Kv U Elektri Šibenik Alternatives Of
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
HRVATSKI OGRANAK MEĐUNARODNE ELEKTRODISTRIBUCIJSKE KONFERENCIJE - HO CIRED SO5 - 02 4. (10.) savjetovanje Trogir/Seget Donji, 11. - 14. svibnja 2014. Izv.prof.dr.sc. Ranko Goić, dipl.ing.el. Radislav Gulam, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split HEP-ODS d.o.o. Elektra Šibenik [email protected] [email protected] Ivan Penović, dipl.ing.el. Tanja Marijanić, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split HEP-ODS d.o.o. Sektor za inv. i izgradnju [email protected] [email protected] Jakov Krstulović Opara, dipl.ing.el. Josip Vasilj, dipl.ing.el. Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje Split [email protected] [email protected] VARIJANTE RAZVOJA SN MREŽE I PRIJELAZ SA TRANSFORMACIJE 30/10 KV NA 110/10(20) KV U ELEKTRI ŠIBENIK SAŽETAK Distribucijska mreža 30 kV, koja električnom energijom opskrbljuje priobalni dio Šibensko-kninske županije, napaja se iz jedne pojne točke TS 220/110/30 kV Bilice, a karakteristična je po radijalnim dugim nadzemnim vodovima do geografski disperziranih 9 TS 30/10 kV. Uz izraženo ljetno vršno opterećenje, evidentni su problemi u opskrbi električnom energijom, očitovani visokom nepouzdanošću napajanja i velikim padovima naponima, koji ukazuju na neizbježna ulaganja u kapitalne elektroenergetske objekte, od ključne važnosti za sigurnu i kvalitetnu opskrbu električnom energijom postojećih korisnika mreže (prvenstveno kupaca) kao osnove za daljnji gospodarski razvoj ove regije, s neupitnim turističko- gospodarskim kapacitetom. U radu koji se temelji na studiji [1], predstavljeni su rezultati detaljