. W tym przypadku, sze mogą powodować zapady napięcia, kondensatorów bocznikowych pozwala podobnie jak w publikacji [26], dodatko- a tym samym prowadzić do rozległych uniknąć zapadów napięcia bardziej efek- we straty mocy biernej w transformatorze awarii sieciowych. tywnie niż stosowanie kompensacji szere- z tytułu GIC zostały uwzględnione w mo- Referat [25] przedstawia powiązania gowej linii przesyłowych. delach rozpływowych jako stały prąd bier- pomiędzy efektami symulacji GMD a regu- Referat [26] przedstawia badania dla ny. Zastosowano równomierny rozkład na- lacją napięcia w systemie elektroenerge- rzeczywistej sieci Manitoba Power Grid. tężenia pola GEF o wartości 1 V/km przy tycznym. Autorzy do symulacji wykorzystali Przedmiotem prezentowanych analiz są kierunku w zakresie od 0 do 300 stopni zmodyfikowaną wersję systemu modelo- również zapady napięcia jako najbardziej w celu określenia maksymalnych strat

strona 212 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

mocy biernej. Przy tak ustawionych pa- samego urządzenia. Ten wypływ na zapa- atacji w systemie elektroenergetycznym rametrach GEF analizowano wpływ na dy napięcia może zostać pogłębiony po- długich linii kablowych bardzo wysokich napięcia sieciowe. W kolejnych krokach przez reakcję zachowań innych urządzeń, napięć (EHVAC). Publikacja przedstawia analizowano wpływ wyłączeń elementów w szczególności kompensatorów mocy zarówno problematykę tych układów jak sieci na poziom napięć. Na tej podsta- biernej – takich jak układy SVC czy baterie i sposób, w jaki RTE radzi sobie z nią. wie, przy ustalonych parametrach GEF kondensatorów. W ramach tego zjawiska można wyróżnić i znanych warunkach zapadów napięcia, zagadnienia dotyczące: można wyznaczyć dopuszczalne granice Analizy technicznych właściwości • przepięć występujących podczas łado- wartości GMD dla danej sieci. systemu z dużą liczbą kabli wania się kabli oraz podczas rozłado- Ostatnią publikacją w tej grupie te- zmiennoprądowych wywania, ze szczególnym uwzględnie- matycznej był referat [31], który przed- niem ładunku gromadzonego w tych stawia rozwój modelu systemu przesyło- Tradycyjne sieci elektroenergetyczne układach, wego Eskom (Eskom Main Transmission NN i WN składają się z generatorów (głów- • przejściowych napięć powrotnych (Tran- System Model) dając możliwość oceny nie maszyn synchronicznych), transforma- sient Recovery Voltage TRV) na wyłącz- wpływu GMD. W referacie przedstawiono torów, linii napowietrznych i odbiorników nikach, podejście metodyczne oraz podjęte dzia- (maszyn indukcyjnych i obciążeń rezy- • efektu braku przejścia przez zero pod- łania zmierzające do opracowania oceny stancyjnych), które to urządzenia po wie- czas wyłączania prądu, zachowania się i zabezpieczenia systemu lu latach badań mają dobrze opracowane • wzmacnianie się tła harmonicznych, elektroenergetycznego. Podkreśla się, że i akceptowalne modele. Jednak z czasem • ładowania się transformatora, modelo- niespodziewana utrata źródeł mocy bier- sieci elektroenergetyczne stały się ukła- wania sieci, badania topologii sieci oraz nej, takich jak baterie kondensatorów lub dami znacznie bardziej złożonymi wraz ekwiwalentów sieci będących funkcją SVC, w wyniku wystąpienia GMD może z wprowadzeniem większej liczby odbior- częstotliwości (FDNE). prowadzić do utraty stabilności systemu. ników nieliniowych (np. napędów o zmien- Autorzy referatu wnioskują, że zasad- Częstotliwości prądów GIC zawierają się nej prędkości), źródeł mocy o niestabilnej niczo nie ma potrzeby przeprowadzania zazwyczaj w przedziale od 0,0001 Hz do produkcji, które wykorzystują złożone specjalistycznych badań dla wolnozmien- 1 Hz, stąd można je uznać za prąd qu- energoelektroniczne układy przekształtni- nych zjawisk przemijających, takich jak ła- asi-stały (quasi-DC) i dlatego uzasadnio- kowe (np. źródła wiatrowe i PV), zintegro- dowanie linii kablowej lub dla TRV podczas nym jest stosowanie w analizach modelu wane układy HVDC i występujące w coraz zwarcia w pobliżu kabla pod warunkiem, stałoprądowego systemu. Założenia do większej liczbie sieci kablowe zmiennoprą- że nie występuje powiązanie urządzeń budowy tego modelu przyjęto podobne, dowe, służące do przyłączania tych źródeł takich jak linia kablowa i dławiki szerego- jak opisano w publikacji [30]. W efekcie bądź odbiorników do systemu elektroener- we. Wyróżnia się również stwierdzenie, przeprowadzonych analiz zauważono, że getycznego. że powinny być przeprowadzone szcze- wprowadzenie kompensacji szeregowej Wprowadzenie wzrastającej liczby gółowe badania dla każdego rozwiązania za pomocą baterii kondensatorów pozwa- długich odcinków kablowych do zmien- z uwagi na przepięcia przejściowe wystę- la na zmniejszenie GIC w kompensowa- noprądowych układów przesyłowych, pujące podczas ładowania transformatora, nych liniach. Następuje przemieszczenie przede wszystkim układów indukcyjnych, jak i wzmacnianie się tła harmonicznych. prądu GIC do innych części sieci, a wów- daje dodatkową okazję do powstawania Podkreślono również, że należy pamię- czas linie kompensowane są postrzegane w sieci zjawisk, takich jak rezonans LC. tać o efekcie braku przejścia przez zero, jako źródła wysokiej wartości GIC, co ma Te warunki pogarsza wzrost liczby nieli- ale jest to zagadnienie, które nie wymaga większy wpływ na limity stabilności pracy niowych odbiorników/źródeł i występują- skomplikowanych badań. systemu niż sam GIC. cych stanów łączeniowych przejściowych Podobny temat badawczy podnoszo- Z przedstawionych publikacji jasno wy- wywoływanych przez nowoczesne urzą- ny jest w publikacji [29] przez zespół wło- nika, że choć moment, wartość i kierunek dzenia (np. wyłączniki próżniowe). Jak sko-maltański. Referat ten dotyczy badań GMD są nieprzewidywalne, ale – mimo iż można zauważyć, nowoczesne systemy prowadzonych w dziedzinie częstotliwości skomplikowane – są dostępne metody, zasilania stają się coraz bardziej skompli- dla połączenia pomiędzy Maltą a Sycylią. narzędzia i techniki wykorzystywane do kowane, a tym samym ich poprawne mo- Jest to połączenie o długości 118 km przy modelowania interakcji GMD z systemem delowanie lub analizy są bardzo trudne. zaprojektowanym napięciu 245 kV. Obec- elektroenergetycznym. Największym ry- Ta problematyka jest poruszona w pięciu nie jest to linia kablowa łączona w odcin- zykiem wnoszonym przez występowanie publikacjach objętych niniejszym podte- kach lądowych (wykonanie podziemne) GMD jest możliwość doprowadzenia do matem. i podmorskich. W publikacji przedstawio- załamania napięcia lub niestabilności pra- W referacie [27] przedstawione zosta- no wyniki analiz prowadzonych na mode- cy systemu w wyniku zwiększonych strat ły doświadczenia francuskiego operatora lach w funkcji częstotliwości realizowane mocy biernej, a nie ryzyko uszkodzenia systemu (RTE) z wdrożenia do eksplo- za pomocą aplikacji ATP-EMTP.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 213 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Kolejna publikacja przedstawia wyniki się z wielu mieszanych odcinków linii nania dużej liczby przewodów zmiennoprą- badań prowadzonych przez irlandzkiego powietrznych i kablowych z przewodami dowych w sieciach wysokich napięć oraz operatora systemu (EirGrid). W referacie kompensującymi. Autorzy wykorzystali że opracowywanie metodyki badań i mo- [32] przedstawiono analizy harmonicz- modele w dziedzinie częstotliwości do- deli dla tych sieci i zjawisk nie jest łatwym nych w systemie elektroenergetycznym, stosowując je do analiz wpływu przewodu zadaniem. które pojawiają się wraz z rozwojem liczby kompensującego, jak również do badania odnawialnych źródeł energii przyłącza- skuteczności rezystancji uziemienia zanych z wykorzystaniem linii kablowych. Te równo w odcinkach linii napowietrznych Podsumowanie zniekształcenia napięcia związane z har- oraz kablowych. W publikacji tej wysu- monicznymi mogą przekroczyć poziom wane są pewne wnioski co do wpływu Problematyka objęta zakresem zainte- planowany i mają niepożądane konse- zarówno przewodu kompensującego jak resowań Komitetu Studiów C4 jest bardzo kwencje w przypadku braku zapobiega- i rezystancji uziemienia na odpowiedź sta- szeroka. W szczególności jednak poru- nia. Stąd wynika potrzeba zwiększenia nu przejściowego. szane zagadnienia dotyczą warunków, pa- wysiłków w zakresie badań nad wymo- W ostatniej publikacji [34] przynależ- rametrów i zachowań pracy systemu elek- gami technicznymi dotyczącymi jakości nej do niniejszej tematyki nakreślono za- troenergetycznego w stanach ustalonych zasilania. W referacie przedstawiono me- gadnienie dotyczące tego, jak topologia i nieustalonych. Wśród prezentowanych todykę przyjętą przez EirGrid do oceny na zbiorczej sieci morskich farm wiatrowych metod i narzędzi analitycznych poruszane poziomie przesyłu wpływu harmonicznych wpływa na występowanie rezonansu są również bieżące zagadnienia oddzia- wynikających z instalacji linii kablowych elektrycznego w obszarze farmy wiatro- ływania nowych technologii począwszy WN/NN związanych z przyłączeniami farm wej w zakresie od średnich do wysokich od układów przesyłowych, dystrybucyj- wiatrowych. Prezentowane podejście po- częstotliwości. Do badań dla głównych nych, a skończywszy na technologiach zwala na oszacowanie przydziału zakresu komponentów układu wykorzystano mo- rozproszonych i źródłach odnawialnych. dopuszczalnych harmonicznych dla danej dele szerokopasmowe. W modelach fal Rozważane problemy skupiają się wokół grupy (klastra) farm wiatrowych. Ponadto przemieszczających się użytych do obra- interakcji pomiędzy systemem elektro- można w ten sposób ocenić potencjalne zowania zjawisk występujących w liniach energetycznym a podsystemami i urzą- rozwiązania prewencyjne na poziomie kablowych uwzględniono zależność para- dzeniami, a także przypadkami narażeń układu przesyłowego, co może być bar- metrów linii od częstotliwości. Transfor- na oddziaływania zewnętrzne. Problemy dziej efektywne kosztowo niż rozwiąza- matory są modelowane za pomocą para- te są często wspólne dla operatorów sys- nie indywidualne dla danej farmy. Metoda metrów skupionych, w tym indukcyjności, temów, nie tylko w Europie, ale również ta składa się z dwóch etapów. Pierwszy rezystancji uzwojeń i pojemności uzwo- w państwach pozaeuropejskich. Ciągły obejmuje ocenę infrastruktury przesyło- jeń. Wyłączniki i kondensatory są mode- rozwój urządzeń, instalacji i technologii wej, dla której mierzony jest poziom tła lowane jako elementy idealne. Struktury wytwórczych wyznacza nowe potrzeby harmonicznych, a następnie odtwarzany sieci wewnętrznych farm wiatrowych za- i wyzwania dla przyszłych struktur syste- w modelach analitycznych, poprzez ska- wierają zarówno układy promieniowe jak mów elektroenergetycznych. Prezento- nowanie harmonicznych i ich rozpływu i rozgałęzione. Analizy objęły symulacje wane treści są wyznacznikiem przyszłych przed i po przyłączeniu nowego obiektu. w dziedzinie częstotliwości i czasu. Wy- kierunków badań. Drugi etap obejmuje przypisanie limitów kazane znaczne przepięcia występują zniekształceń do elektrowni wiatrowych. w pewnych zakresach częstotliwości. W ramach tego następuje ustalenie tła Analizy również wykazały, że długość linii Referaty Komitetu zakłóceń w punkcie przyłączenia, wyzna- kablowych i charakterystyki transforma- Studiów C4 czenie dostępnych zdolności do absorpcji torów miały istotny wpływ na uzyskane harmonicznych, obliczanie współczyn- wyniki. Autorzy zauważają, że na etapie [1] SC C4. Technical System Performance. ników wpływu oraz czynników redukują- projektowania morskiej farmy wiatrowej Strategic Plan for 2010 to 2016. http:// cych, rozkład potencjału harmonicznych mogą być wykorzystane metody regular- c4.cigre.org przy użyciu metodyki IEC oraz obliczanie nej zmienności parametrycznej do szcze- [2] C4-00. D. Brasil, S. Pack, R. McCurrach: Special Report for SC C4 (System Techni- impedancji dla poszczególnych harmo- gółowych analiz wrażliwości. W wyniku cal Performance). nicznych. tych badań możliwa jest ocena zależności [3] C4-101. G. Joos G, M. Ammar, D. Masca- Kolejny w tej grupie tematycznej refe- rezonansu od parametrów linii kablowych rella, P. Venne, C. Abbey: Flicker Asses- rat [33] przedstawia wyniki analiz prowa- (np. długości). sment and Mitigation in Wind Farms Con- dzonych przez zespół holenderski. W pu- Z przedstawionych publikacji i poru- nected to Distribution Grids. blikacji tej badane są zachowania w elek- szanych tematów jasno wynika, że istnieje [4] C4-102. J.L. Agüero, P.E. Issouribehe- tromagnetycznych stanach przejściowych wiele potencjalnych problemów i złożo- re, D.A. Esteban, F. Issouribehere, G.A. w holenderskiej sieci 380 kV, która składa nych zjawisk wynikających z zastosowa- Barbera, H.G. Mayer: Impact of large

strona 214 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

wind farms on Power Quality. First expe- [13] C4-111. T. Gallery, Y. Coughlan, C. McCar- [24] C4-207. Iryani Mohamed Rawi, Mohd Za- riences gained in the Argentinian Power thy, S. Grimes: Medium-term dynamic stu- inal Abidin Ab Kadir: Effectiveness of Line System. dies for a large island power system with Surge Arrester Application on the 132kV [5] C4-103. F. Oliveira, P.F. Ribeiro, P.M. Al- high levels of wind. Kuala Krai – Gua Musang Line. meida: Considerations on power quality [14] C4-112. F.M. Koers, H.Landau, G.E.Tap, [25] C4-301. L. Gérin-Lajoie, J. Mahseredjian, requirements for integration of renewable L.E. Juhlin, O.Andersson, J.Skansens: S. Guillon, O. Saad: Simulation of Voltage sources (photovoltaic and wind power) into EMC Considerations and Planning for an Collapse Caused by GMDs – Problems the transmission grid. Offshore HVDC. and Solutions. [6] C4-104. Saulo J.N. Cisneiros; Manoel J. [15] C4-113. C. Stanescu, D. Ilisiu, S. Gheor- [26] C4-302. D.A.N. Jacobson, S. Shelemy, W. Botelho; Dalton O. C. Brasil; Fabio C. Me- ghe, D. Apetrei, P. Postolache: The Impact Chandrasena, D. Boteler, R. Pirjola: Deve- deiros; Marcelos Groetaers; Alecio B. Fer- of Wind and Solar Power Generation on lopment of advanced GIC analysis tools for nandes; Andre D. R. Medeiros; Sergio L. A. Romanian Power Quality. the Manitoba Power Grid. Sardinha; Andre Bianco: New challenges [16] C4-114. C. Madtharad, J. Warman: Impact [27] C4-303. Y. Vernay, S. Deschanvres, Y. Fil- caused by the new energy sources in the of first wind farm in the Kingdom of Thailand lion: RTE experiences with the insertion of Brazilian power system. on power quality and mitigation solution. long EHVAC insulated cables. [7] C4-105. T. Rauhala, M. Laasonen, H. [17] C4-115. J.V. Milanović, M.H.J. Bollen, N. [28] C4-304. S. Dennetière, O. Saad, A. El-Ako- Nurminen, A.-J. Nikkilä: Aspects to arran- Čukalevski: Guidelines for monitoring po- um, J. Mahseredjian, H. Motoyama, X. Le- ging the test conditions under challenging wer quality in contemporary and future po- grand, A. Xémard: Involvement of electric electricity market situation and the AC-DC wer networks – results from CIGRE/CIRED utilities in the development of EMT simula- system performance during the site accep- JWG C4.112. tion tools. CIGRE C4-304. Paryż 2014 tance tests of Fenno-Skan 1 upgrade and [18] C4-201. J. He, Xi Wang, R. Zeng: Evalu- [29] C4-305. F. Palone, M.Rebolini, S.Lauria, Fenno-Skan bipole controls. ation of Leader Progression Model and M.Schembari, J. Vassallo: Frequency doma- [8] C4-106. E. Ciapessoni, D. Cirio, A. Gatti, EGM for Analysing Lightning Performance in studies for the Malta-Sicily interconnector. A. Pitto, A. M. Denis, L. He, C.-C. Liu, C. of Transmission Line. [30] C4-306. K. Patil: Modeling and Evaluation Moreira, B. Silva: Impact of multi-terminal [19] C4-202. S. Sun, G. Tremouille, G. Marqu- of Geomagnetic Storms in the Electric Po- HVDC grids on AC system stability and ezin, T. Berteloot, P. Vinson, A. Girodet: wer System. operation. VFTO simulation and testing for 550 kV [31] C4-307. J. Taylor, V. Singhvi, A. Tarditi, M. van [9] C107. K. Andov, D. Kidd, B. Mehraban, and 800 kV GIS disconnectors. Harte: Application of Geomagnetic Distur- B. English, S. Dutta, M. Neal: Methods for [20] C4-203. P. Bunov, D. Biswas, J. Hunt, bance Vulnerability Assessments using the Risk Assessment of SSCI Stability Issues A.J.F. Keri, R. Thallam, L. Klingbeil: High Eskom Main Transmission System Model. between Renewable Generation and Se- energy line surge arresters to improve re- [32] C4-308. M. Val Escudero, S. Murray, J. ries Compensated Transmission Systems. liability and protection against switching Ging, B. Kelly, M. Norton: Harmonic Ana- [10] C4-108. N. Miller, M. Shao, S. Pajic, R. surges on a 500kV transmission line. lysis of Wind Farm Clusters Using HV-AC D’Aquila, K. Clark: Frequency Response [21] C4-204. A.V. Shurupov, A.V. Kozlov, E.M. Underground Cables in the Irish Transmis- of the US Eastern Interconnection under Baselyan, A.N. Chulkov: New technologies sion Network. Conditions of High Wind Generation. of lightning currents registration with high [33] C4-309. L. Wu, M. Achterkamp, J.P.W. de [11] C4-109. K. Yoshimoto, T. Nanahara, Y. Wa- resolution. Jong, P.A.A.F. Wouters, W.L.Kling: Frequ- zawa, M. Kubo, Y. Kataoka, S. Imai: Short- [22] C4-205. L. Rouco, L. Sigrist, H. Gago, E. ency Domain Analysis of the Influence of -Term Fluctuations of PV Output in Japan – Palazuelos, J. Bernal, M. A. Jimeno: Pro- Compensating Wires and Earthing Resi- Evaluation Method of Fluctuations in Case tection Of Power Transformers Connected stances in Mixed Overhead / Underground of Large-Scale Integration. To Gis Against Lightning Overvoltages. HV Transmission Lines. [12] C4-110. E.N. Dialynas, L.G. Daoutis, V. Ky- [23] C4-206. K. Hidaka, H. Goshima, J. Taka- [34] C4-310. A. Holdyk, J. Holboell, E. Koldby, riakides: Reliability Assessment of Power mi, T. Saida, S. Yoshiike, Y. Matsushita: A. Jensen: Influence of offshore wind farms Generation Systems with Interconnections Principles of Insulation Coordination and layout on electrical resonances. of Isolated Islands Incorporating Large Recent Activity on Reduction of Insulation Wind Parks and Photovoltaic Plants. Level in Japan. CIGRE

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 215 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Małgorzata Bobrowska-Rafał, Grzegorz Tomasik Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A.

Rynki energii elektrycznej i regulacja – Komitet Studiów C5

Electricity Markets and Regulation – Study Committee C5

Obecnie istnieją dwa czynniki decydują- W niniejszym artykule przedstawio- Artykuł przybliża wypracowywany przez ce w największym stopniu o obliczach ryn- ne zostały najważniejsze spostrzeżenia 12 europejskich operatorów systemów ków energii elektrycznej. Gwałtowny rozwój i wnioski zawarte w wybranych artyku- przesyłowych mechanizm znany w języ- nowych technologii, w szczególności odna- łach zaprezentowanych podczas 45. sesji ku angielskim jako: redispatching cost wialnych źródeł energii (OZE) i magazynów CIGRE w podziale na trzy powyższe ob- sharing, czyli partycypowanie operatorów energii, a także wdrażanie mechanizmów szary tematyczne, dotyczące rynków ener- w kosztach międzynarodowego przesyłu. zarządzania popytem (ang. DSR – Demand gii elektrycznej i ich regulacji. Mechanizm ten polega na rozliczaniu kosz- Side Respose), stwarzają nowe możliwo- tów przesyłu między krajami europejskimi ści biznesowe, ale i wprowadzają znaczą- na zasadach rynkowych. Redispatching ce zmiany w istocie samych rynków energii Zarządzanie rynkiem energii cost sharing jest niezbędny na europejskim elektrycznej. Nowe technologie i mechani- – modele rynkowe i rozwój rynku energii, podzielonym na obszary re- zmy rynkowe to nie tylko pewne trudności gulacyjne, często tożsame z terytoriami w prowadzeniu ruchu systemu, ale i wprowa- Po latach deregulacji oraz organizacji poszczególnych krajów, a tak naprawdę dzanie regulacji prawnych porządkujących narodowych rynków energii, wg Komitetu tworzącymi jeden wspólny system elektro- kwestie dotyczące rynków energii. Z drugiej Studiów C5, udało się wypracować pewne energetyczny. Do tej pory nieplanowane strony, osiągnięty do tej pory poziom integra- status quo. Stąd część sesji Komitetu była międzynarodowe przesyły były rozliczane cji OZE, pozwala na wyciągnięcie ciekawych poświęcona analizie doświadczeń, rozu- indywidualnie. Obecnie, w europejskim sys- wniosków na temat ich wpływu na rynek mianych jako bilans sukcesów i porażek, temie elektroenergetycznym zdarzają się energii i skuteczności mechanizmów wspar- dotyczących wdrażania i rozwoju różnych nieplanowane przesyły, których przyczyny cia. Dlatego też istotne jest dokonanie oceny modeli rynkowych na poziomie narodowym należy upatrywać m.in.: z tytułu przyłączeń doświadczeń i korzyści wynikających z funk- i ponadkrajowym. źródeł niestabilnych, jakimi są OZE. Opera- cjonowania rynków energii elektrycznej w tej W ramach sesji zaprezentowano 9 re- torzy systemów przesyłowych są wyposa- nowej konfiguracji. feratów [1-9], opisujących doświadczenia żeni w narzędzia techniczne, które pozwala- W związku z tym, Komitet Studiów europejskich operatorów systemów prze- ją zapobiegać skutkom ewentualnych awa- C5 analizuje różne podejścia i rozwiąza- syłowych i narodowych rynków energii rii. Należy tu jednak wziąć pod uwagę fakt, nia rynkowe oraz ich wpływ na elastyczne krajów, takich jak: Australia, Brazylia, iż wykorzystanie owych narzędzi często funkcjonowanie systemu elektroenerge- Chorwacja, Indie, Belgia, USA, Japonia wiąże się z poniesieniem wysokich kosztów tycznego. W 2014 r., w zakresie tematyki i Meksyk. finansowych, które powinny być odpowied- prowadzonej przez Komitet C5, wybrano Artykuł [1] prezentuje działania podej- nio alokowane. trzy zagadnienia. mowane przez europejskich operatorów W artykule, jako przykład zagrożenia • Temat 1: Zarządzanie rynkiem ener- systemów przesyłowych, których najważ- wynikającego z pojawienia się nieplano- gii – modele rynkowe i rozwój. niejszymi zadaniami są: zapewnienie bez- wanych międzynarodowych przesyłów • Temat 2: Integracja pomiędzy popy- pieczeństwa pracy systemu elektroenerge- mocy, przedstawiony został przypadek tem a podażą energii elektrycznej tycznego UE, rozumianego jako zapobieże- z 25 marca 2013, kiedy na skutek korzyst- a rozwój rynku energii. nie dużym awariom systemu elektroener- nych warunków pogodowych elektrownie • Temat 3: Integracja odnawialnych getycznego oraz wprowadzenie ponadkra- wiatrowe i fotowoltaiczne osiągnęły moc źródeł energii z punktu widzenia ryn- jowego rynku energii IEEM (ang. Internal ok. 10,7 GW, podczas gdy w innych kra- ku energii. European Electricity Market). jach europejskich nie zaplanowano dużych

strona 216 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

importów mocy. Stąd, w systemie elektro- W artykule [2] przedstawiono konse- Artykuł [5] dotyczy Indii – jednego z naj- energetycznym pojawiły się znaczące nad- kwencje 20-letniej polityki energetycznej większych rynków energii na świecie. W ar- wyżki mocy, a prognozowany przesył miał prowadzonej na australijskim rynku energii. tykule przedstawione zostały kroki, jakie być znacznie większy od planowanego. Na skutek braku właściwej polityki energe- zostały poczynione w celu wprowadzenia W tej sytuacji na wielu elementach syste- tycznej kraju, ceny energii elektrycznej dla nowego typu opłaty przesyłowej, bazują- mu, szczególnie na linii 220 kV Krajnik – użytkownika końcowego w 2013 r. podwo- cej na analitycznych metodach wyliczania Vierraden i transformatorze w stacji w Mi- iły się w porównaniu z tymi z roku 2007. kierunków przepływu mocy dla poszcze- kułowej spodziewano się 170% obciążenia Opłata przesyłowa zwiększyła się o 130%, gólnych, dużych użytkowników systemu. znamionowego. Dzięki aktywnej współpra- co jednoznacznie wskazuje na brak organu Mechanizm wyliczania taryf przesyłowych, cy operatorów europejskich udało się unik- rządowego, który zweryfikowałby cenę na- w zależności od punktu przyłączenia (ang. nąć takich obciążeń, których efektem koń- rzucaną przez operatora systemu przesyło- Point of Connection PoC), został wprowa- cowym mogła być awaria, jednak koszty wego w Australii. W konsekwencji taka sy- dzony w 2011 r. i jest stosowany dla trans- finansowe działań były znaczące. W tabe- tuacja pociągnęła za sobą lawinowy wzrost akcji długo-, średnio- i krótkoterminowych. li 1 przedstawiono procentowy udział w za- zainteresowania obywatelską energetyką Według autorów, mechanizm PoC jest mi- pobieganiu awarii europejskiego systemu domową – mikroinstalacje odnawialnych lowym krokiem na drodze rozwoju rynku elektroenergetycznego z 2013 r., wyliczony źródeł energii u odbiorów końcowych. energii w Indiach i wprowadzenia dobrych za pomocą metod zaprezentowanych w ar- Artykuł [3] opisuje rynek energii w Bra- praktyk planowania przesyłu. tykule [1]. zylii, gdzie 70% rynku jest ściśle zorgani- Artykuł [8] opisuje rewolucję sektora Udział w kosztach zapobiegania awarii zowane i dotyczy kontraktów długotermi- energetycznego w Japonii, która pojawi- operatorów narodowych został wyliczony nowych. Wg autorów, rynek średnio- i dłu- ła się jako konsekwencja trzęsienia ziemi za pomocą metody PvM (ang. Planed vs. goterminowy funkcjonuje zgodnie ze swo- w 2011 r. Japoński system energetyczny Measured), która porównuje ceny ener- im celem: pozwala na utrzymanie niskich wcześniej funkcjonował strefowo, gdzie do gii planowane na rynku dnia następnego cen energii elektrycznej dla użytkowników, każdego obszaru przypisany był operator. z rzeczywistymi. W artykule przeanalizo- którzy mają możliwość oszacowania zapo- Po 2011 r. rozpoczął się proces wprowa- wano tę metodę wyliczania dispatching trzebowania na energię elektryczną w przy- dzania konkurencyjnego rynku dla klientów cost sharing i zaprezentowano wyniki róż- szłości. Sytuacja nie jest tak zadowalająca detalicznych i bilansowania podaży i popy- nych metod wyliczenia udziału w kosztach na rynku kontraktów krótkoterminowych. tu m.in.: za pomocą DSR. awarii wywołanych nieplanowanym prze- Autorzy opisują trudności w optymalizacji Podsumowując sesję „Zarządzanie ryn- syłem na przykładzie awarii z 2013 r. mixu energetycznego. kiem energii – modele rynkowe i rozwój”, W pozostałych artykułach przedsta- W artykule [4] przedstawione są różne stwierdzić można, iż nie istnieje jeden, uni- wionych na sesji „Zarządzanie rynkiem scenariusze i działania Chorwacji związa- wersalny model rynkowy, który można zaim- energii – modele rynkowe i rozwój” prze- ne z przystąpieniem do Unii Europejskiej, plementować we wszystkich krajach. Nawet analizowano doświadczenia różnych kra- mające na celu dostosowanie narodowego w krajach UE różnice w rozwoju narodo- jów we wprowadzaniu narodowych rynków rynku energii do możliwości nawiązania wych rynków energii są na tyle znaczące, energii. Poniżej zaprezentowano krótkie ścisłej współpracy z europejskimi operato- że stworzenie wspólnego prawodawstwa podsumowanie wybranych artykułów. rami systemu przesyłowego. i modelu zarządzania rynkiem nie jest zadaniem łatwym.

Tabela 1 Procentowy udział w kosztach zapobiegania awarii w europejskim systemie Integracja pomiędzy elektroenergetycznym – 25 marca 2013 r. [1] popytem i podażą energii TSO Code Percentage [%] a rozwój rynku energii Tennet DE D2 39.16% PSE-O Z 26.21% Najważniejszym zagadnieniem po- CEPS C 11.25% ruszanym w obszarze tej sesji był me- APG O 9.10% chanizm rynkowy zwany reakcją strony Amprion D7 7.85% swissgrid S 2.29% popytowej (ang. Demand Side Response 50 Hz D8 1.71% DSR), czyli gotowością strony odbiorczej MA VIR M 0.89% do reagowania na sygnały ekonomiczne Energienet_DK D1 0.81% prowadzące do zmiany (głównie redukcji) HEP-OPS H 0.67% zapotrzebowania. Dotychczas przyjmo- Transnet BW D4 0.03% wano, iż popyt na energię elektryczną jest ELES L 0.02% nieelastyczny. Mechanizm DSR pozwala

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 217 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

na wprowadzenie zarządzania popytem Artykuł [10] przedstawia wyniki analizy nej struktury pomiarowej, bazującej na AMI poprzez tymczasowe działanie odbiorcy, matematycznej opartej na symulacji ogra- (ang. Advanced Metering Infrastructure), powodujące zmianę wielkości jego zapo- niczenia pracy jednostek wysokoemisyj- zainstalowanej u odbiorców końcowych. trzebowania pod wpływem różnorodnych nych w Egipcie, a co za tym idzie, możli- Artykuł przedstawia wybrane metody sta- bodźców, realizowane zasadniczo na wości wprowadzenia oszczędności w go- tystyczne służące do analizy profilowania podstawie umowy. Główne cele mecha- spodarowaniu energią elektryczną. Obni- obciążenia. nizmów DSR to: redukcja maksymalnych żenie kosztów jest możliwe dzięki zasto- Podsumowując sesję „Integracja po- obciążeń szczytowych, przesunięcie ob- sowaniu mechanizmu DSR, a także mak- między popytem i podażą energii a rozwój ciążeń pomiędzy różnymi porami dnia symalizacji jednostkowego współczynnika rynku energii” stwierdzić można, że w wie- lub roku oraz dopasowanie obciążenia mocy u odbiorców przemysłowych polu krajach nieprzerwanie trwają prace nad do aktualnych warunków pracy systemu przez zastosowanie wysoce efektywnych wypracowaniem nowych modeli gospoda- elektroenergetycznego. DSR to narzę- silników regulowanych przekształtnikami rowania produkowaną i zużywaną ilością dzie o dużym potencjale, które może wy- energoelektronicznymi – napędów o re- energii elektrycznej. Nowe modele wyko- wrzeć znaczący wpływ na działania ope- gulowanej prędkości (ang. V ariable Speed rzystują nie tylko osiągnięcia techniki, jak ratorów, a tym samym na oblicza rynków Drives VSD). AMI czy VSD, ale w znaczącej mierze opie- energii. Pamiętać jednak należy, że choć Artykuł [11] przedstawia szczegółową rają się na mechanizmach finansowych przystąpienie do mechanizmu DSR jest analizę porównawczą cen rynków dnia bie- i rynkowych. Szczególnie uważnie należy dobrowolne dla dużych odbiorców końco- żącego i następnego w latach 2003 - 2013 się przypatrywać mechanizmowi DSR, któ- wych (lub odbiorców agregowanych), to na Europejskiej Giełdzie Energii (ang. Eu- ry, w perspektywie nieopłacalności stoso- jednak po deklaracji uczestnictwa w DSR, ropean Energy Exchange EEX). Drugi co wania magazynów energii, stanowi istotne redukcja generowanej lub pobieranej do wielkości rynek europejski Nord Pool, źródło regulowania zapotrzebowania na mocy jest obowiązkowa. obejmujący region krajów skandynaw- moc strony popytowej. W ramach sesji przedstawionych zo- skich, nie był analizowany. W pierwszej stało 7 artykułów, które dotyczyły dwóch części artykułu przeanalizowany został podstawowych zagadnień: doświadczeń innowacyjny system taryf dla małych od- Integracja odnawialnych krajów, które wprowadziły mechanizm DSR biorców domowych – Phelix, działający na źródeł energii z punktu widzenia (Australia, Korea Południowa, Niemcy, Taj- rynku energii dnia następnego. Następnie rynku energii landia, Irlandia) oraz innowacji mechanizmu przeanalizowano rynek transakcji natych- DSR wprowadzanych w Egipcie, Hiszpanii miastowych w latach 2007 - 2009. Okazało Odnawialne źródła energii (OZE) mają i Korei. Najciekawsze doświadczenia tych się, że na giełdach energii cena jednostki ogromny potencjał w spełnianiu założeń krajów zostały krótko opisane. energii potrafi osiągać wartość ujemną, zdywersyfikowanego mixu energetyczne- W Australii, pomimo odnotowanego gdy występuje znaczna nadwyżka energii go, a także pozwalają na uniezależnienie wzrostu gospodarczego, nastąpił zauwa- wygenerowanej przez OZE. W tej sytuacji się od paliw kopalnych i redukcję wytwa- żalny spadek popytu na energię elek- nie opłaca się produkować energii elek- rzania gazów cieplarnianych w sektorze tryczną [9]. Obniżenie popytu ma związek trycznej, gdyż za wyprodukowaną nad- energetycznym. Spośród wielu rodzajów z podwojeniem się cen energii dla użyt- wyżkę należy zapłacić. Spread, rozumiany OZE największy wzrost notują źródła nie- kowników końcowych. Obniżenie popytu jako różnica ceny energii w trakcie dnia spokojne, jakimi są elektrownie wiatrowe na energię elektryczną bynajmniej nie i w nocy, jest znaczący, gdyż ceny w nocy i fotowoltaiczne. Lawinowe rozpowszech- oznacza zmniejszenia sumarycznej ilości są zdecydowanie niższe od energii w trak- nianie się OZE w systemie elektroenerge- wytwarzanej energii. Autorzy wymienia- cie dnia, co wynika z konieczności urucha- tycznym jest w największej mierze efektem ją główne, zależne od siebie przyczyny miania konwencjonalnych źródeł energii, wprowadzenia korzystnych dla OZE regu- obniżenia popytu, takie jak: lawinowe podczas gdy nie pracują panele fotowolta- lacji finansowo-prawnych, takich jak: sys- zainteresowanie energetyką obywatel- iczne, a niespokojne elektrownie wiatrowe tem taryf gwarantowanych (ang. feed-in ta- ską (panele fotowoltaiczne instalowane pracują z większą wydajnością. riffs), zielone certyfikaty czy aukcje energii na dachach budynków) czy programy Artykuł [12] przedstawia wyniki wdraża- pochodzącej ze źródeł odnawialnych. wsparcia dla energetyki prosumenckiej. nia pilotażowego programu Perfila w Hisz- Stale zwiększająca się liczba OZE Doprowadziło to do sytuacji, w jakiej panii. Projekt ma na celu poprawę profilo- przyłączanych do sieci wymusiła nie tylko energia, dotąd pobierana z sieci prze- wania obciążenia i jest prowadzony przez znaczące zmiany w systemie elektroener- syłowych czy dystrybucyjnych, została hiszpańskiego operatora sieci przesyłowej getycznym, ale także na rynku energii, zastąpiona energią produkowaną u od- REE (hiszp. Red Eléctrica de España) we takie jak: konieczność utrzymywania w go- biorców końcowych w mikroinstalacjach, współpracy ze wszystkimi operatorami towości bloków konwencjonalnych źródeł a zużycie nośnika, jakim są wymienione hiszpańskiego systemu dystrybucyjnego. energii, wzrost cen energii spowodowany sieci, znacząco zmalało. Projekt wykorzystuje pomiary z inteligent- wzrostem cen produkcji i inne.

strona 218 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Obszar tematyczny dotyczący integra- Referaty [14] “Facilitating Demand Side Response in the cji OZE i rynków energii, zaprezentowany Komitetu Studiów C5 Single Electricity Market”, Delaney, Ste- na 45. sesji CIGRE, dotyczy wpływu ma- vens, Power (Ireland/Northern Ireland). gazynów energii i OZE na system elek- [1] C5-101. Multilateral Remedial Actions and [15] “The Efficiency Pricing Mechanism on troenergetyczny, a także wprowadzania the proposal for the cost sharing among Tariff Structure in Thailand”, Teetong (Thailand). modeli rynkowych biorących pod uwagę European Transmission System Operators [16] “Realization of Demand Response Reso- źródła niespokojne. (TSOs): lessons learnt from the 25.03.2013 (case study), M. Vukasovic (Austria), Z. Vu- urces Using Enabling Technologies and Artykuł [17] przedstawia krótki opis jasinovic (Serbia). the Improvement of CBL in the Korean obecnie stosowanych rozwiązań magazy- [2] C5-102. Governance, Policy Develop- Electricity Market”, Cho, Jeong, Yoon nów energii, takich jak elektrownie szczy- ment and Implementation within the Au- (Korea). towo-pompowe, baterie czy technologia stralian National Electricity Market (NE- [17] Storage as a catalyst for increasing the koła zamachowego. Co więcej, w artykule M),T. Baker, I. Rose, P. Gall, B. Clark, R. technical and economic value of electrici- można znaleźć propozycję przyjęcia za- Korte (Australia). ty generation and networks, G. Thorpe, N. sad oceny magazynów energii w kontek- [3] C5-103. Market development and gene- Ertugrul (Australia). ście uzyskania spodziewanych korzyści ration expansion: required interaction, X. [18] Challenges and measures to integrate ekonomicznych wynikających z zainsta- Vieira, M.-V. Pereira, M. Vieira, A. Oliveira, wind generation in both Brazilian power system and electricity market, S.J.N. lowania magazynu w sieci elektroenerge- L.A. Barroso (Brazil). Cisneiros, F.M.C. Ferreira, D.N. Silva tycznej. [4] C5-104. Analysis of the Croatian model for settlement of Electricity Imbalances and its (Brazil). W artykule [20] przedstawiona jest in- possible improvements, I. Stritof, M. Skok [19] Lessons learned from the auction-based nowacyjna koncepcja hybrydowego ma- (Croatia). approach to integrate wind generation in gazynu energii, polegająca na połączeniu [5] C5-106. Implementation of point of con- the Brazilian electricity market, G. Cunha, elektrowni szczytowo-pompowej z elek- nection tariff in India, S.K. Soonee, V.K. L.A. Barroso, B. Bezerra (Brazil). trownią fotowoltaiczną i wiatrową. Projekt Barbanpa, M. Joshi, V. Bhardwaj (India). [20] Research on HPWS power control strate- był realizowany w Chinach, w prowincji [6] C5-107. Governance of European day- gies and market mechanism, R. Sun, G. Hebei, przez operatorów systemów dystry- -ahead and intraday market coupling, M. Shi, S. Ma, J. Liang (China). bucyjnych. Lehtonen (Finland), A. Claxton (The Ne- [21] Performance study of deregulated power Artykuły [18] i [19] opisują rynek ener- therlands), A. Lopez-Nicolas (Belgium), S. system networks supported by renewable energy resources, M.M. Abouelsaad, gii w Brazylii w kontekście wzrastającej Kaiser (Austria), M. Supponen (Belgium). A.F. Bendary, M.H. Zaki, Abd El-Maksoud liczby farm wiatrowych. Przedstawione [7] C5-108. Convergence of Prices and Effi- ciency of Day-Ahead Markets, B. Rajara- (Egypt). są nowe strategie i procedury wdrażania man, B. Vesovic (USA). [22] Market integration and storage resources energii z niespokojnych źródeł do rynku [8] C5-109. Japanese market reform with in- optimization to mitigate the risks of “over energii, której ilość, wedługg prognoz, ter-regional operation, complete retail libe- generation” from not programmable RES: zwiększy się dziewięciokrotnie w latach ralization and unbundling of the transmis- the Italian prospective, E. Elia, P. Porto- 2009-2016. sion and distribution sector, H. Asano, H. ghese, G. Sommantico, M. Cabano, B. W pozostałych artykułach przedsta- Okamoto, A. Yokoyama (Japan). Cova, A. Venturini (Italy). [23] A forward capacity market as a necessary wione są rozwiązania rynkowe dotyczące [9] C5-110. Competition and regulation in the condition for integrating renewable Reso- rozpowszechniania OZE w takich krajach, Mexican power market, E. Arriola (Mexico). urces, P. Sotkiewicz, G. Helm, M. Abdur- jak Włochy, Japonia i Meksyk. [10] “Falling Demand – A Paradigm Shift for -Rahman (USA). Podsumowując sesję „Integracja odna- the Australian National Electricity Market”, [24] Market evolution for RES integration in the wialnych źródeł energii z punktu widzenia Bowker, Cruickshank, Dudley, Eggleston, US and Europe - J. Smith, M. Ahlstrom, J. Francisco, Mulhern, Swift (Australia). rynku energii” stwierdzić można, iż okres Dumas, P. Eriksen, J. O’Sullivan, P. Sotkie- [11] “Demand Side Management Programs for rozkwitu OZE jeszcze się nie skończył. ‐ wicz (USA). Industrial Sector – Case Study: Energy Sa- Wciąż powstają nowe instalacje, które zna- [25] Impacts of variable renewable energy ving in Petroleum Pipeline Co.”, Bendary, cząco oddziałują nie tylko na zasady dzia- source integration into a power system Mahmoud, Ahmed (Egypt). łania sieci elektroenergetycznej, ale i na operation and implications to the Japan’s [12] “Development of Stock Exchange Prices oblicza rynków energii. Warto zauważyć, future power market, K. Ogimoto, Y. Uda- – Consequences for Innovative Electricity że technologia magazynów energii nie jest gawa, T. Ikegami, K. Furusawa, H. Asano Tariffs in the German Residential Market”, na tyle dojrzała, aby można było ją wpro- (Japan). Gerblinger, Finkel, Witzman, Wieser (Ger- wadzać jako standard do systemu elektro- [26] Wind power grid integration and cross-bor- many). der export in Mexico, M.A. Avila Rosales energetycznego. Ciągle trwają prace nad [13] “PERFILA Project”, Molto, Ordiales, Rodri- (Mexico). udoskonaleniem technologii, a także nad guez, Perez, Ruiz, Martin, Chaves, San- zwiększeniem jej opłacalności. chez, Pizones, Bujosa, Jubany (Spain). CIGRE

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 219 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Andrzej Kąkol Instytut Energetyki, Oddział Gdańsk

Systemy rozdzielcze i wytwarzanie rozproszone – Komitet Studiów C6

Distribution Systems and Dispersed Generation – Study Committee C6

Sesja plenarna Komitetu Studiów C6 i średnich napięć jest obserwowany wzrost kosztów inwestycyjnych. Do wyznaczenia obejmowała trzy tematy preferowane: wpływu tej generacji na warunki pracy sys- optymalnych kierunków rozbudowy sieci • Planowanie rozwoju sieci dystrybu- temu przesyłowego. W rezultacie, w miarę elektroenergetycznej wykorzystano algo- cyjnej z wysokim udziałem generacji wzrostu udziału generacji rozproszonej rytmy GDMOE oraz NTO. Pierwszy algo- rozproszonej i nowymi odbiorcami1). w bilansie systemu elektroenergetycznego, rytm jest przykładem wykorzystania metod • Sterowanie pracą (aktywnej) sieci niezbędne będzie wprowadzenie koniecz- programowania dynamicznego z zastoso- dystrybucyjnej z udziałem generacji ności świadczenia usług systemowych waniem systemów GIS (Geographical In- rozproszonej 2). przez generację rozproszoną, której praca formation System) do optymalizacji zbioru • Nowa rola i usługi systemowe świad- będzie zarządzana z poziomu OSD. inwestycji sieciowych w zakresie budowy czone przez sieci dystrybucyjne na nowych połączeń, modernizacji istnieją- potrzeby operatora sieci przesyło- cych elementów z uwzględnieniem kosz- wej 3). Panel 1 tów inwestycji i ograniczeń środowisko- Publikacje zgłoszone na ostatnią se- wych. Drugi algorytm (Network Topology sję prezentują dobrze znane problemy wy- Panel 1 miał być poświęcony plano- Optimizer) jest wykorzystywany do opty- nikające z masowego i, w przypadku sieci waniu rozwoju sieci dystrybucyjnych przy malizacji układu pracy sieci elektroener- niskich napięć, niekontrolowanego przy- uwzględnieniu generacji rozproszonej. getycznej dla przyjętej struktury przy zało- łączania źródeł DER do sieci dystrybucyj- Zgłoszone referaty odbiegały od założo- żeniu zachowania układu promieniowego nej. Rozwiązaniem powstałych problemów nego tematu i często dotyczyły zagadnień pracy. Pomiędzy obydwoma algorytmami mają być aktywne systemy sterowania poruszanych w Panelu 2. Wyjątkiem jest zastosowano dwukierunkową wymianę da- pracą sieci oraz magazyny energii. Pu- publikacja [5], która jest poświęcona pla- nych. Opracowana metodyka uwzględnia blikacje koncentrują się na poszukiwaniu nowaniu rozwoju sieci SN. dane historyczne o częstości występowa- nowych, efektywnych metod planowania Prezentowana w [5] metodyka stanowi nia awarii, dane statystyczne o awaryjno- i prowadzenia ruchu sieci oraz prezentują rozwinięcie standardowych metod plano- ści poszczególnych elementów, czynniki instalacje pilotażowe i projekty demonstra- wania i rozwoju sieci elektroenergetycznej. środowiskowe i wpływ warunków pracy na cyjne realizowane w celu praktycznej wery- Zakres analiz, których celem jest opraco- poziom zawodności. fikacji rozwiązań opracowanych w pracach wanie planów rozbudowy i modernizacja Pozostałe referaty zgłoszone na Pa- studialnych. Wraz ze wzrostem udziału sieci dystrybucyjnej, został uzupełniony nel 1 opisują wpływ elementów aktywnych generacji rozproszonej w sieciach niskich o analizy (optymalnego) rozmieszczenia na pracę sieci dystrybucyjnej lub wykorzy- urządzeń pomiarowych i łączników zdalnie stanie elementów aktywnych do poprawy sterowalnych. W rezultacie ulega zwięk- warunków pracy sieci dystrybucyjnej. Pra- 1) ang. Design of distribution networks with high pe- szeniu stopień obserwowalności i automa- ce analityczne poświęcone wymienionym netration of DER and new loads tyzacji sieci. Celem rozbudowy sieci jest zagadnieniom są realizowane przez insty- 2) ang. Operation and control of active distribution networks and dispersed generation uzyskanie możliwości rezerwowego zasi- tucje międzynarodowe przy wykorzystaniu 3) ang. New roles and services of distribution sys- lania dla jak największej liczby elementów odmiennych programów narzędziowych. tems for transmission system operation sieci dystrybucyjnej przy uwzględnieniu W rezultacie wymiana doświadczeń i moż-

strona 220 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

liwości weryfikowania rezultatów badań są Zaprezentowany materiał został ograni- • wskazania bieżącej topologii sieci ni- ograniczone. W związku z tym w [3] zo- czony do sposobu wyznaczenia optymal- skich napięć, stała zaprezentowana propozycja modelu nego miejsca przyłączenia źródła (źródeł) • przypisania odbiorców z przyłączem referencyjnego przeznaczonego do mo- generacji rozproszonej o następujących jednofazowym do odpowiedniej fazy, delowania źródeł rozproszonych. Okazuje konfiguracjach: 1 × 1,6 MW, 2 × 0,8 MW • wyznaczenia wartości średnich i maksy- się, że stopień skomplikowania modelu i 3 × 0,53 MW. malnych prądów i napięć. referencyjnego wpływa na czas trwania sy- Autorzy [6] opisują koncepcję wyko- Zaproponowane metody zostały pod- mulacji, co w przypadku analiz dla dużego rzystania źródeł DER do zminimalizowa- dane testom w sieci niskiego napięcia, obszaru sieci dystrybucyjnej z wysokim po- nia negatywnego wpływu tych źródeł na w której na 13 obwodach zainstalowano ziomem nasycenia źródłami DER prowadzi parametry pracy sieci. Zaprezentowano 688 inteligentnych liczników. Testy obiek- do istotnego wydłużenia czasu symulacji. koncepcję a) automatyki odciążającej linie towe przebiegły pomyślnie, a zastosowa- Autorzy zaproponowali wprowadzenie SN, b) automatyki odciążającej transfor- ne algorytmy pozwoliły m.in. zidentyfiko- trzech kategorii modeli obliczeniowych mator WN/SN oraz c) automatyki obniża- wać błędy w systemie informatycznym przeznaczonych do wykorzystania w anali- jącej napięcie. Działanie zastosowanych operatora. zach zjawisk w trzech skalach czasowych. metod zostało zweryfikowane na modelu Publikacje [1], [2], [8] i [10] zostały Przy czym dla zjawisk wolnozmiennych sieci elektroenergetycznej Moskwy. Praca omówione w Panelu 2, razem z pozosta- wyróżnione zostały trzy modele różniące została ograniczona do źródeł typu gene- łymi publikacjami o zbieżnej tematyce. Re- się dokładnością odwzorowania obiektu. ratory synchroniczne i generatory diesel, ferat zgłoszony z numerem [9] nie został W rezultacie, wyróżnione zostały modele ponieważ nasycenie źródłami tego typu opublikowany. do analizy: jest największe w tej części Rosji. • szybkich stanów przejściowych o cza- Publikacja [7] dotyczy sieci niskiego na- sie trwania 100 µs - 100 ms, pięcia. Z powodu niskiej obserwowalności Panel 2 • zjawisk wolnozmiennych o czasie trwa- sieci niskich napięć, liczba publikacji doty- nia (trzy modele): krótkim (100 ms - 1 s), czących tej sieci jest ograniczona (w po- Referaty zgłoszone na Panel 2 doty- średnim (1 s - 1 min) i długim (1 s - 1 min), równaniu z publikacjami dotyczącymi sieci czą pracy i prowadzenia ruchu sieci dys- • quasi-statycznych o czasie trwania dłuż- SN). W związku z coraz powszechniejszą trybucyjnej. Publikacje opisują zagrożenia szym niż 10 s. instalacją przydomowych paneli PV oraz dla bezpieczeństwa sieci dystrybucyjnej Przykładowy szkielet modelu źródła przydomowych elektrociepłowni CHP, stwarzane przez generację rozproszoną, generacji rozproszonej do modelowania w sieci niskich napięć będą obserwowane w szczególności panele PV. Część refera- zjawisk szybkozmiennych został zaprezen- problemy związane z niekontrolowanymi tów porusza problem samochodów elek- towany na rysunku 1a, natomiast na rysun- zmianami warunków pracy sieci. Jedno- trycznych jako nowy typ obiektu w sieci ku 1b pokazano model do analizy zjawisk cześnie upowszechnienie liczników AMI in- elektroenergetycznej. Oprócz opisu zagro- quasi-statycznych. stalowanych u odbiorców końcowych oraz żeń, autorzy publikacji wskazują potencjal- Publikacja [4] opisuje metodykę wyzna- wykorzystanie standardu PRIME zwiększa ne rozwiązania zmierzające do rozwiązania czania optymalnego miejsca przyłączenia poziom obserwowalności sieci niskich na- tychże problemów. Osobnym zagadnie- źródeł DER do sieci SN. Celem optymali- pięć. Autorzy prezentują metody wykorzy- niem jest wykorzystanie magazynów ener- zacji jest minimalizacja strat energii elek- stania liczników AMI i komunikacji metodą gii do poprawy parametrów pracy sieci trycznej i poprawa profilu napięciowego. PRIME do: dystrybucyjnej średnich i niskich napięć.

a) Power DC Grid Converter Inverter Grid Source Link Interface b)

Power Converter, Converter Control, Converter Inverter DC Link, Inverter, Inverter Grid Control Control Source Control, Grid Interface Zero/First/ Grid Second Order Grid Dynamic

Regulator Regulator + + Modulator Modulator

Rys. 1. Szkielet modelu źródła rozproszonego do symulacji: a) zjawisk szybkich, b) zjawisk wolnozmiennych

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 221 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Problem niekontrolowanego podłącza- Na potrzeby realizacji zadań określo- przeprowadzenie prób wydzielenia wyspy nia do sieci samochodów elektrycznych jest nych w a) zdefiniowano mechanizm mający oraz ponownej synchronizacji i przejścia omawiany w publikacjach [2], [11] i [15]. zachęcić użytkowników samochodów elek- do pracy synchronicznej z całym syste- W pracy [2] autorzy dokonali analizy da- trycznych do udostępnienia energii zgro- mem elektroenergetycznym. W obydwu nych statystycznych zaludnienia, mobilności madzonej w akumulatorach samochodów konfiguracjach pracy jest możliwe symulo- oraz zabudowy na terenie 18 dystryktów elektrycznych do zasilania sieci w zde - wanie operacji łączeniowych i aplikowanie w północnej Austrii. Przyjęto, że każdy z dys- wanych okresach [11]. Z kolei w [15] wyko- aplikowania zapadów napięcia. tryktów stanowi jednocześnie mikrosieć, któ- rzystano koncepcję VPP do zarządzania Autorzy [12] i [26] potwierdzają wystę- rej zadaniem jest praca optymalna (zgodnie procesem ładowania aut elektrycznych. Na powanie problemu napięciowego spowo- z koncepcją prezentowaną w projekcie G[e] podstawie analizy stanu pracy sieci dystry- dowanego dużym nasyceniem źródeł PV oGreen). Wyniki analizy zostały wykorzysta- bucyjnej oraz prognozy zapotrzebowania w sieci elektroenergetycznej. ne do oceny wpływu masowego ładowania i generacji są sygnalizowane następujące W [12] autorzy testują skuteczność za- akumulatorów w samochodach elektrycz- stany: brak ograniczeń w ładowaniu aut stosowania transformatorów SN/nn z regu- nych na warunki pracy sieci elektroenerge- elektrycznych bądź ograniczenia w poten- lacją przekładni pod obciążeniem, obiektów tycznej. Autorzy wnioskują, że w godzinach cjalnym ładowaniu aut. W zależności od STATCOM oraz magazynów energii w celu południowych i popołudniowych zainsta- aktualnego stanu pracy sieci są dostępne uzyskania pożądanego profilu napięć w sie- lowane na tym obszarze panele PV będą trzy strategie ładowania auta różniące się ci niskiego napięcia. Analogiczne anali- w stanie pokryć wzrost zapotrzebowania czasem i szybkością ładowania. Oprócz zy zostały przeprowadzone w [26], gdzie spowodowany niekontrolowanym ładowa- tego użytkownik (czyli kierowca auta) ma zweryfikowano skuteczność zastosowania niem samochodów elektrycznych. Natomiast możliwość zdefiniowania aktualnego zapo- SVC i regulacji napięcia z wykorzystaniem w pozostałych godzinach zainstalowana trzebowania na ładowanie auta. tyrystorowego przełącznika zaczepów. Wy- generacja rozproszona nie będzie w stanie Koncepcja opisana w [15] została prze- konane analizy stanowią wstęp do projek- pokryć wzrostu zapotrzebowania. Wnioski testowana w rzeczywistych warunkach tu pilotażowego w Kansai (wyspa Honsiu, te, w połączeniu z wynikami analizy mobilno- z wykorzystaniem 46 aut elektrycznych od Japonia). Celem projektu pilotażowego jest ści społeczeństwa, pozwalają autorom po- siedmiu producentów. opracowanie nowych algorytmów regulacji stawić następującą tezę: jest możliwe takie Kolejne publikacje prezentują doświad- napięcia w sieci dystrybucyjnej. zaplanowanie prowadzenia ruchu sieci, aby czenia z realizacji projektów pilotażowych Kolejne prace prezentują: przy typowym sposobie wykorzystania aut w zakresie: • analizy warunków przyłączenia wydawa- elektrycznych nie wprowadzać zagrożeń dla • regulacji napięć w sieci niskiego napię- nych w Brazylii w zakresie sposobu przy- pracy sieci elektroenergetycznej. Rozwinię- cia z wysokim udziałem paneli PV [10], łączenia, sterowania źródłem rozproszo- cie tego stwierdzenia zostało opisane w ko- • przygotowania stanowiska do przepro- nym i stosowanych zabezpieczeń [13]; lejnych publikacjach. wadzania testów obiektowych źródeł • fragmenty poradnika IEEE – projekt W pracach [11] i [15] aspekty społecz- wytwórczych wraz z układami sterowa- P1854 zatytułowany: Smart Distribution ne, takie jak zaludnienie, gęstość zabudo- nia [1], Application Guide [25], wy informacje o mobilności społeczeństwa • wykorzystania instalacji PV do kształto- • zastosowanie wybranych algorytmów i czas spędzony na codziennych dojazdach wania napięć w sieci elektroenergetycz- obliczeniowych do optymalizacji rozpły- na trasie dom-praca-dom zostały poddane nej [12] i [26]. wu [23], analizie. Zgromadzone dane statystyczne Pozycja [10] opisuje doświadczenia • wykorzystanie komunikacji radiowej zostały wykorzystane do oszacowania roz- z realizacji projektu pilotażowego MetaPV. do zmiany nastaw w celu uzyskania ko- kładu prawdopodobieństwa stopnia rozła- W projekcie zainstalowano 85 przydomo- ordynacji działania zabezpieczeń w sie- dowania akumulatorów w samochodach wych źródeł PV w rejonie Lomar (Belgia). ci po zmianie konfiguracji tej sieci oraz elektrycznych. Otrzymane wyniki posłużyły Następnie zweryfikowano skuteczność do- wykrywania obszarów odizolowanych do opracowania algorytmów: stępnych rozwiązań w zakresie sterowania (praca wyspowa) [24], a) wykorzystania energii zgromadzonej i regulacji w celu uzyskania pożądanego • porównanie aktywnego i pasywnego w akumulatorach samochodów elek- profilu napięciowego w sieci niskiego na- zarządzania siecią dystrybucyjną [18]. trycznych do kształtowania profilu zapo- pięcia z wykorzystaniem paneli PV. Z kolei Ostatnia publikacja wskazuje ogól- trzebowania sieci elektroenergetycznej w [1] omówiono instalację wykonaną na ne wytyczne do prowadzenia wybranych w celu optymalizacji kosztów w krótkim fragmencie sieci SN. Prezentowana insta- czynności, jak planowanie rozwoju, plano- horyzoncie czasowym [11], lacja umożliwia podłączenie do sieci elek- wanie prowadzenia ruchu i prowadzenie b) kolejkowania aut elektrycznych z uwzględ- troenergetycznej SN obiektów prototypo- ruchu w sieci aktywnej i pasywnej. Autorzy nieniem priorytetów do ładowania w zależ- wych na potrzeby weryfikacji skuteczności sygnalizują: a) konieczność wprowadze- ności od stopnia rozładowania akumulato- działania zastosowanych algorytmów ste- nia możliwości redukcji poziomu generacji ra i bieżących potrzeb użytkownika [15]. rowania. Instalacja prototypowa umożliwia mocy czynnej źródła DER, jako polecenie

strona 222 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

stosowane w ostateczności oraz b) zacie- Celem projektu IGREENGrid [27] jest Na podstawie przeprowadzonych te- śnienie współpracy pomiędzy OSP i OSD wykorzystanie danych z systemu zarzą- stów autorzy sformułowali następujący w zakresie uzgadniania i wydawania wadzania dystrybucją (DMS) oraz pomiarów wniosek: prognoza zapotrzebowania i ge- runków przyłączenia. z inteligentnych liczników do rozszerzenia neracji w połączeniu z estymacją stanu Kolejna grupa publikacji opisuje zało- funkcjonalności tegoż DMS-u. Na podsta- pracy sieci SN i nn są niezbędnymi ele- żenia, implementacje lub wnioski z reali- wie dostępnych pomiarów, prognozy gene- mentami do realizacji zaawansowanych zacji projektów demonstracyjnych i pilo- racji i zapotrzebowania jest opracowywana funkcjonalności w systemach zarządzania tażowych. prognoza stanu pracy sieci na każdą go- dystrybucją, np. do identyfikacji potencjal- W projekcie demonstracyjnym Price- dzinę doby następnej. Następnie są prze- nych zagrożeń i ograniczeń w pracy sieci Gen [17] wykorzystano dane pomiarowe prowadzane analizy rozpływowe w celu dystrybucyjnej. z inteligentnych liczników do realizacji wyznaczenia rozkładów napięć i obciążeń W [20] opisano założenia do realiza- funkcji bilansowania mikrosieci. W tym w sieci, z uwzględnieniem prawdopodo- cji projektu demonstracyjnego Grid4EU, celu został opracowany algorytm estymacji bieństwa wystąpienia danego stanu oraz który wystartował w 2011 r. Głównym ce- stanu pracy sieci, który wykorzystuje pro- błędów w prognozie. W rezultacie uzyskuje lem projektu jest implementacja nadrzęd- gnozę zapotrzebowania, prognozę gene- się zbiór rozwiązań: obciążeń i poziomów nego systemu sterowania, który zwiększy racji oraz dane historyczne. W algorytmie napięć w funkcji gęstości prawdopodo- potencjał sieci dystrybucyjnej do przyłą- uwzględniono możliwość wystąpienia sy- bieństwa. czenia nowych źródeł energii rozproszo- tuacji, w której obserwowalność sieci jest Zastosowanie analiz statystycznych do nej. Instalacja pilotażowa objęła 20 linii ograniczona. Rezultatem działania algo- analizy pracy sieci dystrybucyjnej zostało SN z ponad 100 rozdzielnicami SN/nn. rytmu jest prognoza warunków pracy sie- zaprezentowane również w [22]. Zdaniem Na testowym obszarze jest przyłączona ci elektroenergetycznej w funkcji gęstości autorów, prezentowana metoda umożliwia generacja rozproszona o mocy suma- prawdopodobieństwa. przeprowadzenie bieżącej optymalizacji rycznej 5 MW. Przewiduje się wykonanie Wdrożone funkcjonalności umożliwiają pracy sieci dystrybucyjnej podczas pracy testów weryfikujących następujące funk- identyfikację nielegalnych przyłączeń, es- w trybie czasu rzeczywistego. W samej cjonalności: tymację topologii sieci, identyfikację błęd- publikacji autorzy skupili się na prezenta- • regulacja napięcia i sterowanie przepły- nych pomiarów. cji metodyki szacowania dostępnej mocy wem mocy w sieci SN, W projekcie Flexible Plug & Play [21], przyłączeniowej na wskazanym obszarze • detekcja pracy wyspowej i odłączenie zostały wdrożone algorytmy umożliwiają- sieci dystrybucyjnej. źródeł wytwórczych pracujących na ce przyłączanie źródeł rozproszonych do W [16] zaprezentowane zostały do- sieć wydzieloną, sieci elektroenergetycznej, w której są już świadczenia z wykorzystania instalacji • wykorzystanie magazynów energii do obserwowane zagrożenia dla pracy sieci pilotażowych RiesLing (Niemcy) i InovGrid optymalizacji pracy sieci, spowodowane przyłączoną generacją roz- (Portugalia). Obydwie instalacje pilotażo- • zarządzanie pracą generacji rozpro- proszoną. Projekt ten jest realizowany na we zostały wykorzystane do weryfikacji szonej. obszarze 700 km2 we wschodniej Anglii od wniosków i algorytmów sterowania opra- Zgodnie z założeniami, system będzie stycznia 2014 r. Na tym obszarze są przy- cowanych podczas realizacji prac stu- aktywowany: łączone źródła rozproszone o łącznej mocy dialnych realizowanych m.in. w ramach • po 15 minutach bezczynności, 121 MW. Pomimo występujących zagro- projektu suSTAINABLE. Przeprowadzone • po przekroczeniu wartości kryterialnych żeń przewiduje się przyłączenie kolejnych testy dotyczyły: zdefiniowanych parametrów (poziom 200 MW. Wdrożone funkcjonalności to: • rekonfiguracji sieci po wystąpieniu napięcia, wartość obciążenia), • regulacja przekładnią transformatora zwarcia, • po zmianie konfiguracji sieci. z zastosowaniem przesuwnika fazowego • monitoringu stanu pracy sieci, weryfikacji Testy laboratoryjne systemu zosta- (przy pracy w układzie zamkniętym), obciążeń i optymalizacji warunków pracy, ły przeprowadzone w 2013 r., natomiast • uwzględnienie dynamicznych zmian ob- • regulacji napięcia w SN z wykorzysta- w roku 2014 było planowane uruchomienie ciążalności dopuszczalnej linii, niem transformatora WN/SN przy zasto- projektu. • automatyczna regulacji napięcia, sowaniu pomiarów z głębi sieci SN, Tematem przewodnim kolejnych trzech • gromadzenie i akwizycja danych z ter- • regulacji napięcia w sieci niskiego na- publikacji jest instalacja i wykorzystanie minali, pięcia z wykorzystaniem energoelek- magazynów energii. • sterowanie pracą generacji rozproszonej. troniki, W [8] jest prezentowana koncepcja Zastosowanie wymienionych funkcjo- • identyfikacji ograniczeń na podstawie wykorzystania magazynów energii do mi- nalności umożliwiło wydanie warunków prognozy generacji i zapotrzebowania, nimalizowania szybkich zmian poziomu przyłączenia do sieci 33 kV, 11 kV i niskie- • procedur zapobiegania wystąpieniom generacji mocy czynnej z paneli PV. Auto- go napięcia dla sześciu źródeł wytwór- ograniczeń sieciowych przez zastoso- rzy zakładają, że zastosowanie magazynu czych o łącznej mocy 21 MW. wanie prewencyjnej rekonfiguracji sieci. energii o pożądanej wydajności będzie

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 223 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

zabiegiem kosztownym w porównaniu Panel 3 Wnioski z potencjalnymi korzyściami. W zastęp- stwie zaproponowali rozwiązanie w postaci Na Panel 3 zostały zgłoszone dwie Tematy preferowane 1 i 2 dotyczą pla- instalacji i pracy skoordynowanej przy- publikacje. Autorzy [29] opisują realizację nowania rozwoju i pracy oraz zarządzania domowej pompy ciepła CHP i magazy- projektu NiceGrid, który jest jednym z sze- pracą sieci dystrybucyjnej z dużym nasy- nu energii. W takiej konfiguracji magazyn ściu projektów uruchomionych w ramach ceniem generacji rozproszonej. Zakłada energii jest wykorzystywany do wygła- inicjatywy GRID4EU. W publikacji zapre- się, że źródła generacji rozproszonej będą dzenia szybkich zmian poziomu generacji zentowano koncepcję skoordynowane- traktowane jak obiekty aktywne z możliwo- mocy czynnej z panelu PV, podczas gdy go zarządzania zapotrzebowaniem wraz ścią regulacji mocy biernej, natomiast moż- CHP – do kształtowania profilu obciążenia z możliwością redukcji zapotrzebowania liwość regulacji mocy czynnej będzie ogra- w dłuższym (np. godzinowym) horyzoncie na polecenie operatora sieci przesyłowej niczona z powodu źródła energii pierwotnej czasowym. Po zastosowaniu odpowiednie- (OSP). Przewiduje się, że polecenie re- w postaci wiatru i słońca. Niewykorzystana go algorytmu sterowania uzyskane rezulta- dukcji będzie wykorzystywane przez OSP energia wiatru i słońca jest bezpowrotnie ty są porównywalne z konfiguracjami z po- w celu ochrony systemu elektroenerge- tracona. Zdolności źródeł rozproszonych do jedynczym magazynem energii. Działanie tycznego. regulacji mocy czynnej mogą być rozsze- algorytmu zostało sprawdzone w Symu- Praktyczne wykorzystanie opisanej rzone przy założeniu instalacji magazynów latorze Sieci Smart Grid z zastosowaniem funkcjonalności wymaga jej wdrożenia na energii, których bieżący tryb pracy (ładowa- skali 1/1000. odpowiednio dużym obszarze sieci wraz nie i rozładowanie) może być dostosowany Publikacja [28] prezentuje doświadcze- z implementacją odpowiedniego systemu do warunków panujących w sieci. Przy zania z instalacji magazynu energii o mocy sterowania. W związku z tym, zaprezen- stosowaniu stosownych algorytmów stero- znamionowej 1 MW i pojemności 1 MWh towano hierarchiczny system zarządzania wania, magazyn energii może być wyko- w Korei Południowej. Magazyn energii zo- pracą sieci elektroenergetyczną i stero- rzystany do realizacji funkcji niedostępnych stał wykorzystany do kształtowania profilu wania zapotrzebowaniem. Pierwsze te- źródłom rozproszonym. obciążenia. Testy były przeprowadzane sty algorytmu były przeprowadzone zimą Cześć referatów porusza temat sa- w okresie jednego roku. Zarządzanie pra- 2014 r. mochodów elektrycznych, traktując je cą magazynu energii doprowadziło do Publikacja [30] opisuje doświadczenia jako nowy typ odbioru, który cechuje zmniejszenia wartości szczytowych zapo- z pracy systemu dystrybucyjnego z du- się zmiennością zarówno w czasie jak trzebowania o ok. 300 kW, jednak na chwi- żym nasyceniem źródłami DER. Autorami i w przestrzeni. Autorzy proponują wyko- lę obecną koszt instalacji magazynu jest są m.in. pracownicy MITNETZ i 50 Hertz rzystanie samochodów elektrycznych jako na tyle duży, że inwestycja tego typu jest (odpowiednio: OSD i OSP) oraz instytucji źródła energii elektrycznej w tych stanach nieopłacalna. Prowadzone są dalsze testy, badawczej. sieci, w których jest to niezbędne, przy których celem jest weryfikacja żywotności Na opisywanym obszarze, obejmują- uwzględnieniu stochastycznych zacho- magazynu energii. cym sieć elektroenergetyczną spółki dys- wać użytkowników aut. W [19] opisano instalację z magazy- trybucyjnej, wartość mocy zainstalowa- Zaobserwowano zmniejszenie udzia- nem energii przyłączonym do sieci niskie- nej przekracza dwukrotnie wartość mocy łu generacji konwencjonalnej w bilansie go napięcia wraz z 30 odbiorcami (naj- szczytowej zapotrzebowania. W rezulta- elektroenergetycznym systemu z powodu większy o mocy do 100 kW). Opisywana cie jest obserwowany niedobór zdolności pracującej generacji rozproszonej. W re- instalacja pilotażowa stanowi element regulacyjnych napięcia w sieci dystrybu- zultacie ulegają ograniczeniu zdolności do większego projektu, w ramach którego cyjnej. Udostępniona przez źródła DER świadczenia usług systemowych przez ge- spółka dystrybucyjna Enel uruchomiła funkcjonalność w postaci regulacji mocy nerację konwencjonalną. Wobec rozwoju w 2014 r. trzy instalacje pilotażowe na te- biernej nie może być wykorzystana. Jest generacji rozproszonej jest konieczne wy- renie południowych Włoch. Instalacje pi- to spowodowane nieoptymalnymi warun- korzystanie źródeł generacji rozproszonej lotażowe obejmują instalację magazynów kami pracy – wartości zadanych dla ukła- do świadczenia usług systemowych. Te- energii o mocy znamionowej 1 - 2 MW dów regulacji napięcia. Autorzy publikacji mat ten był tematem przewodnim trzeciego i pojemności 1 - 2 MWh w sieci średniego postulują zwiększenie koordynacji działań panelu tematycznego. i niskiego napięcia. W ramach realizacji OSP i OSD w zakresie np. gospodarki projektu jest przewidywana weryfikacja mocą bierną. skuteczności wykorzystania magazynów Autorzy wskazują na konieczność Referaty Komitetu Studiów C6 energii do: optymalizacji warunków pracy dla całej • kształtowania profilu obciążenia, sieci elektroenergetycznej w celu opty- [1] C6-101. M. Ross, C. Abbey, Y. Brissette, • ograniczenia niestabilności źródeł DER, malnego wykorzystania dostępnych moż- G. Joos: Real-time microgrid control vali- • poprawy parametrów jakości napięcia, liwości regulacyjnych rozproszonych źró- dation on the Hydro-Québec distribution • korekcji współczynnika mocy. deł energii. test line.

strona 224 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

[2] C6-102. S. Übermasser, T. Leber, M. Stifter, [12] C6-202. A.G. Cameron, R. Yan, T. Saha, play low carbon networks: an open and F. Leimgruber, M. Meisel: Maximizing local A. Thomas: Impacts of photovoltaic power scalable active network management so- renewable energy consumption by shifting variability on power distribution networks lution for a faster and cheaper distributed flexible electrical loads in time and space. based on year-long data of a 1.22 MWp generation connections. [3] C6-103. F. Andrén, F. Lehfuss, P. Jonke, T. system. [22] C6-212. D.F. Frame, S. Huang, G.W. Ault: Strasser, E. Rikos, P. Kotsampopoulos, P. [13] C6-203. C.M. Luiz, E. Vincentini, R.D. Bar- Probabilistic operational envelopes for de- Moutis, F. Belloni, C. Sandroni, C. Tornelli, bosa, P.H.R.P. Gama, A.R. Aoki, T.V.M. mand response of new low carbon loads A. Villa, A. Krusteva, R. Stanev: DERri com- Neto: Comparative analysis of distributed on low voltage networks. mon reference model for distributed energy generation connection requirements in [23] C6-213. J.E. King, P.C. Taylor, S.C.E. Jupe: resources – Modelling schemes, reference Brazilian utilities. Performance evaluation of control algori- implementations and validation of results, [14] C6-204. R. Chen, X. Dong, S. Huang, thms for active distribution networks - the [4] C6-104. M.M. Abou el Saad, A.H. Younes, L. Yu, G. Cai, P. Li: Study on the cluster potential for algorithm selection. F. M. Bendary, A.S. Hassan Ali: Performan- control strategies of distributed energy re- [24] C6-214. M. Mynam, D. Finney: Leveraging ce analysis of electric distribution systems sources integrated to the local distribution radio communication to enable effective with distributed generation resources network. protection of distributed energy resources. [5] C6-105. R. J. Millar, E. Saarijärvi, M. Leh- [15] C6-205. B. Fenn, A. Doss, B.M. Buchholz, [25] C6-215. S. Bahramirad, M. Bollen, G. tonen, M. Degefa, M. Koivisto: Impact of V. Buehner, P. Franz, A. Hoffmann: Integra- Clark, M. Shahidehpour, J. Svachula, A. node specific load growth and microgrids tion of electric-cars into an existing virtual Khodaei, G. Simard: Smart distribution ap- on distribution network planning, power plant – Experiences from a lightho- plication guide – IEEE Project P1854. [6] C6-106. Yu.N. Kucherov, D.N. Yarosh, use project. [26] C6-216. K. Abe, Y. Matsuura, S. Kanja, Yu.G. Fedorov, Yu.A. Zeygarnik, A.Z. Zhuk, [16] C6-206. S. Kämpfer, P. G. Matos, C. Kör- T. Takano, R. Takahashi: Evaluation of S.A. Nekrasov, P.V. Ilyushin, S.P. Filippov, ner, J. Backes: The RiesLing (Germany) voltage control system for a distribution F.V. Veselov: Features of small dispersed and InovGrid (Portugal) projects - Pilot pro- network with medium scale PV systems CHP integration into the power system jects for innovative hardware and software connection. [7] C6-107. E. Navarro, A. Sendin, A. Llano, A. solutions for Smart Grid requirements. [27] C6-217. D. Koukoula, G. Sideratos, A. Ana- Arzuaga, T. Arzuaga, X. Osorio, L. Marrón: [17] C6-207. F. Salazar Saez, M. Casas del Pozo, stasiadis, D. Trakas, A. Dimeas, N. Hatziar- LV feeder identification: prior requirement J. Coca, M. Gaudó Navarro: Innovation in gyriou, M. Kouveletsou, K. Andreadis, E. to operate LV grids with high penetration of distribution management systems - PRICE Leonidaki, I. Vitellas: Exploitation of AMR DER and new loads. GEN project: energy management and re- data for DMS functionalities. [8] C6-108. T. Hirai, K. Nakao, K. Yakire, duction of losses in low voltage networks. [28] C6-218. J.M. Lee, B.G. Jin, Y.J. Choi, K.W. E .isono, Y. Noro: Evaluation of PV output [18] C6-208. D. Trebolle, G. Lorenz, P. Hall- Seo 1 MWh BESS demonstration project fluctuation suppression by cooperative berg, P. Mandatova, J. Tello-Guijarro: Acti- for energy time-shift in Korea. control of distributed CHP and storage ve distribution system management. [29] C6-301. J.C. Passelergue, M. Muscholl, battery. [19] C6-209. L. Cocchi, M. di Clerico, F. Cazza- G. Foggia, C. Lebossé, K. Mercier, S. Al- [9] C6-109. CANCELLED - EU FP7 project to, C. d’Adamo, C. d’Orinzi: Decentralised bou, B. Chazottes, A. Michiorri, G. Kari- GRID4EU DEMO # 2 – LV network moni- storage systems for applications on elec- niotakis: The Nice Grid project: using di- toring and control. trical distribution networks: tests and field stributed energy resources to reduce po- [10] C6-110. B. Uljanić, B. Blažič, I. Papič, C. results. wer demand through advanced network Dierckxsens, B. Bletterie, W. Deprez: Vol- [20] C6-210. D. Moneta, C. Carlini, G. Vigano, management. tage control in distribution networks with L. Consiglio, D. Stein: Active MV distribu- [30] C6-302. E. Kaempf, M. Braun, A. Schweer, high share of distributed generation. tion networks : functional validation of the W. Becker, R. Halbauer, F. Berger: Reacti- [11] C6-201. P.A. Benalcázar, M.E. Samper, A. advanced voltage controller in the Grid4EU ve power provision by distribution system Vargas: Economic dispatch of smart distri- Italian demonstrator. operators. bution grids considering aggregators of [21] C6-211. S. Georgiopoulos, E. Cerqueira, plug-in electric vehicles. R. Johnston, R. Currie: Flexible plug and CIGRE

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 225 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Marek Florkowski ABB Centrum Badawcze Kraków

Materiały i nowoczesne techniki badawcze – Komitet Studiów D1

Materials and Emerging Test Techniques – Study Committee D1

Działalność Komitetu Studiów D1 • Temat 2: Nowoczesne techniki ba- W artykule [1] przedstawiono kryteria CIGRE obejmuje zagadnienia oceny i mo- dawcze i narzędzia diagnostyczne projektowe dla napowietrznych izolatorów nitorowania rozwoju nowych materiałów (17 artykułów): kompozytowych pracujących przy równo- elektrotechnicznych i nowoczesnych tech- – ultrawysokie napięcia AC i DC, czesnych narażeniach AC/DC w hybry- nik badawczych ich właściwości eksplo- – narażenia eksploatacyjne, trudne dowych liniach napowietrznych (rys. 1). atacyjnych. Problemy te dotyczą zarówno warunki środowiskowe (korekty at- Temat artykułu jest efektem prac nad materiałów izolacyjnych jak i przewodzą- mosferyczne i wysokościowe), przystosowaniem istniejących linii napo- cych. Kolejnym obszarem zainteresowania – rozwój nowych metod i analiz dia- wietrznych 380 kV AC do równoczesnego Komitetu są techniki diagnostyczne oraz gnostycznych wysokonapięciowych przesyłu energii elektrycznej przy napię- metody analizy i interpretacji wyników ba- układów izolacyjnych. ciu stałym, w celu zwiększenia zdolności dań procesów przemian w ich strukturach • Temat 3: Właściwości i zastosowania przesyłowej tych linii w niemieckiej sieci przy narażeniach elektrycznych, cieplnych nowych materiałów (9 artykułów): elektroenergetycznej. Autorzy artykułu środowiskowych i innych. Szczególnym – materiały do kształtowania pola elek- przedstawili symulacje rozkładu natężenia zainteresowaniem objęte są nowe techniki trycznego, pola elektrycznego na izolatorach w hy- badawcze mające zastosowanie dla oceny – materiały przyjazne środowisku, brydowych liniach napowietrznych AC/ stanu obiektów w elektroenergetyce. – materiały nadprzewodzące. DC jako podstawę opracowania przyspie- W skład Komitetu wchodzi 24 człon- szonych testów starzeniowych materiałów ków regularnych, 9 obserwatorów, 7 grup konstrukcyjnych izolatorów. doradczych, 28 grup roboczych oraz 505 Układy izolacyjne ekspertów z 41 krajów. przy napięciu stałym Podczas obrad 45. sesji CIGRE w ramach Komitetu Studiów D1 przedstawio- Artykuły prezentowane w ramach pierw- 380 kV AC 400 kV AC

no 30 zaakceptowanych wcześniej arty- szego preferowanego tematu obejmowały R + kułów. Przedstawione w nich problemy zagadnienia materiałowe związane z zasto- S T RL - skupiały się wokół trzech preferowanych sowaniem: S R T R T S tematów. • materiałów izolacyjnych w systemach 2 x 110 kV AC • Temat 1: Układy izolacyjne przy na- HVDC, w szczególności w odniesieniu pięciu stałym (4 artykuły): do izolatorów dla hybrydowych linii na- a) b) c) – właściwości materiałów elektrotech- powietrznych AC/DC, nicznych, • materiałów dla kompaktowych syste- Rys. 1. Schemat słupa hybrydowej – ładunek przestrzenny i powierzch- mów HVDC z izolacją gazową oraz linii AC/DC niowy oraz rozkład potencjału, • materiałów przeznaczonych do ukła- a – widok z przodu, b – widok boczny, – testy narażeń eksploatacyjnych. dów izolacyjnych kabli HVDC. c – model izolatorów [1]

strona 226 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Conventional material MFF-filled mateiral 1,0 Artykuł [20] dotyczy wpływu rodzaju kV / mm r = 400 mm 2,5 r = 70 mm 0,8 papieru na wytrzymałość elektryczną izo- 2 0,6 lacji międzyzwojowej przy napięciu uda- max, tan

1,5 / E rowym piorunowym i łączeniowym oraz

C, Φ = 0 kV C, Φ = 0 kV 0,4 o o tan o o E Conventional 30 C / 30 C o o przemiennym w modelach uzwojeń trans- 1 0,2 MFF-filled 30 C / 30 C ϑ = 50 ϑ = 50 Conventional 80oC / 30oC

C, Φ – 500 kV C, Φ – 500 kV o o o o MFF-filled 80 C / 30 C formatorów. 0,5 normalized tangen tial field 0,0 0 5 10 15 20 25 30 35 enclosure conductor ϑ – 80 enclosure conductor ϑ – 80 Ciągle aktualnym tematem jest me- 0 radial position x on the insulators surface in cm a) b) c) todyka badań drzewienia wodnego w kablach stosowanych w sieciach rozdziel- Rys. 2. Symulacje pola elektrycznego izolatorów dyskowych GIS, czych. W artykule [14] przedstawiono z uwzględnieniem wpływu temperatury przy napięciu 500 kV metodę detekcji ładunku szczątkowego a) izolator z konwencjonalnym materiałem, b) izolator z materiałem kształtującym pole zgromadzonego w kanałach drzewienia. elektryczne MMF (MMF – mica functional filler), c) znormalizowana składowa styczna pola Ostatnie prace nad rozwinięciem tej meto- elektrycznego na powierzchni izolatora dla wybranych temperatur [2] dy wykazały, że stosując ładowanie i de- polaryzację impulsów napięciowych (czas Artykuły [2-3] odnoszą się do badań ukła- dów izolacyjnych kabli DC o właściwościach ~ 1 ms) zamiast kombinacji napięcia DC/ dów izolacyjnych w kompaktowych rozdziel- porównywalnych z właściwościami materiału AC, można uzyskać lepszą czułość metody nicach gazowych HVDC. Pierwszy z nich [2] standardowego, jakim jest polietylen siecio- oraz skrócenie czasu pomiaru. przedstawia symulacje i pomiary potencjału wany XLPE. oraz rozkładu ładunków wzdłuż izolatorów a) dla różnych ich konfiguracji geometrycznych. Disk electrode Autorzy rozważali różne wartości rezystyw- Nowoczesne techniki badawcze 4mm ności skrośnej i powierzchniowej materiału i narzędzia diagnostyczne 105mm izolatora, uwzględniając zależność tempe- 90mm raturową rezystywności elektrycznej, anali- W ramach drugiego preferowanego te- zowali rozkłady pola elektrycznego (rys. 2) matu zgłoszono 17 artykułów, które można Test tank w przypadku materiału konwencjonalnego pogrupować w następujące kategorie: oraz z wypełniaczem MMF (ang. MFF – mica • diagnostyka olejowych układów izola- Oil flow functional filler). Celem pracy było wykaza- cyjnych, Bushing nie, że stosowanie materiałów kształtujących • metodyka badań drzewienia wodnego pole elektryczne w przypadku izolatorów GIS w kablach energetycznych, Filled with insulating oil Earthing może pozwolić na zmniejszenie gabarytów • procedury badań w stacjach ultrawyso- terminal instalacji gazowych. Dodatkowo omawiana kich napięć (UHV), była możliwość wprowadzania mieszani- • weryfikacjaprzebiegów impulsowych ny gazów powietrza (np. CO2) do instalacji wysokiego napięcia, HVDC GIS, z zamiarem zastąpienia miesza- • nowe aspekty diagnostyki wyładowań b) nin N2/SF6. niezupełnych, Artykuł [3] omawia czynniki wpływają- • korekty wpływu wysokości i narażeń ce na rozkład pola elektrycznego wewnątrz środowiskowych. izolacji stałej w rozdzielnicach gazowych W artykule [8] wykazano, że zwilżalność HVDC, natomiast artykuł [4] zawiera rozwa- papieru Kraft, określona metodą pomiaru żania dotyczące wymagań dla materiałów kąta zwilżania dla cieczy polarnych, dobrze izolacyjnych stosowanych w kablach HVDC koreluje ze stopniem depolaryzacji papieru na napięcie powyżej 320 kV. Wykazano, że transformatorowego. Z tego względu auto- wymagana duża rezystywność elektryczna rzy postulują, aby pomiary kąta zwilżania i wysoka wytrzymałość elektryczna tych ma- były stosowane do określania stopnia sta- teriałów mogą być osiągnięte przez zwięk- rzenia izolacji transformatorowej. szenie ich czystości fizycznej i chemicznej, Z kolei porównanie danych statystycz- a więc redukcję nośników ładunków elek- nych zawilgocenia izolacji dużej populacji trycznych i wolnych grup polarnych. Sku- transformatorów olejowych, otrzymanych piono się szczególnie na procesie techno- metodą Karla-Fishera oraz z zastosowa- Rys. 3. Schemat układu pomiarowego (a) logicznym materiałów polimerowych, w celu niem pojemnościowych czujników wilgoci, oraz modelowe uzwojenie transformatora opracowania nowych materiałów do ukła- przedstawiono w artykule [9]. z izolacją gazową (b)

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 227 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

26 a) W V U 24 UHF- PD measure. el. PD measure.Sys. 22 b) A.4 tab changer winding 20

A.4 18 Sources Tb [us] A.3 A.1 16 A.1 14 A.2 N U 12 Resulting A.2 & intersection 10 trigger A.3 circulars acoustic PD 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 measure.Sys. TOP view h [g/m3]

Rys. 4. Przykład rozmieszczenia czujników elektrycznych i akustycznych Rys. 5. Zależność czasu do przebicia wyładowań niezupełnych (a), lokalizacja źródła wyładowań niezupełnych (b) [6] w powietrzu od wilgotności bezwzględnej [5]

Artykuł [15] prezentuje procedury ba- stycznych i elektrycznych jest pokazane na W artykule [17] autorzy zaprezento- dawcze urządzeń elektrycznych w stacjach rysunku 4a wraz z przykładową metodolo- wali atmosferyczne i wysokościowe ko- ultrawysokich napięć. Autorzy opisują gią lokalizacji źródła wyładowań (rys. 4b). rekty wytrzymałości elektrycznej izolacji nową metodę oceny niezawodności izola- Metoda opisana w artykule [21] bazuje na napowietrznej dla wysokości do 5000 m. cji olejowej i gazowej transformatorów na charakterystyce propagacji fal elektroma- Przedstawione wyniki badań dotyczą wy- podstawie wyników badań eksperymen- gnetycznych i wieloczujnikowej akwizycji trzymałości elektrycznej dużych przerw talnych i kryteriów ich oceny na podsta- sygnałów w zakresie UHF. powietrznych, jak również porównania wie pomiarów wyładowań niezupełnych Zagadnienie kalibracji wysokoczęsto- pracy izolatorów w warunkach czystych (rys. 3). Na specjalną uwagę zasługują po- tliwościowych transformatorów pomiaro- i zabrudzeniowych. Przykład rozwoju wy- łączone badania przy napięciu przemien- wych dla niekonwencjonalnych pomiarów ładowania powierzchniowego wzdłuż tego nym i udarowym, których celem jest opra- wyładowań niezupełnych w kablach wy- samego izolatora, otrzymany podczas po- cowanie kryteriów akceptacji poziomów sokiego napięcia zostało zaprezentowane miarów w Chinach na poziomie morza i na wyładowań niezupełnych przy tego typu w artykule [12]. Z kolei w artykule [9] przed- wysokości 4000 m, jest pokazany na ry- wymuszeniach dla wymienionych rodzajów stawiono konstrukcje szerokopasmowej sunku 6. transformatorów. anteny do pomiaru wyładowań niezupeł- W kontekście oceny parametrów prze- nych, pracującej w pasmie 0,1-100 MHz, biegów udarowych wysokiego napięcia w zastosowaniu do przenośnych urządzeń zostało przedstawione porównanie [7] wy- pomiarowych. ników uzyskanych według norm IEC (IEC Osobny zestaw artykułów został po- 60060) oraz IEEE (IEEE Std 4-2013) na święcony korektom stosowanym w tech- podstawie zarejestrowanych przebiegów nikach badawczych urządzeń elektroener- impulsowych i przebiegów uzyskanych getycznych w celu uwzględnienia w tych z generatora danych IEC. Jedna z istot- korektach warunków atmosferycznych, nych zmian w znowelizowanych standar- wysokościowych i środowiskowych. Arty- dach dotyczy udarów piorunowych oraz kuł [5] opisuje współczynniki korekt atmos- a) Sea level b) 4000 m uciętych na grzbiecie, w celu poprawy ferycznych w przypadku dodatnich napięć dokładności wyników analizy, zwłaszcza udarowych w warunkach wysokiej wilgot- Rys. 6. Przykład rozwoju wyładowania w przypadkach, gdy nałożone są przerzuty ności powietrza w odniesieniu do norm IEC wzdłuż tego samego izolatora otrzymany i oscylacje. i IEEE. Badania wykonywane były w wa- w Chinach na poziomie morza (a) W dziedzinie diagnostyki wyładowań runkach wilgotności bezwzględnej powie- i na wysokości 4000 m (b) [17] niezupełnych przedstawiono zastosowanie trza w zakresie między 7 i 25 g/m³ (rys. 5). metod w zakresie ultrawysokich częstotli- Zastosowanie modeli pogodowych wości (UHF) do detekcji i lokalizacji wyła- do oceny ESDD (ang. ESDD- Equivalent Właściwości i zastosowania dowań w transformatorach mocy [6, 21]. Salt Deposit Density) przy wysokich za- nowych materiałów W artykule [6] wyniki badań metodą UHF nieczyszczeniach środowiskowych przed- są porównywane z wynikami otrzymanymi stawiono w artykule [16]. Zaproponowany Trzeci temat preferowany dotyczył w konwencjonalnych pomiarach wyłado- został zmodyfikowany model wiatrowy, właściwości i zastosowań nowych ma- wań niezupełnych wykonywanych wg IEC zweryfikowany w czterech projektach te- teriałów w konstrukcjach urządzeń elek- 60270. Rozmieszczenie czujników aku- stowych w różnych krajach. trycznych.

strona 228 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

120 Pure aged oil 110 Modified aged oil

100

60 Mean Breakdown Voltage /kV Mean Breakdown Voltage

50 0 6 12 18 24 30 36 Aging Time /day

Rys. 7. Napięciowa wytrzymałość udarowa czystego oleju Rys. 8. Napięcie przebicia próbek PET oryginalnych (PAO) oraz oleju z nanocząstkami (NAO) [24] i starzonych w polu elektrycznym 9 kV/mm i 15 kV/ mm [28]

W artykule [22] omówiono zastoso- W artykule [28] Autorzy omawiali moż- szanie cząstek wypełniacza o różnej wiel- wanie wymagań standardu IEC 61788-3 liwość zastąpienia żywic termoutwardzal- kości, jakim jest tlenek metalu w materiale w badaniach taśm nadprzewodników wy- nych, np. epoksydowych, w izolacji stałej bazowym żywicy epoksydowej (rys. 10). sokotemperaturowych drugiej generacji. rozdzielnic gazowych wysokiego napię- Oczekuje się, że zastosowanie tego ro- Wyniki badań dotyczących migracji cia. Przedstawiono wyniki badań mate- dzaju materiałów w konstrukcjach izola- wilgoci między celulozą i estrami w impre- riału PET (PET – Polyethyleneterephtala- torów pozwoli na sterowanie rozkładem gnowanych układach izolacyjnych składa- te), opartych na badaniach elektrycznych jących się ze stabilizowanego termicznie (rys. 8), mechanicznych i termicznych. a) papieru Kraft, impregnowanego natural- Autorzy zaprezentowali również eksplo- Electric field stress Material-A Material-B Low High nym olejem estrowym, pokazano w arty- atowaną obecnie kompaktową rozdzielni- ε HV electrode kule [23]. cę gazową GIS na napięcie 145 kV z izo- Spacer Autorzy artykułu [24] przedstawili latorami PET (rys. 9). Gas wpływ dyspersji nanocząstek półprzewo- Wyniki badań dotyczących wytwarza- dzących TiO2 w silnie starzonym oleju mi- nia funkcjonalnych materiałów gradiento- GND electrode neralnym na jego wytrzymałość elektrycz- wych (ang. FGM - functionally graded ma- (a) Uniform material Electric field stress ną. Wykazano, że dodanie nanocząstek terials) o różnych profilach rozkładu prze- Low High zwiększa wytrzymałość udarową na prze- nikalności elektrycznej, w zastosowaniu ε HV electrode bicie oleju mineralnego (rys. 7). do izolatorów w rozdzielnicach gazowych, Spacer Gas Analizę skutków burz piaskowych, za- były treścią artykułu [30]. Materiały o takim nieczyszczeń przemysłowych oraz kwa- przeznaczeniu otrzymuje się przez zmie- GND electrode śnych zanieczyszczeń zabrudzeniowych (b) ε-FGM o wysokim stężeniu na właściwości hydro- b) fobowe izolatorów z kauczuku silikonowe- 0 1 2 3 [kV/mm] go przedstawiono w artykule [25]. Ciągle aktualne jest zagadnienie ogra- H.V. (AC 100 kV) H.V. (AC 100 kV) 0 niczania gazu SF6 w urządzeniach wyso- konapięciowych [26, 27, 29]. W artykule x x [26] podsumowano badania prowadzone 50 w ostatnich latach z zastosowaniem czą- GND GND stek fluorowanych. Stwierdzono, że do- Rys. 10. Koncepcja działania funkcjonalnych danie kilku procent takich cząstek do CO2 pozwala na zachowanie podobnej wytrzy- materiałów gradientowych (a), rozkład pola małości elektrycznej gazu jak w przypad- elektrycznego w przypadku jednorodnego izolatora (b – lewy) oraz izolatora na bazie ku czystego SF6 w tym samym zakresie Rys. 9. Kompaktowa rozdzielnia gazowa GIS ciśnień. na napięcie 145 kV z izolatorami [28] FGM (b – prawy) [30]

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 229 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

pola elektrycznego w celu zwiększenia sensors and Karl-Fischer Titration – Is it tric characteristics of winding in oil filled napięcia przebicia. Innym proponowanym the same? transformer using turn-to-turn and section- rozwiązaniem była koncepcja sterowania [10] D1-206. Pradeepa A., Bhaway M.M., Ji- -to-section insulation model. pola elektrycznego poprzez osadzanie na thin Sundar S.V.N., Investigations on ap- [21] D1-217. Hwang K.R., Jung J.R, Kim Y.M., powierzchni izolatorów cienkiej warstwy plication of k-factor method for evaluation Yang H.J., New locating method of partial półprzewodzącej. of impulse waveforms generated during discharges in power transformers based impulse tests on transformers and reac- on electromagnetic wave propagation cha- tors. racteristics. Referaty Komitetu [11] D1-207. Darian L.A., Cavitation process [22] D1-301. Polasek A., Dias R., Orsino Filho Studiów D1 diagnostics in high-voltage oil-filled electri- O., Sass F., Barusco P., Martins F.G.R., cal equipment. Ferreira A.C., De Andrade R. JR, Dias [1] D1 -101. Knauel J., Wagner A., Puffer R., [12] D1-208. Rodrigo A., Lumra P., Fuster V., F.J.M., Dias D.H.N., Sotelo G.G., Applica- Seifert J.M., Lid S., Bruckner M., Rusek B., Quuano A., Calibration constant and as- tion of IEC 61788-3 for the determination Steevens S., Gravelmann A., Kleineko K., sociated uncertainty of high frequency of the DC critical current of high tempera- Behaviour of insulators under hybrid elec- current transformers for off-line or on-line ture superconductors of second genera- trical AC/DC field stress. partial discharge measurement in high vol- tion. [2] D1-102. Winter A., Kindersberger J., Ten- tage insulated cables. [23] D1-302. Wilhelm H.M., Cabrino A., Silva zer M., Hinrichsen V., Zavattoni L., Lesaint [13] D1-209. Candela R., Di Stefano A., Fiscelli L.L, Silva D., Hossri H., Galdeano C., Silva O., Muhr M., Imamovic D., Solid/Gaseous G., Franchi Bonomi S., Giaconia G.C., Gu- M.M. JR, Fernandes P.O., Silva H.P., Es- insulation systems for compact HVDC so- alano A., Test procedures for use of wire- terification reaction and moisture migration lutions. less partial discharges instrumentation in between insulation paper and a corn oil [3] D1-103. Gremaud B., Molitor F., Doiron HV networks. based natural ester. C., Christen T., Riechert U., Straumann U., [14] D1-210. Kurihara T., Okamoto T., Tsuji T., [24] D1-303. Lv Y.Z., Li C.R., Wang Q., Wang Kallstrand B., Johansson K.,Hjortstam O., Uchida K., Kim M.H., Hozumi N., Funda- W., Du Y.F., The effect of semiconductive Solid insulation in DC gas-insulated sys- mental study on detection method of re- nanoparticles on the insulating properties tems. sidual charge from water tree degraded of thermal aged transformer oils. [4] D1-104. Englund V., Andersson J., Bo- XLPE cables with pulse voltage. [25] D1-304. Arafa B.A., Nosseir A., Loss and strom J.O., Eriksson V., Hagstrand P.O., [15] D1-211. Okabe S., Tsuboi T., Ueta G, Oba- recovery of hydrophobicity of SR insula- Jungqvist J., Loyens W., Nilssov U.H., zashi T.K., Kozama H., Wada H., Study tors under different climatic conditions in Smedberga A., Characteristics of candi- of AC insulation tests for UHV substation Egypt. date material systems for next generation equipment - Partial discharge and combi- [26] D1-3O5. KieffelY ., Girodet A., Biquez F., extruded HVDC cables. ned impulse voltage tests. Ponchon P.H., Owens J., Costello M., [5] D1-201. Diaz R.R, Segovia A.A., Atmo- [16] D1-212. Gutman I., Ahlholm C., Halsan K., Bulinski M., Van San R., Werner K., SF6 spheric corrections for impulse voltages Eide R., Carlshem L., Vosloo W.L., Goffinet alternative development for high voltage under high humidity conditions. J.F., Application of weather models for the switchgears. [6] D1-202. Hoek S.,Kruger M.,Korber S.,Kra- evaluation of design ESDD for harsh pollu- [27] D1-306. Hafliger .,P Franck C.M. Critical etge A., Application of the UHF ttechnolo- tion conditions. electric field strength and effective ioni- gy to detect and locate partial discharges [17] D1-213. Gutman I., Pigini A., Rickmann J., zation coefficient measurements of nitro- in liquid immersed transformer. Fan J., Wu D., Gockenbach E. Atmosphe- gen-oxygen mixtures with variable mixing [7] D1-203. Li Y., Yan W., Comparison of di- ric and altitude correction of air gaps, clean ratio. gital analysis procedures for high-voltage and polluted insulators: state-of-the-art wi- [28] D1-307. Pohlink K., Meyer F., Gautschi D., impulses specified in recently revised IEC thin CIGRE and IEC. Kieffel Y., Eco-friendly solid insulation for and IEEE standards on high-voltage test [18] D1-214. Al-Hadabia A., Johnson A., Al- high voltage GIS. techniques. -Romaimi K., Wetzer J., Sharma A., Critical [29] D1-308. Kamarudin M.S., Chen L., Widger [8] D1-204. Vrsaljko D., Haramija V., Durina V., role of failure investigations in effective as- P., Elnaddab K.H., Albano M., Griffiths H., Poljak M., Musulin B.,Leskoyac M., Con- set management. Haddad A., CF3I Gas and Its Mixtures: Po- tact angle measurement as a potential tool [19] D1-215. Gradnik T., Ek B.U., Gradnik M., tential for Electrical Insulation. for electrical insulating paper condition as- Estimating moisture content in oil-filled [30] D1-309. Hayakawa N., Kato K., Okubo H., sessment. power transformers: in-service expe- Hama H., Hoshina Y., Rokunohe T., Electric [9] D1-205. Atanasova-Hoehlein I.,Sunder- rience. field grading techniques in power appara- mann U., Kuffel M., Ettl ST., Moisture esti- [20] D1-216. Lee Y.J., Lee J.H., Seo I.J., Koo tus using functional materials. mation in oil filled equipment by capacitive J.Y., Cho S.J., Kim Y.H., Seok B.Y., Dielec- CIGRE

strona 230 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Tomasz Szudejko Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A.

Systemy informatyczne i telekomunikacja – Komitet Studiów D2

Information Systems and Telecommunication – Study Committee D2

Zakres działań Komitetu Studiów D2 Temat wiodący PS1 spowodował wysoki stopień integracji obejmuje specyfikowanie wymagań, projek- Rozwiązania i technologie procesów biznesowych i przepływu in- towanie, budowę, użytkowanie, utrzymanie, przyłączania rozproszonych formacji. Konsekwencją dużej ilości urzą- aspekty ekonomiczne i zarządcze dotyczące źródeł energii (DER) dzeń i systemów teleinformatycznych jest systemów teleinformatycznych i telekomuni- zwiększenie ryzyka w zakresie bezpieczeń- kacyjnych w sektorze elektroenergetycznym. Rozproszone źródła energii (DER) ce- stwa IT. Wobec tych wyzwań pojawiła się Działania odnoszą się zarówno do obszaru chuje dużą różnorodność: począwszy od pilna potrzeba budowy aktywnego syste- operacyjnego jak i biznesowego przedsię- instalacji paneli fotowoltaicznych indywi- mu ochrony przed zagrożeniami bezpie- biorstwa. Obejmują urządzenia, media i sieci dualnych użytkowników, a skończywszy na czeństwa w sieci, którego kluczowym ele- do obsługi usług transmisji danych, transmi- dużych farmach wiatrowych. Z punktu wi- mentem jest ocena stanu bezpieczeństwa sji głosowych i wideo, telezabezpieczeń, sys- dzenia sieci telekomunikacyjnej zwrócono (CSSE – cybersecurity situation evalu- temów SCADA, EMS, DMS, MMS. uwagę na dwa aspekty: ation). Wykorzystując szeroką gamę incy- Zakres działań SC/D2 obejmuje także • duże rozproszenie geograficznie insta- dentów oraz rezultaty monitoringu, CSSE monitorowanie nowych technologii w tych lacji DER, może wypracować ocenę stanu bezpie- sektorach w celu oceny ich ewentualnego • sterowanie i monitorowanie DER przez czeństwa IT oraz przewidywać trendy wpływu na przedsiębiorstwa elektroener- operatora systemu elektroenergetycz- zagrożeń w przyszłości. CSSE obejmuje getyczne, prowadzenie analizy oddziały- nego lub podmioty trzecie. głównie funkcje ostrzegania (CSSAw), wania różnorodnych regulacji na ten obszar Powyższe cechy determinują koniecz- oceny (CSSAs) i prognozowania poten- oraz zapewnienie wsparcia technicznego ność zbudowania rozległych sieci teleko- cjalnych zagrożeń (CSSF). w ramach międzynarodowych działań nor- munikacyjnych, współdzielonych przez System został zbudowany z wyko- malizacyjnych. różne podmioty, co skutkuje konieczno- rzystaniem algorytmu Ada-boosting1). Działalność Komitetu skupia się na na- ścią zapewnienia interoperacyjności i bez- Projekt, wdrożony w State Grid of Cor- stępujących zagadnieniach technicznych: pieczeństwa informatycznego. poration China (SGCC), potwierdził przy- • TD1 – Wymagania stawiane sieciom te- Poniżej przedstawiono streszczenia datność rozwiązań w trakcie 3-letniego lekomunikacyjnym przedsiębiorstwa. zgłoszonych referatów w zakresie tematu wykorzystania, jako system wczesnego • TD2 – Architektura utrzymania i serwisu wiodącego. ostrzegania i ochrony przed zagrożeniami teleinformatyki bezpieczeństwa IT. • TD3 – Strategie wdrażania nowych D2-101. Teoria i praktyka metody technologii telekomunikacyjnych. oceny bezpieczeństwa teleinforma- 1) • TD4 – Bezpieczeństwo IT. tycznego Smart Grid – Chiny AdaBoost działa w ten sposób, że w kolejnych iteracjach trenuje, a następnie mierzy błąd wszyst- Podczas 45. sesji CIGRE Komitetu Proces wdrażania sieci inteligentnej kich dostępnych słabych klasyfikatorów. W każdej Studiów przedstawiono 21 referatów, obej- Smart Grid oraz szerokie wykorzysta- następnej iteracji „ważność” źle zakwalifikowa- mujących zagadnienia w obszarze trzech nie teleinformatyki w obszarze generacji, nych obserwacji jest zwiększana, tak że klasyfika- tematów wiodących. przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej tory zwracają na nie większą uwagę.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 231 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

D2-102. Inteligentny system reago- sieci. Z tego powodu komunikacja z wyko- D2-105. System oceny wydajności wania na zapotrzebowanie odbiorców rzystaniem sieci elektroenergetycznej jest przekształtnika systemu fotowoltaicz- DR oparty na założonym przetwarzaniu atrakcyjnym rozwiązaniem. Referat koncen- nego – Meksyk zdarzeń (CEP) - Chiny truje się na wymaganiach zapewniających Systemy fotowoltaiczne cechuje duży Reakcja odbiorców na zapotrzebowanie poprawną integrację DER z siecią dystry- wzrost zarówno w zakresie rozpowszech- (DR), polegającą na działaniach na rzecz bucyjną, w szczególności siecią niskich nienia jak i ilości generowanej energii elek- ograniczenia zapotrzebowania w okresach napięć. Przedstawia charakterystykę sieci trycznej. Główną przyczyną ich wzrostu jest szczytowego zapotrzebowania na energię niskich napięć jako medium telekomunika- rozwój technologii oraz regulacje prawne elektryczną, jest efektywnym sposobem cyjnego. Analizuje przydatność poszczegól- w poszczególnych krajach. Systemy fotowol- rozwiązania problemów związanych z nie- nych technologii PLC na potrzeby np. PRI- taiczne charakteryzują się różnorodnością zawodnością sieci i szczytowym zapotrze- ME lub wysyłania poleceń załącz-wyłącz. rozwiązań technicznych – od małych instala- bowaniem w środowisku sieci inteligentnej cji wolno stojących po systemy przyłączone Smart Grid. Tradycyjny DR bazuje na pro- D2-104. Analiza wpływu braku ko- do sieci dystrybucyjnej. Systemy wolno sto- stych regułach czasowych (zwykle kilka dni munikacji na działanie regulacji napię- jące nie są przyłączone do sieci i wymagają lub godzin wprzód) i nie zapewnia dwukie- cia w sieci o dużym nasyceniu rozpro- baterii/magazynu energii w sytuacji braku runkowej komunikacji oraz wystarczającej szonymi źródłami energii – Włochy możliwości jej konsumpcji. Systemy przyłą- ilości danych pomiarowych. Tymczasem Potrzeba przyłączenia dużej liczby czone do sieci dystrybucyjnej umożliwiają poziom rozwoju Smart Grid oraz możliwości rozproszonych źródeł energii, zarządzania wykorzystanie energii elektrycznej w całym pozyskiwania dużej ilości danych z nowej systemami magazynowania energii oraz okresie jej produkcji. Pomiędzy przetwor- generacji liczników i innych źródeł informa- duża zmienność zapotrzebowania na moc nikiem energii (panelem fotowoltaicznym) cji umożliwiają analizę i działanie w czasie odbiorców powoduje konieczność stoso- a siecią elektryczną występuje energoelek- rzeczywistym celem efektywnego i elastycz- wania nowych metod sterowania i transmisji troniczny przekształtnik mocy. Minimalizacja nego wpływania na profil obciążenia odbior- danych w zarządzaniu systemem elektro- strat przekształtnika jest ważnym zagadnie- ców końcowych. Zważywszy na szereg za- energetycznym. Opracowanie bazuje na niem, szczególnie z perspektywy opłacal- let, jakie oferuje technika złożonego przetwa- przykładzie włoskiej sieci średnich napięć ności przedsięwzięcia w okresie nocnym. rzania zdarzeń2) (Complex Event Processing o dużym nasyceniu DER i ocenie ryzyka Przekształtniki mocy stały się istotnym ele- – CEP) w monitorowaniu i analizie dużych niedostępności funkcjonalność regulacji na- mentem fotowoltaicznego systemu generacji ilości zdarzeń, autorzy referatu zdecydowali pięcia spowodowanej zakłóceniami w ob- energii elektrycznej i są produkowane przez się na wykorzystanie CEP do budowy inteli- szarze infrastruktury teleinformatycznej wiele firm na całym świecie. gentnego systemu DR podejmowania decy- ICT. Krytyczne znaczenie tej infrastruktury Meksykański Electrical Research Insti- zji dokładnie na czas, z uwzględnieniem du- wynika z wykorzystania sieci teleinforma- tute opracował jednofazowy przekształtnik żej rozdzielczości czasowej. Rezultaty badań tycznych obecnych w rozdzielniach sieci o mocy 1 kW. Urządzenia tego typu wyma- eksperymentalnych są obiecujące. Wskazują średnich i wysokich napięć do zdalnego gają ciągłego monitorowania wydajności. na konieczność dalszych prac z wykorzy- sterowania urządzeniami stacyjnymi, wy- Referat opisuje system ciągłego monitoro- staniem eksploracji danych (data maining) mianą danych z ośrodkami nadrzędnymi wania i sterowania celem badania wydajno- celem rozwoju elastycznego sposobu zarzą- oraz z podmiotami zarządzającymi rozpro- ści przekształtnika. Oprogramowanie kom- dzania Smart Grid. szonymi źródłami energii. Analiza ryzyka puterowe gromadzi szereg wejściowych obejmuje konsekwencje potencjalnych ata- i wyjściowych parametrów elektrycznych D2-103. Transmisja danych z wyko- ków cybernetycznych na zarządzanie siecią przekształtnika. Dodatkowo umożliwia rzystaniem sieci elektroenergetycznej energetyczną, ilość niedostarczonej energii, zdalne sterowanie trzema łącznikami, które do rozproszonych źródeł energii (DER) wpływ na sieć telekomunikacyjną oraz sam pozwalają symulować zdarzenia awaryjne, – Hiszpania system regulacji napięcia. Rezultatem prac takie jak praca wyspowa sieci dystrybucyj- Rozproszone źródła energii (DER) są jest tablica oceny ryzyka wykorzystywana nej, odłączanie i załączanie farmy fotowol- zwykle rozlokowane na poziomie średnie- przez grupę roboczą Smart Grid Information taicznej. System umożliwia zdalny dostęp go i niskiego napięcia. Regulacje prawne Security w ramach CEN/CENELEC/ETSI z wykorzystaniem smartfona. zapewniają ciągłość przyłączenia DER do Smart Grid Coordination Group. Podsumo- waniem referatu jest zestawienie zaleceń D2-106. Wykorzystanie prywatnych oraz standardów bezpieczeństwa infra- sieci telekomunikacyjnych na potrze- 2) Complex Event Processing (CEP) to jedna z technik struktury telekomunikacyjnej, jakie zdaniem by przedsiębiorstwa dystrybucyjnego przetwarzania zdarzeń w aplikacjach zdarzenio- autorów należy uwzględnić budując system DSO – Holandia wych, posługujących się paradygmatem „nasłu- chuj-i-odpowiedz” (ang. listen-and-respond), czyli regulacji napięcia w sieci średniego napię- Wdrożenie Smart Grid oznacza mo- takich, w których logika biznesowa jest uruchamia- cia o dużym nasyceniu rozproszonymi źró- dernizację tradycyjnej sieci elektroener- na w wyniku pojawienia się określonego zdarzenia. dłami energii. getycznej mającą na celu wzrost jej

strona 232 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

efektywności, stabilności, możliwości D2-107. Infrastruktura inteligent- usług webowych wymaganych do wdro- wykorzystania rozproszonych źródeł nego opomiarowana sieci energetycz- żenia jednolitej elektronicznej wymiany energii i mikrogeneracji oraz obniżenia nych przyszłości – Jordania danych pomiędzy uczestnikami rynku kosztów jej utrzymania. Dyrektywa UE Referat koncentruje się na potrzebie energii elektrycznej w Europie (Europe- przewiduje, że w państwach członkow- opracowania otwartego standardu danych an Energy Market for Electricity – EME) skich Unii do 2020 r. co najmniej 80% pomiarowych dla inteligentnych liczników w trybie zbliżonym czasu rzeczywistego konsumentów powinno być wyposażo- i infrastruktury inteligentnego opomiaro- z zapewnieniem wymaganego poziomu nych w inteligentne systemy pomiarowe wana sieci energetycznych (AMI), który bezpieczeństwa. energii elektrycznej. Jednym z powodów pozwoli na rozwiązanie aktualnych pro- Referat wykorzystuje profile implemen- jest dostarczenie konsumentom informa- blemów i umożliwi efektywne wykorzysta- tacyjne normy IEC 61968-100 dla następu- cji o profilu zużycia energii elektrycznej, nie nowych możliwości AMI. Określa braki jących usług webowych: co powinno mieć wpływ na zmniejsze- oraz pożądane funkcjonalności otwartego • List Message – usługa wykorzystywana nie zużycia energii i ograniczenie emisji standardu, jako wnioski z projektu AMR/ przez aplikację kliencką do zapytania dwutlenku węgla. AMI w jordańskich przedsiębiorstwach o listę dostępnych wiadomości do po- Spółki dystrybucyjne stają przed wy- NEPCO i EDCO. brania, zwaniem gwałtownego wzrostu zapotrze- Wdrożenie inteligentnych liczników, • Get Message – usługa wykorzystywa- bowanie na usługi telekomunikacyjne. Zło- pochodzących od różnych dostawców, na przez aplikację kliencką do pobrania żone systemy informatyczne, np. SCADA, tworzy heterogeniczne (zróżnicowane) śro- określonej wiadomości z serwera, nie tylko umożliwiają monitorowanie ele- dowisko protokołów komunikacyjnych. In- • Put Message – usługa wykorzystywa- mentów sieci elektroenergetycznej, ale frastruktura inteligentnego opomiarowana na przez aplikację kliencką do wysłania również ich zdalne sterowanie. Inteligentne AMI powinna zapewniać sterowniki do każ- określonej wiadomości na serwer (zwy- liczniki umożliwiają konsumentom moni- dego typu licznika celem automatycznego kle w celu jej przetworzenia). torowanie zużycia energii, a operatorom pozyskania danych pomiarowych (AMR). Usługi webowe są dojrzałą i szeroko zdalne sterowanie np. systemów fotowol- Zapewnienie poprawnej współpracy po- rozpowszechnioną technologią. Otwar- taicznych. szczególnych elementów (interoperacyj- tość definicji usług była dotychczas dużym Dostawcy komercyjnych rozwiązań ności) prowadzi do znacznej złożoności utrudnieniem przy zapewnieniu interopera- dla łączności komórkowej i internetowej infrastruktury AMI/AMR. Błędy implemen- cyjności i wykorzystaniu do produkcyjnej nie koncentrują się na zagadnieniach ja- tacji sterownika licznika mogą skutkować wymiany informacji na potrzeby rynków kościowych usług telekomunikacyjnych, poważnymi zakłóceniami procesu automa- energii. Referat demonstruje obsługę pod- które są ważne w aspekcie wdrażania tycznego pozyskiwania danych. Doświad- stawowych mechanizmów elektronicznej sieci i liczników inteligentnych. Wymaga- czenia z projektu wskazują na celowość wymiany danych, zapewniając interope- nia operatorów sieci elektroenergetycz- wprowadzenia technologii GIS do nowych racyjność i zgodność z istniejącymi stan- nej dotyczą aspektów długoterminowej liczników. Uzupełnienie protokołu wymiany dardami wspieranymi przez Java i .NET. niezawodności i bezpieczeństwa tele- danych o obsługę zdarzeń znacznie roz- Umożliwia to wykorzystanie szerokiej komunikacji. Z tego też powodu przed- szerza wszechstronność jego wykorzysta- gamy dostępnych narzędzi informatycz- siębiorstwa dystrybucyjne rozważają nia, np. w usługach typu Demand Respon- nych do budowy aplikacji na potrzeby ob- wykorzystanie sieci prywatnych – PLC, se, zarządzaniu włączeniami i awariami, sługi mniejszych uczestników rynku energii RF Mesh lub sieci komórkowej w pasmie zarządzaniu zapotrzebowaniem, identyfi- elektrycznej. 450 MHz. kowaniu kradzieży energii. Alliander, holenderskie przedsiębior- Doświadczenia i wnioski płynące z pro- D2-109. Doświadczenia z wyko- stwo dystrybucyjne, zdecydowało się jektu powinny zostać wykorzystane pod- rzystania włókien światłowodowych na budowę prywatnej sieci komórkowej czas tworzenia otwartego standardu wymia- w przewodach fazowych (OPPC) w REE w pasmie 450 MHz. Rozwiązanie to zany danych pomiarowych oraz w przypadku – Hiszpania pewnia kompromis pomiędzy oferowanym modyfikacji istniejących już rozwiązań. Referat przedstawia telekomunikacyj- zasięgiem i wymaganą przepustowością ne doświadczenia hiszpańskiego opera- przez aplikacje inteligentnej sieci Smart D2-108. Wykorzystanie usług webo- tora systemu przesyłowego Red Electrica Grid. Niższa częstotliwość pasma prywat- wych do elektronicznej wymiany danych de Espana z wykorzystania przewodów nej sieci komórkowej niż 900 MHz umoż- rynku energii w Europie – Hiszpania typu OPPC. liwia mniejszą gęstość stacji przekaźniko- Dotychczasowa komunikacja B2B Światłowody są głównym medium wych przy zapewnieniu wymaganego za- w ramach ENTSO-E odbywała się z wy- transportowym stosowanym we współ- sięgu łączności, co zmniejsza wymagany korzystaniem różnorodnych rozwiązań, czesnej telekomunikacji, wykorzystywa- poziom nakładów inwestycyjnych do jej zwykle uzgadnianych bilateralnie, np. ftp, nym również na potrzeby wymiany da- zbudowania. e-mail. Referat definiuje implementację nych z rozproszonymi źródłami energii.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 233 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Technologia OPGW (Optical Ground Wire) szenia niezawodności systemu elektroener- 3. Przedsiębiorstwo Kyushu zbudowa- – światłowód skojarzony z przewodem od- getyczne, a wręcz przeciwnie: OT powinno ło system zarządzania kryzysowego, gromowym linii energetycznej oraz ADSS wpływać na zwiększenie niezawodności sys- którego rolą jest zbieranie danych gro- (All Dielectric Self Supporting Cable) – sa- temu. Zważywszy na rosnące wykorzystanie madzonych w trakcie normalnej pracy monośne światłowodowe przewody dielek- IT oraz coraz większą jego złożoność, po- w innych systemach informatycznych. tryczne zawieszone pomiędzy słupami linii ziom niezawodności IT staje się coraz trud- W sytuacji zagrożenia, dane te są do- energetycznej, umożliwiły masowe wyko- niejszy do określenia i zarządzania. stępne w jednej lokalizacji, co umożliwia rzystanie światłowodów przez operatorów Poniżej przedstawiono streszczenia ich szybkie wykorzystanie do działań systemów przesyłowych. Nie zapewniają zgłoszonych referatów w zakresie tematu zmierzających do przywrócenia normal- one jednak realizacji wszystkich potrzeb, wiodącego. nych warunków pracy systemu elektro- np. OPGW można wykorzystać tylko w li- energetycznego. niach z przewodem odgromowym. D2-201. Infrastruktura informatycz- 4. Firma zbudowała i uruchomiła również Rozwiązanie włókien światłowodowych na japońskich przedsiębiorstw elektro- system monitorowania pracy systemu skojarzonych z przewodem fazowym linii energetycznych – Japonia elektroenergetycznego, dostarczający energetycznej (Optical Phase Conductor – Japońskie przedsiębiorstwa elektro- na bieżąco dane o aktualnych warun- OPPC) – jest technologią dojrzałą, ale do- energetyczne stają przed koniecznością kach pracy sieci. tychczas mało wykorzystywaną. Jednym znaczącej redukcji kosztów, wywołaną po- 5. System monitorowania pracy syste- z głównych utrudnień jest konieczność ważnymi zmianami w otoczeniu bizneso- mu elektroenergetycznego, wdrożony stosowania dodatkowych urządzeń łączą- wym przedsiębiorstw zainicjowanymi wiel- w Electric Power Development Com- cych i terminujących. Zwykle w przypadku kim trzęsieniem ziemi w marcu 2011 r. pany, ma na celu nie tylko zapewnienie braku przewodu odgromowego wykorzy- Dodatkowo, japoński sektor elektroener- bieżącego podglądu warunków pracy stywane są samonośne przewody ADSS. getyczny musi zmierzyć się z wyzwaniami, sieci, ale gromadzi również dane o awa- Dopiero w przypadku braku możliwości za- jak zabezpieczyć infrastrukturę systemów riach i zakłóceniach, umożliwiając zastosowania przewodu ADSS rozważa się informatycznych przed katastrofami natural- pobieganie występowaniu podobnych wykorzystanie technologii OPPC. nymi, takimi jak powodzie, tsunami, tajfuny, zdarzeń w przyszłości. Informacja o temperaturze przewodu ulewne deszcze, biorąc na siebie ciężar za- Japoński sektor elektroenergetyczny fazowego jest niezbędna do prawidłowej pobiegania skutkom takich katastrof bądź podejmował podobne działania przed mar- oceny jego chwilowej obciążalności. Roz- minimalizacji negatywnego wpływu tych zda- cem 2011 r. Okazały się one skuteczne pod- powszechniają się optyczne technologie rzeń na funkcjonowanie całego sektora. czas trzęsienia ziemi w marcu 2011 r. i będą pomiarowe, takie jak DTS (Distributed Artykuł prezentuje dotychczasowe sukcesywnie rozwijane w przyszłości. Temperature Sensing). Wykorzystanie do osiągnięcia w tej dziedzinie wybranych tego celu rozwiązań OPPC może spowo- przedsiębiorstw japońskich, wskazując jed- D2-202. Wpływ wdrożenia Smart dować gwałtowny wzrost ich popularności nocześnie na szereg istotnych kwestii wyni- Grid na zarządzanie organizacją IT – przy jednoczesnym wyparciu technologii kających z wdrożonych działań i podjętych Meksyk OPGW. Co więcej, w przypadku potrzeby środków zaradczych. Wdrożenie idei sieci inteligentnej uzupełnienia istniejącej linii energetycznej 1. Przedsiębiorstwo Tohoku wdrożyło (Smart Grid) wymaga od przedsiębiorstw o przewód światłowodowy, wykorzystując i zintegrowało środowisko gromadzenia elektroenergetycznych wdrożenia meto- OPPC można zaoszczędzić na wytrzymało- i zarządzania danymi wykorzystujące dyk i praktyk definiowanych jako zasady ści konstrukcji słupów, które nie wymagają mechanizmy wirtualizacji. Zapewnienie ładu organizacyjnego w zarządzaniu IT dodatkowego wzmocnienia na przewód od- wysokiej niezawodności jest realizowa- (IT Governance). Sieć inteligentna to sieć gromowy, jak w przypadku OPGW. ne przez ujednolicenie mechanizmów elektroenergetyczna, w której obecne są nadzoru i zarządzania pracą systemów najnowsze rozwiązania techniczne umoż- informatycznych, w tym wprowadzenie liwiające przepływy energii elektrycznej Temat wiodący PS2 cyklicznych backupów danych. zgodnie z warunkami kontraktowymi, Utrzymanie niezawodności 2. Podjęta została dodatkowo decyzja umożliwiająca dwustronną komunikację środowiska IT o wdrożeniu środków umożliwiających i sterowanie posiadanymi zasobami zgod- utrzymanie kluczowych elementów sys- nie z potrzebami użytkownika sieci. Sieć Znaczenie poprawnie funkcjonujących temów w niezakłóconej eksploatacji jak inteligentna powinna być elastyczna, ła- systemów IT w aspekcie automatyki zabez- również zapewnienie możliwości ciągłej two dostępna, niezawodna i ekonomicznie pieczeniowej i prowadzenia ruchu systemu komunikacji z wykorzystaniem poczty efektywna. Zasady ładu organizacyjne- elektroenergetycznego nie podlega dyskusji. e-mail czy zapewnienie dostępności klu- go IT Governance są niezbędne do oce- Poziom niezawodności systemów technolo- czowych danych biznesowych zgodnie ny skuteczności działań podjętych przez gicznych (OT) nie może powodować zmniej- z nowym Planem Ciągłości Działania. przedsiębiorstwo elektroenergetyczne,

strona 234 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

zmierzających do transformacji posiadanej trzebami oraz metodami działania, zakres Artykuł prezentuje kwestie związane infrastruktury do działającego modelu sieci usług świadczonych zdalnie rozszerzy się z zapewnieniem bezpieczeństwa elemen- inteligentnej, poprawy tych działań bądź o codzienną eksploatację w elektrowni, tów architektonicznych usług świadczonych wdrożenia innych scenariuszy dojścia do w sieci dystrybucyjnej oraz przesyłowej. zdalnie, w tym jako klastra usług, poddając modelu docelowego. Przykładowe zmiany w zakresie usług analizie odpowiednie standardy bezpie- Artykuł prezentuje doświadczenia świadczonych zdalnie: czeństwa i najlepsze praktyki w celu zapro- meksykańskiej Federalnej Komisji Elek- • diagnostyka zdalna z natychmiastowym jektowania strefowego modelu usług zdal- troenergetyki we wdrażaniu zasad IT Go- powiadomieniem o zdarzeniu, dostar- nego serwisu. Artykuł przedstawia również vernance. Komisja zaadaptowała zasady cza informacje do odległej lokalizacji, aktualny stan norm dotyczących prezen- zarządzania procesami IT o nazwie MA- • zdalny monitoring zapewniający mo- towanego zakresu, wskazując na niektóre AGTIC-SI, przygotowane przez rząd mek- nitorowanie funkcjonalności aktywów z zagrożeń i ryzyk dla działalności przedsię- sykański. Zasady te normalizują i instytu- i okresu ich wykorzystania, biorstwa elektroenergetycznego. cjonalizują najlepsze praktyki w obszarze • zdalne utrzymanie umożliwiające mody- Warunki kontraktowe nabywania tego planowania, nabywania, wdrażania i mo- fikację i dopasowanie funkcji w ramach typu usług stanowią kolejną istotną kwestię, nitorowania usług IT oraz bezpieczeństwa procesów lub ich parametrów do bieżą- która wymaga szczególnej uwagi przed- informacji w celu zapewnienia, że aktywa cych wymagań, siębiorstw, udziałowców i interesariuszy. informatyczne przedsiębiorstwa wspierają • zdalna administracja umożliwiająca ak- Artykuł proponuje skróconą listę wymagań osiąganie jego celów biznesowych. Zasa- tualizacje i konserwacje systemów infor- kontraktowych, która ma zastosowanie przy dy MAAGTIC-SI bazują na najlepszych, matycznych z odległego miejsca. zamawianiu usług świadczonych zdalnie. powszechnie akceptowanych, światowych Usługi świadczone zdalnie podnoszą Ma ona na celu wsparcie przedsiębiorstw standardach, takich COBIT i ITIL. Dodat- efektywność i wydajność poprzez redukcję przy podejmowaniu decyzji o wykorzystaniu kowo wykorzystano inne metodyki i stan- czasów niedostępności urządzeń, insta- usług zdalnych świadczonych przez firmy dardy, w zależności od obszaru IT, takie lacji i systemów, podnoszą jakość usług trzecie, wskazując na wymagania, które mu- jak CMM, ASL, normy ISO 62351, ISO utrzymania i eksploatacji, ograniczają ilość szą być wzięte pod uwagę przy podejmo- 9001 oraz PMI. Zasady MAAGTIC-SI są wyłączeń, eliminując w niektórych przy- waniu takich decyzji. Wykorzystano w tym podzielone na 4 perspektywy: perspektywa padkach konieczność fizycznej obecności celu wytyczne dotyczące zamówień opra- rządu, perspektywa strategii i organizacji, podczas wykonywania prac eksploatacyj- cowane przez Departament Bezpieczeń- perspektywa realizacji i dostaw oraz per- nych czy czynności konserwacyjnych. stwa Wewnętrznego (DHS) i Departament spektywa wsparcia. MAAGTIC-SI bazuje Wraz z wprowadzeniem technologii Energii (DOE) rządu USA. na modelu architektury korporacyjnej, który prac wykonywanych zdalnie, które nie są Artykuł wskazuje również, co powinno zaspokaja potrzeby informacyjne związane przeznaczone dla określonej lokalizacji być celem ochrony w architekturze zdalne- z procesem biznesowym w przedsiębior- bądź nie uwzględniają określonych reżi- go dostępu przedsiębiorstwa elektroener- stwie. Elementami architektury korpora- mów czasowych, pojawia się ryzyko dla getycznego, łącząc je ze strategiami ogra- cyjnej są architektura biznesowa (plany bezpiecznego i niezawodnego funkcjono- niczania ryzyka poprzez kontrole fizyczne, strategiczne i opis procesów biznesowych) wania obiektu bądź instalacji. organizacyjne oraz techniczne. oraz architektura IT (przepływy danych, Zagrożeniem dla niezawodności i bez- Konkluzją artykułu są przykłady przy- systemy operacyjne, korporacyjna magi- pieczeństwa są np.: padków użycia dla różnych dziedzin (ob- strala usług, komunikacja i bezpieczeństwo • włamania do systemów komputero- szarów) biznesowych wraz z odniesieniem informacji). Z punktu widzenia wymagań wych, się do konkretnych technologii i modeli i potrzeb przedsiębiorstw elektroenerge- • wprowadzenie złośliwego oprogramo- operacyjnych. tycznych, zasady MAAGTIC-SI stanowią, wania, w ocenie meksykańskiej Federalnej Komisji • przejęcie usługi świadczonej zdalnie, Elektroenergetyki, ciekawą alternatywę dla w wyniku czego dochodzi do ujawniania Temat wiodący PS3 ogólnych zasad IT Governance w procesie informacji, Trendy w zarządzaniu transformacji i wdrożenia Smart Grid. • ataki typu Denial of Service, skutkują- siecią telekomunikacyjną ce uniemożliwieniem działania usług przedsiębiorstwa D2-203. Bezpieczeństwo usług zdal- świadczonych zdalnie, elektroenergetycznego nych wykorzystywanych przez przedsię- • nadużywanie prawa dostępu umożliwia- biorstwa elektroenergetyczne – SC D2 jące wykonywanie nielegalnych operacji Zmiany technologiczne i plany migracji Usługi świadczone zdalnie są nieza pośrednictwem usług zdalnych, do nowych technologii wymuszają zmianę odłącznym elementem współczesnego • błędy w konfiguracji skutkujące nieza- architektury i modeli utrzymania sieci teleko- przedsiębiorstwa elektroenergetycznego. mierzonym działaniem usług zdalnego munikacyjnych w przedsiębiorstwach elek- Wraz z nowymi technologiami, nowymi po- serwisu. troenergetycznych. Wzrost wielkości i skala

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 235 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

złożoności nowoczesnej infrastruktury te- stanowi wciąż niezagospodarowany ob- Utworzenie wewnętrznej grupy robo- lekomunikacyjnej wymagają odpowiednich szar u wielu OSP. Na chwilę obecną nie czej ds. bezpieczeństwa informacji w ra- narzędzi do jej efektywnego wykorzystania prowadzi się na dużą skalę testów intero- mach departamentu telekomunikacji, skła- i sprawnego zarządzania w celu osiągnię- peracyjności urządzeń odpowiedzialnych dającej się z przedstawicieli pozostałych cia wymaganej niezawodności. Wyzwania za bezpieczeństwo wymiany informacji departamentów (projekty, wykorzystanie te przejawiają się poprzez: z urządzeniami sieciowymi oferowanymi i eksploatacja), było jedną z inicjatyw na • spełnianie restrykcyjnych wymagań przez różnych producentów. rzecz promowania ciągłego rozwoju poli- w zakresie rozwiązań krytycznych ob- Artykuł prezentuje konfigurację testo- tyki i procedur formalnych w tym zakresie, sługujących automatykę zabezpiecze- wą, metodykę prac oraz główne wyniki pełniąc również rolę komitetu do spraw niową i sterowanie systemem elektro- projektu zrealizowanego przez Elia. monitorowania i kontroli ryzyka. Barierą energetycznym, we wprowadzaniu nowych polityk w zakre- • nadążanie za rozwojem technologii in- D2-303. Dostosowanie usług tele- sie bezpieczeństwa są nawyki i zwyczaje formatycznych i telekomunikacyjnych, komunikacyjnych do potrzeb bizneso- kulturowe. Z tego też względu pierwszym • utrzymanie heterogenicznych środo- wych przedsiębiorstwa Eletrobras Ele- źródłem ryzyka są ludzie. W ostatecznym wisk rozwijającej się sieci telekomunika- tronorte – Brazylia efekcie, zasady i procedury nie mają wpły- cyjnej, Artykuł omawia proces zarządzania wu na faktyczne działania, które podejmu- • ochronę infrastruktury krytycznej przed problemami związanymi ze świadczeniem ją pracownicy w celu wdrożenia zmian. zagrożeniami cybernetycznymi. usług w przedsiębiorstwie telekomunika- Inną, wymagającą wzmianki kwestią, jest Poniżej przedstawiono streszczenia cyjnym Eletrobras Eletronorte (Brazylia), proces wzrostu firmy i rozszerzenia ob- zgłoszonych referatów w zakresie tematu zgodnie z eTOM (enhanced Telecom Ope- szarów działalności. Chesf musi stosować wiodącego. rations Map), tj. rozszerzoną mapą proce- się do wytycznych rządowych będąc spół- sów telekomunikacyjnych, odzwierciedla- ką należąca do państwa. Podstawowa D2-302. Doświadczenia z wykorzy- jącą szeroko stosowany model procesowy zasada dotyczy struktury własności no- stania sieci IP/MPLS dla potrzeb przed- przedsiębiorstwa telekomunikacyjnego. wych projektów – Chesf może mieć tylko siębiorstwa elektroenergetycznego – Artykuł prezentuje analizę jakościową do 49% udziałów w większości nowych Belgia wskazującą obszary możliwej poprawy przedsięwzięć, pozostała część przypada Operatorzy systemów przesyłowych sta- świadczonych usług z wykorzystaniem mena właścicieli prywatnych. Jeżeli zacho- ją przed wzrastającymi potrzebami komuni- todyki BPMN, biorąc pod uwagę rosnące dzi potrzeba określenia zasad bezpie- kacyjnymi w zakresie zapewnienia wymiany zapotrzebowanie klientów na łącza DWDM czeństwa dla wszystkich przedsięwzięć, informacji z podmiotami zewnętrznymi, takimi i Ethernet z wykorzystaniem sieci DWDM. w których uczestniczy Chesf, uzgodnienia jak klienci (odbiorcy końcowi), uczestnicy ryn- Przedstawiona została ogólna koncepcja w tym zakresie obejmują również udział ku energii, farmy wiatrowe itp. Jednocześnie całego procesu wraz z miarami (KPI) umoż- obecnych i przyszłych partnerów. Artykuł OSP budują sieci wykorzystujące komutację liwiającymi ocenę wydajności sieci teleko- prezentuje dalsze działania podjęte po pakietów do połączenia urządzeń komuniku- munikacyjnej. zakończeniu etapu badania i diagnozy ak- jącymi się za pomocą protokołu IP. tywów, napotkane trudności oraz wypra- Artykuł opisuje doświadczenia operato- D2-304. Analiza bezpieczeństwa in- cowane rozwiązania. ra belgijskiego Elia z technologią z IP/MPLS formacji – Brazylia (Internet Protocol/Multi-Protocol Label Swit- Realizując politykę bezpieczeństwa D2-305. Architektura sieci teleko- ching) oraz przedstawia główne założenia informacji, brazylijskie przedsiębiorstwo munikacyjnej w aspekcie nowych usług projektu zrealizowanego przez tego opera- Sao Francisco Hydroelectric Company Smart Grid – Brazylia tora. Technologia IP/MPLS pozwala wdro- (Chesf – Companhia Hidro Elétrica do São Wdrożenie w sieciach elektroenerge- żyć wewnętrzną sieć wykorzystującą komu- Francisco), będące częścią Eletrobras, naj- tycznych dużej ilości „inteligentnych apli- tację pakietów oraz umożliwić bezpieczną większego brazylijskiego producenta ener- kacji” wymaga usług komunikacyjnych komunikację z urządzeniami zewnętrznymi. gii oraz operatora systemu przesyłowego, opartych na technologiach Ethernetu VPN (Virtual Private Network) można skon- przeprowadziło badanie podatności posia- bądź Internetu. Wiele istniejących aplikacji figurować w taki sposób, aby rozdzielić we- danych aktywów telekomunikacyjnych na również ewoluuje w tym kierunku. Rosną wnętrzny ruch sieci od danych pochodzą- zagrożenia cyfrowe. wymagania dotyczące sieci z komutacją cych od podmiotów zewnętrznych. Wyniki tej analizy były omawiane pod- pakietów i wzrost ten utrzyma się przez Jest to znana i dojrzała technologia czas Sesji Technicznej CIGRE w 2012 r., na następne lata. Migracja obecnych sieci te- stosowana przez wielu dostawców usług której przedstawiono prawdopodobieństwo, lekomunikacyjnych do technologii pakieto- telekomunikacyjnych w nowych genera- wpływ i zależność poszczególnych obsza- wych jest uwarunkowana istnieniem sporej cjach sieci komputerowych. Bezpieczeń- rów biznesowych od poszczególnych ryzyk ilości systemów z łączami komutowanymi, stwo komunikacji w sieciach pakietowych dla poszczególnych grup aktywów. użytkowanych na przestrzeni ostatnich lat,

strona 236 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

które według założeń miały pozostać nie- Sieć przesyłowa najwyższych na- Dostępnych jest kilka technologii i spore zmienne dla zastosowań w elektroenerge- pięć została, w większości przypadków, możliwości ich łączenia, umożliwiające bu- tyce. Cechy łączy komutowanych stanowią wyposażona w urządzenia umożliwiają- dowę sieci transmisji danych o cechach opi- podstawę deterministycznego zachowania ce transmisję szerokopasmową (włókna sanych powyżej; niektóre z nich zaczerpnięto pracy sieci pozwalając na kontrolowalną optyczne w liniach przesyłowych). Jed- z rozwiązań przeznaczonych dla przedsię- i bezpieczną wymianę informacji w całym nakże, wzrastająca ilość aplikacji wyko- biorstw. Mimo technologicznego podobień- systemie elektroenergetycznym. Deter- rzystujących technologie Ethernetu bądź stwa, nowy system transmisji danych, co ministyczne i kontrolowane zachowanie Internetu (systemy ochrony integralności najmniej w części dotyczącej obsługi proce- pracy sieci opiera się na dwóch funda- systemu elektroenergetycznego, moni- sów technologicznych, nie stanowi elementu mentach: jak wykorzystać zasoby sieci torowanie i sterowanie z wykorzystaniem korporacyjnej sieci transmisji danych. do niezwłocznego przesłania różnych synchrofazorowych systemów pomiaro- Mając na względzie operacyjne warunki strumieni informacji od źródła do miejsca wych – PMU, zdalny dostęp i monitoring funkcjonowania systemu elektroenergetycz- przeznaczenia (czyli architektura i zasady stanu aktywów w stacji elektroenerge- nego, przygotowując się do projektu budowy działania) oraz w jaki sposób sieć ta może tycznych, monitoring i kontrola dostępu) sieci z pakietową transmisją danych, rozwa- być nadzorowana, eksploatowana i roz- sprawiają, że obecne rozwiązania, opar- żyć należy, oprócz aspektów wydajnościo- wijana (tj. zarządzanie siecią). Pojawienie te na mechanizmach multipleksowania, wych, także kwestie związane z mechani- się i wzrost ilości pakietowych technolo- wydają się zbyt sztywne, pracochłonne zmami zarządzania pracą takiej sieci. gii komunikacyjnych w elektroenergetyce w utrzymaniu i niewystarczająco ska- Sieć obejmująca setki lub tysiące w dużej mierze jest i będzie uwarunko- lowalne. Należy znaleźć bardziej odpo- miejsc rozproszonych na rozległym geo- wane stopniem zapewnienia przez nowe wiedni sposób zapewnienia transportu graficznie obszarze, która łączy krytyczne technologie takiego deterministycznego pakietów w tej sieci bez utraty wydajno- czasowo aplikacje, wymaga obsługi z ogra- i kontrolowanego zachowania, jak również ści, nierozerwalnie związanej z obecnym, niczonej liczby obiektów przez ograniczone zależy od możliwości stopniowej i łagodnej komutacyjnymi systemami wymiany in- ilościowo zespoły utrzymania i eksploata- migracji z obecnie istniejących systemów formacji, od których zależy działanie ist- cji, które będą ją realizować bezpośrednio do rozwiązań docelowych. niejących aplikacji. na poziomie stacji. Innymi słowy sieć taka Artykuł przedstawia i analizuje architek- Na poziomie sieci dystrybucyjnej, musi posiadać cechy, jakie posiada każ- tury systemów telekomunikacyjnych z ko- w stacjach średnich napięć, występujących da współczesna sieć telekomunikacyjna, mutacją pakietów, wraz z rozwiązaniami w dużej ilości i połączonych w sposób bar- spełniając jednocześnie nowe wymagania w zakresie zarządzania takimi systemami, dziej zróżnicowany, komunikacja w więk- w obszarze transmisji danych. umożliwiając planistom opracowanie odpo- szości przypadków jest dużo gorsza. Po- wiedniej strategii bezzakłóceniowego wdro- mijając dostęp do końcówek klienckich, D2-306. Doświadczenia w zakresie żenia takich sieci telekomunikacyjnych. wewnętrznie się różniących, współczesne budowy dużej sieci telekomunikacyjnej Po wstępnym opisie wymagań doku- aplikacje automatyki i sterowania rozpro- z wykorzystaniem OPGW – Indie ment przybliża możliwe architektury i tech- szonymi źródłami energii wymagają roz- Przedsiębiorstwo POWERGRID posia- nologie umożliwiające uruchomienie takiej szerzonych kanałów komunikacji. W przy- da system telekomunikacyjny oparty na łą- sieci oraz jej utrzymanie w całym cyklu padku, gdy dostęp do końcówek klienckich czach światłowodowych, który jest obecnie życia. Łatwość zarządzania jest istotnym odbywa się poprzez sieć elektroenerge- przedmiotem rozległej rozbudowy, polega- aspektem w tym zakresie. Artykuł analizu- tyczną, wymaga on zapewnienia odpo- jącej na ułożeniu przewodów OPGW w li- je złożoność architektoniczną, podział na wiedniej komunikacji na potrzeby przesy- niach najwyższych napięć w całych Indiach. domeny i strukturę hierarchiczną z punktu łania informacji zwrotnej z inteligentnych Potrzeby w zakresie przepustowości łączy widzenia operacyjnego zarządzania taką liczników. w projektach sieci inteligentnych, synchro- siecią, podkreślając cechy, które umożli- Wspólnym mianownikiem wszyst- fazorów czy Narodowego Centrum Zarzą- wiają świadczenie usługi w ramach obec- kich wdrożeń jest ekonomiczna, łatwa dzania Majątkiem Przesyłowym są bardzo nie funkcjonującego w przedsiębiorstwie w obsłudze, skalowalna sieć z pakieto- wysokie. Po zakończonej modernizacji, roz- elektroenergetycznym zestawu kompeten- wą transmisją danych, obejmująca sieć budowany system będzie prawdopodobnie cji i procesów. elektroenergetyczną, centra sterowania, największym, wśród tego typu systemów Zapewnienie odpowiedniej łączności stacje WN i SN oraz rozproszone źródła wykorzystywanych przez przedsiębiorstwa pomiędzy stacjami elektroenergetycznymi energii. Sieć powinna spełniać wymaga- przesyłowe, na świecie systemem wykorzy- a różnymi platformami przetwarzania, ste- nia pod względem wydajności, niezawod- stującym przewody OPGW. rowania i monitorowania transmisji danych ności, opóźnień transmisji, odporności W ramach prowadzonych przez PO- w elektroenergetycznej sieci przesyłowej na zakłócenia oraz bezpieczeństwa dla WERGRID projektów wdrożenia Zuni- jest jednym z głównych wyzwań paradyg- każdego z planowanych zastosowań jak fikowanych Centrów Dyspozycji Mocy matu sieci inteligentnych. również dla całej sieci. i Telekomunikacji (Unified Load Dispatch

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 237 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

& Communication – ULDC), zainstalo- D2-307. Integracja systemów SCA- • żadne z wymagań opisanych w Naro- wano w poszczególnych regionach kraju DA jako element budowy inteligentnej dowej Polityce Energetycznej 2003 nie około 9500 km nowych linii światłowodo- sieci Smart Grid – Indie mogło zostać spełnione w ramach ist- wych w celu umożliwienia uruchomienia Większość systemów SCADA w In- niejącego systemu SCADA, zaawansowanych systemów SCADA/EMS diach nie stanowi systemów kompletnych. • system nie zbierał danych z 1265 stacji, do zarządzania pracą sieci lokalnych. Pro- Stąd też wdrożenie sieci inteligentnych • wdrożenie szczegółowych, dotyczących jekty te były realizowane od lipca 2002 r. Smart Grid w Indiach jest prawdziwe tylko obszaru stanu, zasad wynikających z ta- do lutego 2006 r. kolejno na południu, pół- w teorii. Część operatorów systemów elek- ryfy ABT było zagrożone, nawet jeżeli nocy, północnym wschodzie, wschodzie troenergetycznych posiada systemy SCA- funkcjonowały zasady ABT na poziomie i zachodzie kraju. DA/EMS dla sieci 400 i 220 kV, część wy- międzystanowym, Kolejnym etapem wdrożenia Zunifiko- korzystuje systemy SCADA/DMS do zarzą- • operatorzy systemów dystrybucyjnych wanych Centrów Dyspozycji Mocy i Te- dzania pracą sieci 33 i 11 kV. Żaden inny nie posiadali możliwości monitorowania lekomunikacji był rozwój systemu elek- stan w Indiach, oprócz stanu Karnataka, zużycia energii elektrycznej na swoim troenergetycznego, któremu towarzyszył nie posiada kompletnego systemu SCADA obszarze, dalszy rozwój niezawodnej i wydajnej sieci obejmującego sieć od 11 do 400 kV. • obliczenia strat sieciowych były niewia- telekomunikacyjnej. Nowe technologie, Narodowa Polityka Energetyczna Indii, rygodne, instalowane w dalszym ciągu w sieciach uchwalona w 2003 r., zawiera niezbędne • żadna z funkcji EMS nie mogła zostać elektroenergetycznych, wymagały stoso- wymagania dotyczące sieci i systemów uruchomiona z powodu braku danych wania łączy o dużej przepustowości. na potrzeby realizacji zadań publicznych, z pozostałych stacji, Bazując na 10-letnim doświadczeniu będące następstwem rozdzielenia działal- • brak symulatora szkoleniowego, POWERGRID-u z wykorzystaniem tech- ności w obszarze wytwarzania, przesyłu • brak automatycznej procedury uzyski- nologii OPGW należy stwierdzić, iż świa- i dystrybucji. Dotyczą one: wania dostępu do danych, tłowody OPGW stanowią niezawodne me- • tworzenia systemów otwartego dostępu, • ograniczenia baz danych uniemożliwia- dium transmisyjne, które oferują bardzo • dostarczania informacji o przepływach jące dodanie nowych stacji w regionie wysoką dostępność oraz są odpowiednie na liniach w czasie rzeczywistym klien- południowym. dla zastosowań w systemie elektroener- tom oraz innym operatorom, Mając na uwadze opisany wyżej stan, getycznym oraz projektach sieci inteli- • podejmowania działań na rzecz przej- podjęto decyzję o całkowitym wyłączeniu ist- gentnych. rzystości, niejącego Centrum Dyspozycji Mocy i Komu- Wcześniej instalowano urządzenia • rozszerzania katalogu informacji prze- nikacji i wdrożeniu projektu „Integrated Exten- SDH z przepływnością STM-1, która oka- kazywanych operatorom systemów ded SCADA”, obejmującego 1377 węzłów. zała się wystarczająca dla zastosowań dystrybucyjnych o działania wynikające Utworzono 16 centrów sterowania siecią: w elektroenergetyce. Jednakże wzrastają- z taryfy ABT (informacji o planach pracy • jeden węzeł główny posiadający wszyst- ce zapotrzebowanie na szerokopasmową jednostek wytwórczych), kie funkcje EMS i DMS, komunikację oraz wsparcie dla interfejsów • tworzenia odrębnych Centrów Dyspo- • węzeł zapasowy (przywrócenie funk- ethernetowych spowodowało, że obecnie zycji Mocy w przedsiębiorstwach peł- cjonowania w sytuacjach kryzysowych) instalowane są urządzenia z przepływno- niących funkcję OSD na potrzeby za- zlokalizowany w odległości 25 km od ścią STM-4, zapewniające wsparcie za- rządzania pracą sieci podległych OSD, węzła głównego, posiadający wszystkie równo dla istniejących urządzeń SDH jak • tworzenia odrębnych Centrów Dyspo- funkcje EMS i DMS, i nowych. zycji Mocy w przedsiębiorstwach peł- • 5 centrów sterowania dla OSD, Artykuł opisuje doświadczenia PO- niących funkcję OSP, • 6 centrów sterowania dla obszarów WERGRID-u obejmujące planowanie, • zautomatyzowania procesów obliczania (stref) przesyłowych, projektowanie, implementację (wdrożenie) strat sieciowych na wszystkich pozio- • odrębne centrum sterowania dla auto- oraz utrzymanie sieci telekomunikacyjnej mach napięć. matycznego systemu dystrybucji energii indyjskiego operatora systemu przesyło- Potrzeba spełnienia tych wymagań w mieście Bangalore. wego. Przedstawia także plany dotyczące spowodowała, że stan Karnataka zainicjo- dalszego rozwoju tej sieci w celu zaspo- wał w 2008 r. projekt o nazwie „Integrated D2-308. Sieci telekomunikacyjne we kojenia potrzeb wynikających z wdraża- Extended SCADA”. Przed jego rozpoczę- wdrożeniu Smart Grid – Hiszpania nia nowych technologii i innych potrzeb ciem, władze stanowe dysponowały sys- Procesowi wdrażania sieci inteligentnych związanych z funkcjonowaniem syste- temem SCADA/EMS w Centralnej Dyspo- towarzyszy wzrost wykorzystania urządzeń mu elektroenergetycznego. W końcowej zycji Mocy i Komunikacji obejmującym wy- komunikujących się pomiędzy sobą (ma- części artykułu znajduje się omówienie łącznie sieć 400 i 220 kV oraz 112 węzłów. chine to machine – M2M) wymaganych do przydatności i ocena technologii SDH Środowisko to cechowało się następujący- łączenia różnych elementów sieci, które na- i OPGW. mi ograniczeniami: stępnie są zdalnie zarządzane.

strona 238 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Obecnie tysiące nowych urządzeń jest Rozwój infrastruktury AMI (Advanced protokoły posiadają wbudowane mecha- instalowanych w sieci w celu zapewnie- Metering Infrastructure) jest kluczowym nizmy sprawdzania spójności danych, np. nia bezpiecznych i niezawodnych dostaw elementem dalszej rozbudowy sieci tele- CRC. Bezpieczeństwo sieci jest podstawo- energii o wysokich parametrach jakościo- komunikacyjnych związanych z sieciami wą kwestią, która musi być wzięta pod uwa- wych, po ekonomicznie uzasadnionych inteligentnymi. gę podczas projektowania sieci. kosztach i niskich stratach sieciowych. Różnorodność oferowanych usług sie- Zarówno obecnie jak i w przyszłości, ciowych skutkuje zróżnicowanymi wymaga- D2-310. Trendy rozwojowe sieci te- teleinformatyka będzie odgrywała kry- niami dotyczącymi systemów telekomunika- lekomutacyjnych w japońskich przed- tyczną rolę w rozwoju infrastruktury sieci cyjnych. Projekty sieciowe powinny być do- siębiorstwach elektroenergetycznych inteligentnych, oferując nowe możliwości stosowane do różnych potrzeb w zakresie – Japonia i redukując koszty. Celem artykułu jest obciążenia ruchem sieciowym, przepusto- Japońskie przedsiębiorstwa energetycz- omówienie wyników analizy obecnych wości, dostępności, opóźnień i zniekształ- ne angażują się w projekty sieci inteligent- sieci telekomunikacyjnych, pod katem ceń sygnału, różniących się w zależności nych w celu późniejszego ich wykorzystania rozmieszczenia w nich urządzeń Smart od usługi. na dużą skalę przy integracji rozproszonych Grid, z różnych punków widzenia: standa- Ze względu na różnorodność tech- źródeł energii oraz systemów rezerwowych, ryzacji, technologii, usług, procesów oraz nologii, protokołów oraz sieci (publiczne, wzmacniających środki bezpieczeństwa na bezpieczeństwa. prywatne, elektroenergetyczne), potrzebny wypadek wystąpienia katastrofy naturalnej Rozwój i adaptacja otwartych stan- jest system zarządzania globalnego, zdol- bądź zdarzeń o charakterze przestępczym. dardów informatycznych jest najbardziej ny do korelacji zdarzeń sieciowych, inte- Realizacja tych przedsięwzięć wymaga efektywną strategią zapewnienia interope- gracji informacji z różnych źródeł, również wzmocnienia środków komunikacji oraz roz- racyjności, konkurencyjności i innowacji. od publicznych dostawców usług. Potrze- woju nowych metod wymiany informacji. Przykładowo, TR-069 jest standardowym ba takiego systemu wymusza koncentrację Artykuł prezentuje przykładowe rozwią- protokołem Forum Broadband, który umoż- dostawców. System taki musi umożliwiać zanie w zakresie środków komunikacji wy- liwia zdalne zarządzanie, monitoring i ste- inwentaryzację, monitoring, zarządzanie korzystywanych w sieciach inteligentnych rowanie wieloma typami urządzeń Smart siecią oraz raportowanie. przez japońskie przedsiębiorstwa energe- Grid. Mimo iż model SGAM (Smart Grids Jednocześnie system taki musi ofe- tyczne, w szczególności omawia budowę Architecture Model), który jest europejskim rować wsparcie w następujących kluczo- modeli do oceny nowych inteligentnych rozwinięciem amerykańskiego modelu wych obszarach i procesach: samodzielna systemów komunikacji oraz prezentuje koncepcyjnego (NIST), definiuje kompletne instalacja nowych urządzeń, implemen- wyniki testów przeprowadzonych w warun- wymagania oparte na pięciu strefach i dzie- tacja znaczących zmian w sieci, wymiana kach rzeczywistych. Artykuł przedstawia dzinach, jak również na pięciu wymiarach urządzeń wskutek działań naprawczych również przykłady rozwiązań sieci opar- interoperacyjności, rzeczywistość projek- i korygujących. Niezbędne jest posiadanie tych na adresacji IP dla japońskich przed- tów Smart Grid jest całkiem inna. urządzeń, które wspierają procesy tego siębiorstw energetycznych. Z telekomunikacyjnego punktu wi- typu w celu uproszczenia instalacji urzą- dzenia, granica przebiega na poziomie dzeń, redukcji kosztów, jak również w celu D2-312. Smart Communication Sys- stacji SN/nn. Od tego miejsca „w dół”, wdrożenia zmian wynikających z zakresu tem SCS – Wenezuela najbardziej rozpowszechnioną technolo- wymagań dla określonej kategorii usług. Aktualna infrastruktura telekomunika- gią jest PLC, stanowiąca implementację W rzeczywistości, podczas budowy cyjna przedsiębiorstw energetycznych jest standardu ITU-T G.9904. Z kolei dla ko- takich sieci należy myśleć w kategoriach oparta w 90% na technikach TDM reali- munikacji „w górę”, wykorzystywane są integracji wszystkich procesów, tak aby in- zowanych na bazie pierścieni światłowo- technologie Broadband Power Line (BPL), frastruktura komunikacyjna stała się prze- dowych, łączy radiowych lub komunikacji GPRS/UMTS, DSL, światłowody. Sieci te- dłużeniem innych systemów. Co więcej, z wykorzystaniem linii zasilających PLC. lekomunikacyjne dla zastosowań Smart integracja taka ułatwia zapewnienie bez- Z uwagi na pierścieniową naturę sieci elek- Grid posiadają pewne ograniczenia, które pieczeństwa usług sieciowych z uwagi na troenergetycznych, naturalnym jest wyko- determinują projektowanie i zarządzanie centralizację i unifikację. rzystanie heterogenicznej infrastruktury taką siecią. W przypadku dostępu do informacji po- telekomunikacyjnej obecnej w takich sie- Z punku widzenia usług dostępnych ufnych, bezpieczeństwo odgrywa główną ciach do automatycznego tranzytu ruchu w takiej sieci są one niezwykle zróżnicowa- rolę. Integralność, dostępność, uwierzytel- niezależnie od technologii obecnej w każ- ne. Niektóre z nich skupiają się na odczycie nianie i szyfrowanie danych powinny być dym punkcie połączenia sieciowego. danych, inne monitorują jakość przesyłanej poddane szczegółowej analizie. Dostępność System inteligentnej komunikacji (SCS) energii. Inne zaś koncentrują się na zdal- i uwierzytelnianie powinny posiadać wyższy określa filozofię współpracy urządzeń PLC nym sterowaniu, bilansowaniu czy popra- priorytet w stosunku do integralności i szy- nowej generacji z wykorzystaniem łączy wie dostępności usług w sytuacji awarii. frowania danych. W rzeczywistości, niektóre światłowodowych i łączności radiowej,

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 239 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

tworzących sieć umożliwiającą komutację Urządzenia PLC z możliwością routin- • bezpieczeństwo informatyczne ewolu- pakietów, wykorzystującą wszystkie po- gu stanowią kluczowy element zapewnienia ujących przedsiębiorstw elektroenerge- łączenia sieciowe, w tym z obszaru roz- niezawodności kanałów komunikacji, umoż- tycznych w powiązaniu z ich operacyj- wiązań technologii TDM. SCS umożliwia liwiając transmisję głosu i danych, zapewnia- nymi procesami (w tym zdalny dostęp wdrażanie sieci inteligentnych w liniach za- jąc interfejsy do istniejących łączy światłowo- oraz usługi mobilne), silających, ustanawiając pomost pomiędzy dowych oraz radiowych, wykorzystując każ- • rozwój aplikacji Smart Grid (w tym za- systemami generacji, centrami dyspozytor- dy punkt połączenia sieciowego do stworze- awansowane narzędzia analityczne), skimi oraz sieciami dystrybucyjnymi. nia inteligentnego system komunikacyjnego • zagadnienia związane z zarządzaniem Tradycyjne protokoły SCADA, używane stanowiącego hybrydową platformę zdolną teleinformatyką (wzrost złożoności sys- na poziomie stacji, wywodzą się z techno- do transmisji danych z wykorzystaniem pro- temów IT oraz kosztów ich wdrożenia logii TDM (DNP, MODBUS). Do komunika- tokołów TDM oraz IP. i utrzymania). cji z centrum dyspozytorskim stosowane Właściwie zarządzana teleinformatyka są protokoły IEC 60870-5-101 lub DNP 3.0 powinna zwiększać niezawodność działa- z wykorzystaniem technologii sieciowych Podsumowanie nia całego systemu elektroenergetyczne- TDM, takich jak pierścienie światłowodo- go. Niewłaściwie zarządzana teleinforma- we, PLC lub łącza radiowe. Przełączanie Referaty prezentowane podczas se- tyka obniży niezawodność systemu elek- ruchu sieciowego w węzłach pośredniczą- sji CIGRE wpisują się w opublikowane troenergetycznego. cych odbywa się z udziałem człowieka, co przez Komitet Studiów D2 w czerwcowym zajmuje kilka minut, godzin bądź nawet dni numerze miesięcznika ELEKTRA wyniki w sytuacji awarii węzła. szeroko zakrojonej ankiety, przeprowa- Referaty Komitetu Nowym trendem w systemach SCADA dzonej wśród 44 przedsiębiorstw elek- Studiów D2 jest wykorzystanie protokołu IEC 61850 do troenergetycznych z 18 krajów pt. „Cele komunikacji wewnątrz stacji oraz protokołu strategiczne teleinformatyki”. Działaniom PS1: Information and telecommunication IEC 60870-5-104 w komunikacji z centrum przypisano wagi: od 0 – nieistotne (strata technologies for connecting distributed ener- dyspozytorskim, uwzględniając implementa- czasu) do 5 – najwyższy priorytet. Rezul- gy resources cję mechanizmów przełączania w warstwie 2 taty przedstawia poniższa tabela. [1] D2-101. Study and practice of cybersecu- i 3. W tej technologii cały ruch w sieci oraz Wyniki ankiety wskazują rzeczywiste rity situation evaluation method for smart grid, K. Gao, Y. Wang, R. Xu. przełączanie pakietów odbywa się automa- i aktualne problemy teleinformatyki w ener- [2] D2-102. Study on just-in-time decision of tycznie. W artykule przedstawiono również getyce, a jednocześnie zostały wykorzy- demand respond based on complex event kwestię wykorzystania istniejącej infrastruk- stane przez SC/D2 do określenia bieżą- processing, J.Y. Wang, N. Li, Y.X. Xie, X.Z. tury TDM do ruchu sieciowego z komutacją cych priorytetów działania grup roboczych Li, D.P. Wang, F.Y. Wang. pakietów dla nowych węzłów. komitetu, zdefiniowanych jako: [3] D2-103. Powerline communications for connecting distributed energy resources, D. Gil, A. Llano, F. Castro, J.A. Moreno, S. Issue – Long Name Score Martinez, T. Arzuaga. Remote control of critical infrastructure – cyber security reference models and controls. 168.5 [4] D2-104. Security of communications in Emerging Smart Grid Applications and Issues. (Evolution beyond Advanced Metering) 166.5 voltage control for Grids connecting DER: Cyber-security reference models for securing information systems against impact analysis and anomalous behavio- 163.0 new vulnerabilities caused by mobile devices and social media systems. urs, G. Dondossola, R. Terrugia. Situational aware prioritization and presentation of large amounts of information 161.0 [5] D2-105. Control and measurement system for trading and SCADA applications to evaluate solar power grid-tie inverter per- Case studies on the EPU use of SOA (Service Oriented Architecture) and CIM 158.5 (Common Information Model) formance, R. Guevara, C. Tello, J. Rodríguez. Reliable access to mission critical data 154.0 [6] D2-106. DSO’s strategic choice for private Case studies for the use of mobility devices and applications 152.0 telecom networks, G. Robichon. Integration of communications and Information Systems both operationally and in design. [7] D2-107. Future smart meters and meter 149.5 (Including organisational structures, skillsets, cultural issues) data management, A.I. Bataineh. Cyber security response by EPUs - framework for a tool that EPU operators can use 147.5 [8] D2-108. Utilization of web services for to automate their response to a cyber-initiated threat. New operational and business applications and issues for EPUs caused by the explosion electronic data interchanges on the Euro- in mobile device technologies (iPads, iPhones, Androids, etc.) and social media systems 146.5 pean energy market for electricity, A. Mar- (Facebook, Twitter, etc.) tín Barbero, E. Jiménez Raya, J. Bembibre Management of privacy issues in the Smart Grid 144.0 Regueiro. Use of IEC 61968 (CIM for distribution systems) 138.5 [9] D2-109. A new experience of Optical Pha- Efficient data structures 137.0 se Conductor (OPPC) in Red Eléctrica de Processing vast amounts of data 126.0 España, S. Kwik Allan, J.M. Delgado Alvarez.

strona 240 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

PS2: Maintaining operational IT reliability in [14] D2-303. The telecommunications busi- [18] D2-307. Smart grid network through inte- an evolving environment ness expansion at Eletrobras Eletronorte grated SCADA System-Karnataka Model [10] D2-201. IT platforms of Japanese electric po- and the needs for changes in operation – A case study, K.R. Adisheshan. wer companies, T. Yoshida, M. Okamoto, N. and maintenance, M. Costa De Araujo, M. [19] D2-308. Telecommunication networks for Tamehisa, M. Kikegawa, C. Tsuji, T. Hanakita. Alves Rodrigues. smart grids deployment, B. Peralta. [11] D2-202. Experiences and practices in the [15] D2-304. Beyond Chesf’s telecommunica- [20] D2-310. Trends of communication ne- implementation of IT governance in Mexican tions information security analysis, A. Tem- tworks in Japanese electric power uti- electrical utility, I. Parra, G. Arroyo, A. Garcia. poral, H. Burle, C.A. Bastos. lities, H. Tsuchiya, K. Takahashi, K. [12] D2-203. Security in remote services used [16] D2-305. Managing adapted packet network Shimoosako, N. Takahashi, S. Ono, Y. by EPUs, P. Sitbon, C. Poirier, J. Zerbst, D. architectures for smart IP-based services, Tada. Holstein. M. Mesbani, A. Moaini, V. Meneguim. [21] D2-312. Smart Communication System PS3: Trends in managing utility communica- [17] D2-306. Challenges in establishment of SCS, J. Ramirez, H. Cabrera. tion networks large OPGW based communication ne- [13] D2-302. Experiences with an IP/MPLS network – Indian experience, N.S. Sodha, twork in utility environment, T. Leroy. H.H. Sharan, Sheela Rani. CIGRE

Mariusz Krupa Sekretarz PKWSE

Tematy wskazane 46. Sesji Generalnej CIGRE 2016

Preferred subjects for the 46th CIGRE General Session 2016

46. Sesja Generalna CIGRE odbę- którego referat dotyczy oraz podanie ad- Study Committee A1: dzie się w Paryżu w dniach 21-26 sierp- resu e-mail głównego autora. Streszcze- Rotating Electrical Machines nia 2016 r. PKWSE – jako polski komitet nia powinny być opracowane w języku an- krajowy CIGRE – ma prawo zgłoszenia gielskim i zgodne ze wzorem zamieszczo- PS1 – Developments of Rotating Ma- trzech referatów na Sesję. Warto dodać, nym na stronie CIGRE (www.cigre.org). chines and Experience in Service że istnieje możliwość zgłoszenia dodatko- Jednocześnie przypominamy, że główny • Design, manufacture, maintenance wych referatów, pod warunkiem uznania autor referatu musi być członkiem CIGRE and performance improvements in ge- ich zawartości merytorycznej, przez po- – indywidualnym lub przedstawicielem nerators and excitation systems and szczególne Komitety Studiów, za szcze- członka zbiorowego. in starting methods of pump storage gólnie interesujące. Zgłoszenia referatów Uprzejmie prosimy o nadsyłanie stresz- units. krajowych można dokonywać jedynie za czeń referatów do sekretariatu PKWSE • Influence of customer specifications pośrednictwem PKWSE. Wszystkich zain- (e-mail: [email protected]) w terminie do and grid operator requirements on ge- teresowanych, w imieniu PKWSE, uprzej- 30 maja 2015 r. tak, aby można było wy- nerator design and performance. mie zapraszamy do zgłaszania propozycji brać referaty najlepiej dostosowane do ak- • New developments for improving the referatów w postaci streszczeń obejmują- tualnej tematyki prac CIGRE i zgłosić je do performance, design, cost and flexibility cych minimum 500 słów lub w miarę moż- Biura Centralnego CIGRE w wymaganym of operation of large generators. liwości pełnych tekstów. Zgłoszenie po- terminie. • Efficiency, operation, control and design winno również zawierać wskazanie tema- Poniżej wymieniono tematy wybrane of motors for power stations and disper- tu wskazanego (Preferential Subject, PS), 46. Sesji Generalnej CIGRE. sed generation.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 241 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

PS2 – Asset Management of Rotating Study Committee A3: PS3 – Insulated cables in the Power Machines High Voltage Equipment System of the Future • Refurbishment, replacement, power up- • New functionalities, innovative cable -rating and efficiency improvement of PS1 – High voltage equipment for designs, accessories and systems. aged generators and associated project emerging power system conditions • Advances in modelling. cost benefit analysis. • Requirements for AC equipment, e.g. • Environmental challenges for future ca- • State of the Art equipment and expe- disconnecting switch, earthing switch, ble systems. rience with Robotic inspections. instrumental transformer. • Longer lengths and higher voltage le- • Improvements in monitoring, diagnosis • Requirements for DC equipment, e.g. DC vels for AC and DC Cables. and prognosis systems. circuit breaker, disconnecting switch, ear- PS3 – Rotating Machines for Renewa- thing switch, surge arrester / varistor. ble and Dispersed Generation • Developments in testing and verification. Study Committee B2: • Design, manufacture, generator costs, PS2 – Lifetime management of trans- Overhead Lines efficiency, monitoring and diagnosis. mission & distribution equipment • Effects of faults and system disturban- • Impact of maintenance, monitoring, dia- PS1 – Overhead Lines for high power ces on design and control strategies. gnostics. transfer capacity • Evolution and trends in machines for re- • Influence of environmental and opera- • Design for AC and DC Lines including newable generation. ting conditions. dedicated metallic return. • Optimized maintenance practices. • Climatic and environmental considera- • Mitigation methods for overstresses and tions. Study Committee A2: overloads. • Influence of operational aspects on re- Transformers PS3 – Application of information tech- liability and line security. nology tools for development & mana- PS2 – Project management, construc- PS1 – Advances in transformer diagno- gement of high voltage equipment tion and maintenance stic and monitoring • Advanced simulations and design tools. • New methods including replacement • Innovative practices for data interpreta- • Integration of intelligence into high vol- and refurbishment. tion and condition assessment: progno- tage equipment. • Experience with contracting and finan- sis, case studies and success stories. • Translating data into useful information cing models. • Diagnostics, monitoring, maintenance and actions. • Reliability evaluation of installed com- and operation information for strategic ponents and their change with time. management of a transformer fleet. PS3 – Application of new materials and • Specification, integration, and manage- Study Committee B1: technologies ment of monitoring systems to ensure Insulated Cables • Conductors, insulators, fittings and struc- effective utilization of data. tures. PS2 – EHV/UHV and EHV DC/UHV DC PS1 – Feedback from newly installed or • Experience and trends. - Transformers and their components upgraded cable systems • Specification and test requirements for • Specification, design, material, manu- • Design, installation, operation and tech- line components. facturing and testing requirements and niques to improve safety from induced facilities. voltages and currents. • Transportation constraints, installation, • Advances in testing and relevant expe- Study Committee B3: commissioning, reliability, operation and rience. Substations maintenance. • Lessons learnt from permitting, consent • Shunt reactors. and implementation of mitigation me- PS1 – Advances in substation technology PS3 – Transformer windings asures. • GIS and GIL developments including • Design, manufacturing processes, ap- PS2 – Best use of existing cable systems DC technologies. plication and performance of different • Condition assessment, diagnostic te- • Integrating Non-Conventional instru- winding types and material, experience sting and monitoring of cable systems ment transformers. with new insulation materials. and accessories. • Integrating new materials and new tech- • Experience and evaluation of winding me- • Upgrading methodologies and related nologies into substations. chanical (short-circuit and load noise), ther- experience. PS2 – Developments and new thinking mal, dielectric and efficiency performance. • Trends in maintenance strategies, re- in substation design • Effects of ageing and maintenance prac- maining life assessment and asset ma- • Integrating IEC 61850 into existing sub- tices on winding performance. nagement. stations.

strona 242 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

• Maximising substation availability. Study Committee B5: PS3 – New system solutions and plan- • Modular, pre-fabricated, fast deploy- Protection and Automation ning techniques for flexible and robust ment and off-shore substation solutions. system plans • Adaption of substations to meet emer- PS1 – Protection Automation and Con- • Taking into account environmental and ging power system requirements. trol System (PACS) Optimization and social impact using scenario based PS3 – Evolution in Substation Manage- Life Time Ass et Management techniques. ment • Lifecycle management of existing • Achieving optimal solutions for the enti- • Risk quantification and optimised asset PACS including maintenance and de- re power system with all stakeholders. decision making, substation economics, sign. • The particular cases of embedded maintenance management. • Optimization and improvement in life- HVDC, offshore grids and the technolo- • Customer and stakeholder interaction cycle management of PACS by design gical fit of system services from renewa- with design and life cycle management. modifications. ble energy sources. • Substation asset performance, residual • Optimization techniques including func- life, health and condition metrics. tional integration, use of process bus • Substation auxiliary and ancillary sys- and interfacing and monitoring of HV Study Committee C2: tems. equipment and infrastructure. System Operation and Control • Knowledge management, design me- PS2 – Coordination of Generator and thodologies and training. power system Protection PS1 – Grid operation solutions to chan- • Requirements for power plant pro- ges in generation mix including distribu- tection to cater for developing stress ted and renewable generating resources Study Committee B4: points. • Monitoring, operation and control of fre- HV DC and Power Electronics • Generator protection security for reco- quency and voltage. verable grid events. • Control of stability including excitation sys- PS1 – HV DC systems and their appli- • Power plant protection schemes and tem, power stabilizers, governors and co- cations backup setting criteria to enhance grid nverters (due to decreased system inertia). • Planning and implementation of HVDC stability. • Managing integration of HVDC into the projects including, need, justification, de- interconnected power grid. sign, integration of wind generation, envi- PS2 – Managing system disturbances ronmental and economic assessment. Study Committee C1: and system restoration • Application of new technologies in HVDC, System Development and • Essential load and critical generator HVDC Grids / Multi-Terminal HVDC. Economics consideration. • Refurbishment and upgrading. • Disturbance management and restora- • Service and operating experience. PS1 – State of the art approaches and tion strategies, including cross border PS2 – FACTS and other Power Electro- standardization in asset management approach. nic (PE) systems for transmission decision making • TSO s/DSO s/Grid User Cooperation re- • Planning and implementation including, • Life-cycle cost-based techniques. quirements. need, justification, FACTS devices for • Using enhanced asset data and infor- renewables, environmental and econo- mation. mic assessment. • Investment requirements for better in- Study Committee C3: • Application of new technologies. tegration of transmission and distribu- System Environmental • Refurbishment and upgrading. tion. Performance • Service and operating experience. PS2 – Interface and allocation issues in PS3 – DC and other Power Electronic planning T&D networks with multi-par- PS1 – Environmental liabilities of trans- (PE) systems for distribution ty projects mission and distribution assets • Applications for harvesting and integra- • Business models for sharing of costs, • Best practices regarding prevention, in- tion of renewables, power quality impro- benefits and risks betweenparties; ap- vestigation and remediation of environ- vements and increasing asset utilisation. provals from different authorities. mental damage. • Service and operating experience. • Centralisation or decentralisation of sys- • Operational and financial impact on pro- • Planning and implementation including tem design decisions. perty transfer and grid projects (substa- need justification, environmental and • Examples: interconnectors; distribution- tions, cables & lines), and of incidents economic assessment. -transmission interface; system services on existing assets. • New concepts, designs and control al- from external systems, e.g. distribution, • Methodologies and techniques for envi- gorithms. neighbouring transmission. ronmental due diligence audits.

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 243 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

PS2 – Overhead lines and undergro- PS3 – Bridging the gap between EMT, Study Committee C6: und cables: acceptability issues FEM and positive sequence grid simu- Distribution Systems • Specificimpact assessments (e.g. EMF, lation & Dispersed Generation visual impact, biodiversity, noise, soil • Limitations of positive sequence mode- heating, land use, grid losses) during ling methods and techniques. PS1 – Integrated planning and ope- life-cycle of the assets. • Hybrid EMT-positive sequence mode- ration for up grading distribution ne- • Mitigation and compensation policies ling methods, especially for HVDC and tworks and measures. inverter based generation. • Novel methods for integrating planning • Strategies, methodologies and techni- • Advanced numerical techniques in mo- and operation including asset manage- ques for stakeholder engagement. deling and simulation, such as high fre- ment, control and protection. PS3 – Climate Change: Implications for quency transformer modelling, finite ele- • Enabling technologies for increasing Electric Power Systems ment methods and finite difference time penetration of renewables, including • Methodologies and techniques to im- domain methods. energy storage and demand side inte- prove grid energy efficiency. gration. • Greenhouse gas (GHG) emissions ac- • Distribution systems perspective on in- counting and reduction measures for Study Committee C5: teraction with TSO, aggregators, further T&D companies. Electricity Markets market participants. Contribution of DER • Risk assessment, resilience and ada- and Regulation to system stability, interconnection, and ptation measures. communication requirements. PS1 – Interactions between wholesale PS2 – Energy infrastructure for urban and retail markets; the future of regu- networks Study Committee C4: lation • Smart Cities. System Technical • Policy drivers, jurisdictional aspects and • Multi-energy systems including heat, Performance incentive mechanisms to foster the ali- cooling, gas, water, transport. gnment between wholesale and retail • Impact of developments in energy tech- PS1 – Impact of inverter based genera- markets. nology, IT , big data and further trends tion and Energy Storage • Market design aspects of wholesale on the distribution system. • Potential improvement of power system compared to retail markets; the role of PS3 – Microgrids and offgrid hybrid dynamic performance from new functio- resource aggregation and the changing systems nalities. nature of retail market. • Technological challenges. • Challenges for system dynamic per- • Interaction between networks and mar- • Real world installations. formance caused by high penetra- kets in the future. • Business cases and road maps. tion levels (especially in island sys- PS2 – Market models and regulatory tems). structures in an evolving industry situation • Modelling, measurement and asses- • Experiences with market mechanisms to Study Committee D1: sment of PQ and EMC related issues. maintain security of supply and economic Materials and Emerging PS2 – Challenges with modelling and efficiency through the industry transition. Test Techniques evaluation of lightning performance • Impact of political and environmental in- and insulation coordination in the po- vestment drivers on market design. PS1 – Compact Insulation Systems (AC wer system of the future • Lessons learned for supporting infra- and DC) • Transient analysis and modelling for structure investments with multiple re- • High field strength phenomena. HVDC and large renewable power gulatory jurisdictions in regional market • Field grading. plants. structures. • Ageing and long-term performance. • Analysis of, and operational expe- PS3 – Distributed resource and demand PS2 – New materials rience with, lightning performance in response integration from the perspec- • Nanocomposites. high-voltage networks, including de- tive of electricity market structures • Eco-friendly materials. tection systems and lightning attrac- • Experiences and Lessons learned. PS3 – Non-standardised stresses and tion models. • Designing a market model to accommo- emerging test techniques • Methods for the analysis of transient date distributed and alternative resour- • Offshore and subsea application (high and temporary over-voltages and the- ce management. pressure, corrosion, etc.). ir impact on high voltage equipment • Business aggregation and market infor- • Advanced diagnostic techniques. including suitability of standard wave mation flows for distributed and alterna- • Impact of non-standardised stresses on forms. tive resources. materials.

strona 244 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

Study Committee D2: • Convergence of SCA DA, EMS, DMS PS3 – Mobile operational applications, Information Systems and MMS applications. systems and infrastructure and Telecommunication PS2 – EPU response to evolving cyber • Wireless access to EPU field assets, security landscape operation and support platforms. PS1 – New applications to control po- • Protection of digital systems against • Service continuity during disaster or wer systems current and upcoming threats. blackout situations. • Smart Grid applications for DSO and • Impact of evolving cyber security regulations. • Use of public versus private infrastruc- TSO. • Security architecture for power system ture. • Big data, applications and solutions. information infrastructure. CIGRE

Mariusz Krupa Sekretarz PKWSE

Grupy robocze w CIGRE (stan na 23 lutego 2015 r.)

Working Groups in CIGRE (23 February 2015)

Podstawowym obszarem działalności Bardzo ważne jest liczniejsze zaangażowa- • grupa współpracy – Co-operation Gro- CIGRE jest funkcjonowanie grup technicz- nie się polskich ekspertów w prace grup, up (CG) nych działających w ramach szesnastu gdyż jest to szansa na kontakt ze specja- • wspólna grupa robocza – Joint Working Komitetów Studiów. To właśnie na pozio- listami z wiodących ośrodków na świecie Group (JWG) oraz mie grup najpełniej dokonuje się wymiana oraz doskonała okazja do promowania • wspólny zespół roboczy – Joint Task informacji, doświadczeń oraz współpraca polskich rozwiązań i myśli technicznej na Force (JTF), między ekspertami z całego świata. Wy- arenie międzynarodowej. w skład których wchodzą specjaliści róż- nikiem prac grup są broszury techniczne W ramach struktur Komitetów Studiów nych Komitetów Studiów. stanowiące kompendium aktualnej wiedzy można wyróżnić następujące typy grup: Osoby zainteresowane włączeniem się z danej tematyki. • grupa robocza – Working Group (WG) w prace nowo utworzonych grup i zespo- Obecnie w strukturach CIGRE działa • zespół zadaniowy – Task Force (TF) łów prosimy o kontakt z Polskim Komite- ponad 3 500 ekspertów z całego świata. • grupa doradcza – Advisory Group (AG) tem Wielkich Sieci Elektrycznych.

Study Committee A1: Rotating Electrical Machines

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG A1-51 Monitoring, Reliability & Availability of Wind Generators D. McMillan (GB) 06/02/2015 WG A1-50 Factory Quality Assurance Testing Requirements for Turbo-generator Components Sergio RODRIGUEZ (ES) 09/01/2015 WG A1-49 Magnetic core dimensioning limits in Hydro-Generators Johnny Rocha (BR) 21/11/2014 Guidance on the Requirements for High Speed Balancing / Overspeed Testing WG A1-48 Ben Adams (GB) 03/11/2014 of Turbine Generator Rotors Following Maintenance or Repair Technological Feasibility Studies for Super (IE4) and Ultra (IE5) WG A1-47 Dohyun Kang (KR) 03/11/2014 Premium Efficient Motors Guide on Use of Premium Efficiency IE3 (IEC 60034-30) WG A1-46 D-K. CHATURVEDI (IN) 24/08/2014 Motors & Determining Benefits of Green House Gas Emission Reduction

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 245 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

WG A1-45 Guide for Determining the Health Index of Large Electric Motors Phumlani Khumalo (ZA) 15/07/2014 WG A1-44 Guideline on Testing of Turbo and Hydro generators Dave Tarrant (ZA) 20/12/2013 WG A1-43 State of the art of rotor temperature measurement Ante Elez (HR) 21/11/2013 WG A1-42 Influence of Key Requirements to Optimise the Value of Hydro-generators Eduardo Guerra (AR) 15/08/2013 WG A1-41 Inventory of main maintenance interventions on turbo generators Vincent Fernagut (FR) 16/07/2013 WG A1-40 Survey on Hydro Generator Instrumentation and Monitoring Mark Bruintjies (ZA) 02/01/2013 WG A1-39 Application of dielectric dissipation factor measurements on new stator coils and bars Howard Sedding (CA) 11/11/2012 WG A1-38 Guide for Generator On-Line Over and Under Excitation Operation Issues Zlatanovici Rodica (RO) 12/08/2012 WG A1-37 Turbo-generator Stator Winding Support System Experience Alberto Villarrubia (ES) 12/08/2012 Vibration and Stability Problems Met In New, Old and Refurbished Hydro Generators, WG A1-36 Jouni Ahtiainen (FI) 06/05/2012 Root Causes and Consequences WG A1-35 Hydroelectric Generators Behaviour under Abnormal Operating Conditions Edgar Robles (MX) 08/01/2012 Testing Voltage of Doubly-Fed Asynchronous Generator-Motor Rotor Windings WG A1-34 Osamu Nagura (JP) 20/10/2011 for Pumped Storage System Guide for the Proper Storage and Cleanliness of turbo-generators WG A1-33 Kevin Mayor (CH) 14/10/2011 and their Components A Survey on Small Hydro Power Plants Considering Technical and Strategic Aspects: WG A1-32 Alexander Gromow (BR) 09/08/2011 Present Status and Future Outlooks State of the art of stator winding supports in slot area and winding overhang of Hydro WG A1-31 Franz Ramsauer (AT) 01/06/2011 Generators WG A1-30 Usage of Magnetic Slot Wedges in Hydro Generators Josip Študir (HR) 03/01/2011 WG A1-29 Guide on New Generator-Grid Interaction Requirements Luis Rouco (ES) 25/10/2010 WG A1-24 Literature survey on diagnostics trends for wind generators for reliability improvement Sameh Salem (US) 25/01/2010 WG A1-25 Survey on hydro generator cleaning Geir Aalvik (NO) 25/01/2010 WG A1-05 Generator Economic Evaluation of Generator Refurbishment / Replacement Sam Salem (US) 09/04/2008

Study Committee A2: Transformers

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia JWG A2/C4-52 High-frequency transformer models for non-standard waveforms Bjørn Gustavsen (NO) 26/02/2014 Improvement to Partial Discharge Measurements for Factory and Site Acceptance JWG A2/D1-51 Sebastian Coenen (DE) 26/02/2014 Tests of Power Transformers Effect of the distributed energy sources and consequent induced reverse power WG A2-50 Jean-Christophe Riboud (FR) 18/12/2012 flow (step up) on transmission and distribution transformers WG A2-49 Condition Assessment of Power Transformers Peter Cole (AU) 18/12/2012 WG A2-48 Technology and utilization of Oil Insulated High Voltage Shunt Reactors Greg Hanna (IE) 18/12/2012 JWG A2/D1-46 Field experience with transformer solid insulating ageing markers Ronny Mertens (BE) 21/06/2011 WG A2-45 Transformer failure investigation and post-mortem analysis Marie-Claude Lessard (CA) 21/06/2011 WG A2-44 Transformer Intelligent Condition Monitoring Carlos-Julio Dupont (BR) 15/12/2010 WG A2-43 Transformer bushings reliability (Um > or = 72,5 kV) A Mikulecky (HR) 15/06/2010 JWG A2/D1-41 HVDC transformer insulation – Oil conductivity Prof Küchler (DE) 24/02/2010 WG A2-42 Guide on Transformer Transportation Asgeir MJELVE (NO) 24/11/2009 WG A2-40 Copper sulphide long-term mitigation and risk assessment Jelena Lukic (RS) 09/04/2009 WG A2-38 Transformer Thermal Modelling J. Lapworth (GB) 13/02/2008 WG A2-37 Transformer Reliability Survey Stefan Tenbohlen (DE) 14/01/2008

Study Committee A3: High Voltage Equipment

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia JWG A3/B5/C4-37 System conditions for and probability of Out-of-Phase Anton Janssen (NL) 09/05/2014 Application and Benchmark of Multi Physic Simulations and Engineering Tools WG A3-36 Martin Kriegel (CH) 09/05/2014 for Temperature Rise Calculation Guidelines and Best Practices for the Commissioning of Controlled WG A3-35 André Mercier (CA) 14/10/2013 Switching Projects JWG A3/B4-34 Technical requirements and specifications of state-of-the-art DC switching equipment Christian Franck (CH) 20/08/2013

strona 246 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

WG A3-33 Experience with equipment for Series / Shunt Compensation Guofu LI (CN) 20/05/2013 Non-intrusive methods for condition assessment of distribution WG A3-32/CIRED Nenad Uzelac (US) 20/05/2013 and transmission switchgears WG A3-31 Accuracy, Calibration & Interfacing of Instrument Transformers with Digital Outputs Farnoosh Rahmatian (CA) 25/07/2011 WG A3-30 Impact of overstressing of substation equipment Antonio Carvalho (BR) 19/08/2010 WG A3-29 Deterioration of ageing substation equipment and possible mitigation techniques Ankur MAHESHWARI (IN) 19/07/2010 WG A3-26 Influence of shunt capacitor banks on circuit breaker fault interruption duties Anne Bosma (SE) 11/12/2008 WG A3-25 MO varistors and surge arresters for emerging system conditions Bernhard Richter (CH) 11/12/2008

Study Committee B1: Insulated Cables

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia Sheath Voltage Limiters and Bonding Systems (Design, Testing, Operation WG B1-50 Tiebin ZHAO (US) 06/02/2015 and Monitoring) WG B1-51 Fire issues for insulated cables installed in air Paolo MAIOLI (IT) 06/02/2015 WG B1-52 Fault Location on Land and Submarine Links (AC & DC) Robert DONAGHY (IE) 06/02/2015 Standard design of a common, dry type plug-in interface for GIS JWG B1/B3-49 Pierre Mirebeau (FR) 30/06/2014 and power cables up to 145 kV WG B1-48 Trenchless technologies for Underground Cables Eugene Bergin (IE) 30/06/2014 WG B1-47 Implementation of Long AC HV & EHV Cable Systems Ken Barber (AU) 24/04/2014 WG B1-46 Conductor Connectors: Mechanical and Electrical Tests Milan Uzelac (US) 24/04/2014 Thermal monitoring of cable circuits and grid operators’ use of dynamic WG B1-45 Blandine Hennuy (BE) 24/04/2014 rating systems WG B1-44 Guidelines for safe work on cable systems under induced voltages or currents Caroline Bradley (GB) 03/04/2013 Testing of Transition Joints Between HVDC Cables with Lapped and Extruded WG B1-42 Gunnar Evenset (NO) 28/02/2013 Insulation up to 500 kV WG B1-41 Long term performance of soil and backfill of cable systems Walter Zenger (US) 28/02/2013 WG B1-38 After laying tests on AC and DC cable systems with new technologies Mark Fenger (CA) 20/08/2012 WG B1-39 On shore generation cable connections Olivier MOREAU (FR) 23/05/2012 Life cycle assessment and environmental assessment of underground HV WG B1-36 Aude LAURENS (FR) 10/06/2012 cable systems WG B1-43 Recommendations for mechanical testing of submarine cables Marc Jeroense (SE) 27/02/2012 WG B1-40 Offshore generation cable connections Christian Jensen (DK) 27/02/2012 WG B1-37 Guide for the operation of fluid filled cable systems Colin Peacock (AU) 14/08/2011 WG B1-35 Guide for rating calculations of HV Cables F.H. de Wild (NL) 01/06/2011 WG B1-34 Mechanical forces in large cross section cable systems Johannes Kausmanns (DE) 14/08/2011 Feasibility of a common, dry type interface between GIS and power cables JWG B1/B3-33 Pierre Mirebeau (FR) 14/08/2011 of 52kV and above WG B1-28 On site Partial Discharges Assessment Nigel Hampton (US) 03/11/2008 WG B1-11 Upgrading and Uprating of underground cables Frédéric Lesur (FR) 30/12/2005

Study Committee B2: Overhead lines

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG B2-61 Transmission Line Structures with Fiber Reinforced Polymer (FRP) Composites WG B2-60 Affordable Overhead Transmission Lines for Sub-Saharan Countries Hugo Valente (PT) WG B2-59 Forecasting Dynamic Line Ratings Dale Douglass (US) 30/06/2014 Vibration Modeling of High Temperature Low Sag conductors – Self damping WG B2-58 Giorgio Diana (IT) 12/05/2014 characterization Survey of operational Composite Insulator Experience and Application Guide for WG B2-57 Frank Schmuck (CH) 14/04/2014 Composite Insulators WG B2-56 Ground Potential Rise at Overhead AC Transmission Line Structures during Faults George Watt (CA) 17/08/2012 WG B2-55 Conductors for the Uprating of Existing Overhead Lines Dale Douglass (US) 08/01/2012 WG B2-53 Management guidelines for outsourcing OHTL technical expertise Keith Lindsey (US) 17/05/2011 WG B2-52 The use of robotics in assessment and maintenance of ohl André LEBLAND (CA) 17/05/2011

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 247 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

WG B2-51 Methods for the optimized design of transmission lines Rob Stephen (ZA) 11/01/2011 WG B2-48 Experience with the mechanical performance of `novel’ conductors’ Brian Wareing (GB) 15/12/2010 WG B2-50 Safe handling of fittings and conductors Peter Dulhunty (AU) 15/12/2010 WG B2-49 Safe design tensions for conductors fitted with elastomer cushioned suspension units Dave Sunkle (US) 15/12/2010 WG B2-47 Remedial actions for aged fittings & repair of conductors Kjell Halsan (NO) 15/12/2010 WG B2-46 Wind induced motion on bundled conductors (excluding ice galloping) Giorgio Diana (IT) 15/12/2010 WG B2-45 Bushfire Characteristics and the Potential Impacts on Overhead Line Performance Hein Vosloo (ZA) 06/09/2010 WG B2-44 Coatings for protecting overhead power network equipment in winter conditions Masoud Farzaneh (CA) 06/09/2010 WG B2-42 Guide to Operation of Conventional Conductor Systems above 100oC Len Custer (US) 30/03/2010 WG B2-28 Meteorological data for assessing climatic loads. Update of IEC TR 61774 Brian Wareing (GB) 30/03/2010 WG B2-24 Qualification of HV and UHV OHL supports under static and dynamic loads Asim Haldar (CA) 30/03/2010 Preparatory studies for revision of IEC standard calculations of the electrical WG B2-40 Robert Lake (NZ) 15/02/2008 distances between live parts and obstacles for OHL WG B2-38 Evaluation of HSIL solutions for increased natural capacity of OHL Oswaldo Regis (BR) 15/02/2008

Study Committee B3: Substations

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG B3-44 Substation servicing and supervision using mobile devices and smart sensing Nicolaie Fantana (DE) WG B3-42 Reliability analysis and design guidelines for LV AC/DC Auxiliary Systems Jianbin Fan (CN) 10/12/2014 WG B3-41 Mobile Substations Incorporating HV GIS – Design Aspects Paul Fletcher (GB) 11/08/2014 WG B3-40 SF6 Gas Measurement Guide Eamonn Duggan (IE) 17/06/2014 WG B3-39 Impact of NCIT applications on HV Gas Insulated Switchgear Karsten Pohlink (CH) 24/04/2014 WG B3-38 Management of risk in Substations Gérald Buchs (CH) 09/02/2014 WG B3-37 Internal arc effects in medium voltage switchgear (1-52kV) - mitigation techniques Didier Fulchiron (FR) 26/07/2013 Substation earthing system design optimisation through the application WG B3-35 Bill CARMAN (AU) 16/02/2013 of quantified risk analysis WG B3-24 Benefits of PD diagnosis on GIS condition assessment Mark Reuter (DE) 16/06/2012 Special Considerations for AC Collector Systems and Substations associated WG B3-36 Peter Sandeberg (GB) 27/10/2011 with HVDC connected Wind Power Plants JWG B3/B1-27 Factors for investment decision GIL vs. Cables for AC Transmission Hermann KOCH (DE) 29/03/2011 WG B3-34 Expected impact of future grid concept on substation management Johan SMIT (NL) 03/05/2011 WG B3-31 Substations in Severe Climate Condition Mark McVEY (US) 01/02/2011 WG B3-32 Saving through Optimized Maintenance of Air Insulated Substations Toly MESSINGER (CA) 09/02/2011 WG B3-13 Reducing replacement time of HV Equipment François Gallon (FR) 25/08/2005

Study Committee B4: HVDC and Power Electronic

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia Application guide for the insulation coordination of Voltage Source Converter HVDC WG B4-71 Mojtaba Mohaddes (CA) 10/02/2015 (VSC HVDC) stations WG B4-70 Guide for Electromagnetic Transient Studies involving VSC converters Sébastien Dennetière (FR) 16/10/2014 WG B4-69 Minimizing loss of transmitted power by VSC during overhead line fault Dennis WOODFORD (CA) 30/09/2014 WG B4-68 Revision of Technical Brochure 92 – DC Harmonics and Filtering Nigel SHORE (GB) 21/07/2014 WG B4-67 Harmonic aspects of VSC HVDC, and appropriate harmonic limits Nigel SHORE (GB) 21/07/2014 Implications for harmonics and filtering of the staggered installation of HVDC WG B4-66 Fernando CATTAN (BR) 21/07/2014 converter stations in proximate locations JWG B4/C1-65 Recommended voltages for HVDC grids Alexandre PARISOT (FR) 10/02/2013 WG B4-64 Impact on AC System Characteristics on the Performance of HVDC schemes Carl BARKER (GB) 25/02/2013 WG B4-63 Commissioning of VSC HVDC Schemes Les Brand (AU) 10/02/2013 WG B4-62 Connection of Wind Farms to Weak AC networks Nalin Pahalawaththa (AU) 10/02/2013 WG B4-61 General Guidelines for HVDC Electrode Design Jingxuan Hu (CA) 01/06/2011 WG B4-60 Designing HVDC Grids for Optimal Reliability and Availability performance Norman McLEOD (GB) 23/02/2011

strona 248 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

JWG B4/B5-59 Control and Protection of HVDC Grids Kees KOREMAN (NL) 23/02/2011 WG B4-58 Load flow control and direct voltage control in a meshed HVDC Grid Kerstin LINDEN (SE) 23/02/2011 WG B4-57 Guide for the development of models for HVDC converters in a HVDC grid Cormac McCARTHY (IE) 23/02/2011 Guidelines for the preparation of “connection agreements” or “Grid Codes” WG B4-56 Philippe ADAM (FR) 23/02/2011 for HVDC grids WG B4-55 HVDC connection of offshore wind power plants. Kent Søbrink (DK) 02/12/2010 WG B4-54 Guidelines For Life Extension of Existing HVDC Systems R Sasmal (IN) 08/11/2010 WG B4-53 Guidelines for procurement and testing of STATCOMs Dan Kell (CA) 24/10/2010 WG B4-51 Study of Converter Voltage Transients Imposed on the HVDC converter transformers Y Fu (NL) 25/02/2009

Study Committee B5: Protection and Automation

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG B5-55 Application of Travelling Wave Technology for Protection and Automation Peter Crossley (GB) 08/01/2015 WG B5-56 Optimization of Protection Automation and Control Systems Klaus-Peter Brand (CH) 08/01/2015 Protection and Automation Issues of Islanded Systems during System WG B5-54 Nirmal Nair (NZ) 09/12/2013 Restoration/Black Start Test Strategy for PAC functions in a full digital substations based WG B5-53 Alex Apostolov (US) 09/12/2013 on IEC 61850 applications WG B5-52 Analysis and comparison of fault location systems in Substation Automation Systems Sepehr Sefidpour (SE) 19/11/2013 Requirements and Use of Remotely Accessed Information WG B5-51 Li Li (CN) 11/11/2012 for SAS Maintenance and Operation IEC 61850 Based Substation Automation Systems – Users Expectations WG B5-50 Grégory Huon (BE) 11/11/2012 and Stakeholders Interactions JWGB5/C6-26/ Protection of Distribution System with DER Paul Myrda (US) 20/07/2012 CIRED WG B5-48 Protection for developing network with limited fault current capability of generation Bin Su (CN) 04/03/2012 WG B5-49 Protection & Automation of Shunt Capacitors Simon Chano (CA) 10/02/2012 WG B5-47 Network Protection Performance Audits Peter Watson (GB) 24/01/2012 WG B5-43 Coordination of Protection and Automation for Future Networks Mark ADAMIAK (US) 18/01/2011 WG B5-42 Experience concerning availability and reliability of DSAS Massimo PETRINI (IT) 03/01/2011 Acceptance, Commissioning and Field Testing Techniques for Protection WG B5-45 Eric Cahuet (FR) 03/01/2011 and Automation Systems WG B5-44 Protection Schemes for Special Transformers Zoran Gajic (SE) 11/01/2011 Investigation of possibilities to improve metering systems for billing purposes WG B5-41 Harrie Lenting (NL) 01/04/2010 in substations Documentation requirements from design to operation to maintenance WG B5-39 Rodney HUGHES (AU) 01/04/2010 for Digital Substation Automation Systems Protection Requirements on Transient Response of Voltage and Current Digital WG B5-24 Janez Zakonjsek (SI) 04/12/2008 Acquisition Chain WG B5-14 Wide Area Protection & Control Technologies V Terzija (GB) 19/12/2007

Study Committee C1: System Development and Economics

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia Technical risks and solutions from periodic, large surpluses or deficits of available WG C1-30 Christian Schorn (DE) renewable generation in a particular area JWG C1/C3-31 Including stakeholders in the investment planning process Alan CROES (NL) Establishing best practice approaches for developing credible electricity demand WG C1-32 Graeme Ancell (NZ) 24/04/2014 and energy forecasts for network planning JWG C1-29/CIRED Planning criteria for Transmission Network in presence of active distribution systems John Wilson (GB) 24/07/2013 Definition of reliability in light of new developments in various devices and services WG C1-27 Jeff Palermo (US) 17/03/2011 which offer customers and system operators new levels of flexibility What advanced components and technologies are needed and which are available WG C1-21 or under development to meet future network development requirements? Andrea Mansoldo (IE) 07/09/2009 What are the limits on their use? WG C1-23 Transmission investment decision points and trees Ronald Marais (ZA) 03/06/2009

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 249 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

New investment decision processes and regulatory practices required to deal WG C1-22 Olivier Herz (FR) 03/06/2009 with changing economic drivers WG C1-20 Accommodating high load growth and urban development in future plans Kevin Leask (ZA) 03/06/2009 Review the drivers for transmission investment decisions and the role of technical WG C1-15 Adele Sleator (IE) 03/06/2009 planning criteria in transmission investment WG C1-12 The impact of transmission codes on the planning of systems Peter Wallace (AU) 05/07/2006

Study Committee C2: System Operation and Control

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG C2-23 System Restoration Procedure and Practices Ben LI (CA) 21/05/2013 WG C2-35 Operations Performance, Training Goals and Operator Ninel Cukalevski (RS) 26/04/2013 Application of resilience engineering to safety management principles in Control WG C2-22 Teresa Carolin (ZA) 07/07/2009 Centers, ensuring and enhancing power system reliability WG C2-16 Challenges in the control centre (EMS) due to distributed Generation and Renewables Michael Power (IE) 31/01/2011 Capabilities and requirements of a control centre in the 21st century WG C2-34 Udo Spanel (DE) 27/03/2009 – Functional and human resources view WG C2-21 Lessons learnt from recent Emergencies and Blackout Incidents Ben Li (CA) 18/06/2010

Study Committee C3: System Environmental Performance

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia Best environmental and socio-economic practices for improving public acceptance WG C3-15 Henk Sanders (NL) of high voltage substations WG C3-14 Impact of Environmental liability on transmission and distribution activities Vincent Du Four (BE) 24/04/2014 WG C3-12 Methodologies for Greenhouse gas inventory and reporting for T&D utilities Francisco Parada (PT) 01/09/2010 JWG C3/B2/B1-13 Environmental issues of HV transmission lines for rural and urban areas Hector Pearson (GB) 20/05/2010 WG C3-09 Corridor management Stephen Martin (AU) 19/02/2008 WG C3-08 Internalization of external costs for power lines Pierpaolo Girardi (IT) 14/01/2008 JWG C3/C6-05 Environmental impact of dispersed generation Thomas Smolka (DE) 19/07/2006 WG C3-01 Power frequency electric and magnetic fields and health M. Plante (CA) 04/04/2006

Study Committee C4: System Technical Performance

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia JWG C4-42/CIRED Continuous assessment of low-order harmonic emissions from customer installations Igor PAPIC (SI) 10/02/2015 Challenges with series compensation application in power systems C4/B5-41 Liisa HAARLA (FI) 08/01/2015 when overcompensating lines Effectiveness of line surge arresters for lightning protection C4-39 Kenji Tsuge (JP) 10/12/2014 of overhead transmission lines Revisions to IEC Technical Reports 61000-3-6, 61000-3-7, 61000-3-13, JWG C4-40/CIRED Mark HALPIN (US) 21/11/2014 and 61000-3-14 JWG C4/B4-38 Network Modelling for Harmonic Studies Zia Emin (GB) 23/05/2014 Electromagnetic Computation Methods for Lightning Surge Studies with Emphasis C4-37 Yoshihiro Baba (JP) 09/05/2014 on the FDTD Method C4-36 Winter Lightning – Parameters and Engineering Consequences for Wind Turbines Masaru Ishii (JP) 09/02/2014 JWG C4/C6-35/ Modelling and dynamic performance of inverter based generation in power system Alberto Cerretti (IT) 19/11/2013 CIRED stability studies Application of Phasor Measurement Units for monitoring power system technical C4-34 Udaya Annakkage (CA) 10/06/2013 performance and providing wide-area control and protection Impact of Soil-Parameter Frequency Dependence on the Response of Grounding C4-33 Silverio Visacro (BR) 28/02/2013 Electrodes and on the Lightning Performance of Electrical Systems JWG C4-24/CIRED Power Quality and EMC Issues associated with future electricity networks Francisc Zavoda (CA) 22/10/2013 JWG C4-31/CIRED EMC between communication circuits and power systems David Thomas (GB) 23/10/2012 C4-32 Understanding of the geomagnetic storm environment for high voltage power grids WA Radasky (US) 23/10/2012

strona 250 www.energetyka.eu marzec 2015 45. SESJA

C4-30 EMC in Wind Generation Systems WH Siew (GB) 23/10/2012 C4-27 Benchmarking of Power Quality Performance in Transmission Systems Davor Vujatovic (GB) 02/10/2012 JWG C4/C6-29 Power-quality aspects of solar power Jeff Smith (US) 10/06/2012 Extrapolation of measured values of power frequency magnetic fields C4-28 François Deschamps (FR) 10/06/2012 in the vicinity of power links C4-23 Guide to procedures for estimating the lightning performance of transmission lines Christiaan Engelbrecht (NL) 13/06/2012 Evaluation of Lightning Shielding Analysis Methods for EHV and UHV DC C4-26 He Jinliang (CN) 25/01/2012 and AC Overhead Transmission Lines C4-25 Issues related to ELF Electromagnetic Field exposure and transient contact currents Harri Kuisti (FI) 01/06/2011 C4-111 Review of LV and MV Compatibility Levels for Voltage Fluctuations Mark Halpin (US) 19/08/2010 Numerical techniques for the computation of power systems, from steady-state C4-503 Jean MAHSEREDJIAN (CA) 18/08/2010 to switching transients C4-410 Lightning Striking Characteristics to Very High Structures Takatoshi Shindo (JP) 27/05/2010 Practices in insulation coordination of modern electric power systems aimed C4-305 Ante-Sekso Telento (HR) 13/11/2009 at the reduction of the insulation level EMC of communication circuits, low voltage systems and me-tallic structures JWG C4-207/CIRED David Thomas (GB) 02/03/2009 in the vicinity of power systems C4-603 Analytical techniques and tools for power balancing assessments Kjetil Uhlen (NO) 10/09/2008

Study Committee C5: Electricity Markets and Regulation

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG C5-21 Impacts of Environmental Regulations on Power Markets Adam Keech (US) 28/11/2014 WG C5-20 Drivers for Major Changes in Electricity Markets David Bowker (AU) 28/11/2014 Regulatory aspects of Demand Response and Demand Side Management WG C5-19 Clotilde Levillain (FR) 19/12/2013 for integration within Electricity Markets Market price signals and regulated frameworks for regional coordination WG C5-18 Alain Taccoen (FR) 19/12/2013 of grid investments WG C5-15 Risk Management in Evolving Regulatory Frameworks Adrien Ford (US) 14/10/2013 WG C5-16 Costs of Electric Service, Cost Allocation Methods, and Residential Rate Trends Angela Chuang (US) 14/10/2013 WG C5-17 Capacity markets: needs, solutions and state of affairs Gerard Doorman (NO) 29/10/2013 WG C5-14 Regulatory Incentives for Innovation in Electricity Networks Konstantin Petrov (DE) 14/10/2013 WG C5-13 Interaction of Markets and Regulation Actions with Emerging Technologies A.L. Ott (US) 04/05/2012

Study Committee C6: Distribution Systems and Dispersed Generation

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG C6-28 Hybrid Systems for off-grid power supply Ravi Seethapathy (CA) 17/06/2014 WG C6-23 Terminology Alex Baitch (AU) 01/07/2010 WG C6-30 The Impact of Battery Energy Storage Systems on Distribution Networks Nikos Hatziargyriou (GR) 01/07/2014 Asset management for distribution networks with high penetration of distributed JWG C6-27/CIRED Britta Buchholz (DE) 20/07/2012 energy resources JWG C6/B5-25/ Control and Automation Systems for Electricity Distribution Networks Giuseppe Mauri (IT) 20/07/2012 CIRED of the Future WG C6-22 Microgrids Evolution Roadmap Chris Marnay (US) 20/04/2010 WG C6-21 Smart Metering Eduardo Navarro (ES) 25/05/2010 WG C6-20 Integration of electric vehicles in electric power systems Nikos Hatziargyriou (GR) 09/01/2010

Study Committee D1: Materials and Emerging Test Techniques

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia WG D1-62 Surface Degradation of Polymeric Insulating Materials for Outdoor Applications Bernd Komanschek (DE) 03/10/2014 WG D1-61 Optical corona detection and measurement Nishal Mahatho (ZA) 26/09/2014 WG D1-60 Traceable measurement techniques for very fast transients Yi Li (AU) 26/09/2014

marzec 2015 www.energetyka.eu strona 251 PKWSE POLSKI KOMITET WIELKICH SIECI ELEKTRYCZNYCH

Methods for dielectric characterisation of polymeric insulating materials WG D1-59 Jens Seifert (DE) 30/01/2014 for outdoor applications Evaluation of dynamic hydrophobicity of polymeric insulating materials under AC WG D1-58 Jens Seifert (DE) 08/01/2014 and DC voltage stress JWG D1/B3-57 Dielectric Testing of gas-insulated HVDC Systems Claus Neumann (DE) 20/12/2013 WG D1-56 Field grading in electrical insulation systems Volker Hinrichsen (DE) 17/03/2013 Basic principles and practical methods to measure the AC and DC resistance WG D1-54 Boris Dardel (CH) 21/01/2013 of conductors of power cables and overhead lines Ageing of upgraded cellulose and cellulose impregnated in ester liquids WG D1-53 Lars Lundgaard (NO) 01/10/2012 and other liquids (Revision of Technical Brochure No 323) Moisture measurement in insulating fluids and transformer insulation Ivanka Atanasova Höhlein WG D1-52 01/10/2012 – An evaluation of solid state sensors and chemical methods (DE) WG D1-51 Dielectric performance of eco-friendly gas insulated systems Hiroyuki Hama (JP) 01/10/2012 WG D1-50 Atmospheric and altitude correction factors for air gaps and clean insulators Johannes Rickmann (US) 15/04/2012 Harmonised test for the measurement of residual inflammable gases JWG D1/B1-49 John-Peter Mattmann (CH) 12/04/2012 in insulating materials by gas chromatography WG D1-48 Properties of insulating materials under VLF voltages Serge Pélissou (CA) 24/10/2011 WG D1-45 Testing of insulator performance under heavy rain Jens Seifert (SE) 24/10/2011 WG D1-44 Testing of naturally polluted insulators Igor Gutman (SE) 24/10/2011 New frontiers of Dissolved Gas Analysis (DGA) interpretation for power JWG D1/A2-47 Michel Duval (CA) 21/06/2011 transformers and their accessories Rotating machine insulation voltage endurance under fast, repetitive voltage WG D1-43 A Cavallini (IT) 15/12/2010 transients WG D1-40 Functional Nanomaterials for Electric Power Industry Michel Fréchette (CA) 11/11/2010 WG D1-42 Radiation Ageing of Polymeric Insulating Materials Toshikatsu Okamoto (JP) 16/08/2010 WG D1-36 Special requirements for dielectric testing of Ultra High Voltage (UHV) equipment Uwe Riechert (CH) 16/08/2010 JWG D1-39 Methods for Diagnostic/Failure Data Collection and Analysis Peter Morshuis (JP) 27/05/2010 Emerging Test Techniques Common to High Temperature Superconducting (HTS) WG D1-38 Hitoshi Okubo (JP) 27/05/2010 Power Applications Maintenance and evaluation of measuring procedures for conventional JWG D1-37 Edward Gulski (NL) 27/05/2010 and unconventional partial discharge testing WG D1-34 Condition assessment for oil-impregnated insulation used in ac cables Sudhakar Cherukupalli (CA) 18/12/2009 JWG D1-31 Dielectric Performance of insulating liquids for transformers Lars Lundgaard (NO) 16/12/2009 JWG D1-29 Partial Discharges in Transformers Hiroyuki Fuhr (CH) 18/12/2009 WG D1-25 Application guide for PD detection in GIS using UHF or acoustic methods U. Schichler (DE) 10/09/2008 Diagnostics and accelerated life endurance testing of polymeric materials WG D1-23 G.C. Montanari (IT) 10/09/2008 for HVDC application

Study Committee D2: Information Systems and Telecommunications

Rodzaj i numer Nazwa Przewodniczący Data utworzenia Design, deployment and maintenance of Optical Cables associated JWG D2/B2-39 Carlos DI PALMA (AR) 22/01/2015 to Overhead HV Transmission Lines Cyber risks and cyber security for the next generation of digital systems WG D2-40 Jens ZERBST (SE) 08/01/2015 in Electric Power Utilities (EPUs) A framework for EPU operators to manage the response to a cyber-initiated threat WG D2-38 Dennis Holstein (US) 24/01/2014 to their critical infrastructure Communication solutions for information exchange in the smart delivery WG D2-36 Jan Piotrowski (PL) 01/12/2012 of electrical energy WG D2-35 Scalable Communication Transport Solutions over Optical Networks Marco Janssen (NL) 30/03/2012 Telecommunication and Information Systems for Assuring Business Continuity WG D2-34 Herwig Klima (AT) 30/03/2012 and Disaster Recovery WG D2-31 Security architecture principles for digital systems in Electric Power Utilities Jens Zerbst (DE) 13/09/2010

strona 252 www.energetyka.eu marzec 2015 ENERGOPROJEKT-KRAKÓW SA jest firmą inżynieryjno-konsultingową o wieloletnich tradycjach i doświadczeniu Istnieje już 66 lat

Ponad 140-osobowa grupa projektantów stanowi największy kapitał firmy. Są wśród nich członkowie Komitetów Studiów i Grup Roboczych CIGRE. Dzięki wysokim kwalifikacjom, zdobytym podczas szkoleń i praktyk w kraju i za granicą, zapewniają oni specjalistyczne i kompleksowe usługi na wszystkich etapach realizacji inwestycji energetycznych w obszarze przesyłu i rozdziału. ENERGOPROJEKT-KRAKÓW SA to firma innowacyjna, na bieżąco monitorująca i analizu- jąca rozwój nowoczesnych technologii, które wprowadza do swoich rozwiązań, stosując nowoczesne systemy CAD. Dorobkiem firmy są projekty większości linii 400 kV i 220 kV oraz stacji elektroenergetycznych 400/220/110 kV, zaprojektowanych i wybudowanych w Polsce. Firma posiada certyfikat ISO 9001, co gwarantuje najwyższą jakość wykonywanych usług. Tytuł Gazeli Biznesu, uzyskany kolejny raz, świadczy o kwalifikacjach, wiarygodności, przejrzy- stości działalności firmy. Potwierdza to również posiadany certyfikat Przejrzystości Firmy. W 2006 roku firma dołączyła do międzynarodowej grupy firm ELTEL Networks (Finlandia), co potwierdziło jej atrakcyjność jako partnera i ugruntowało pozycję na rynku energetycznym.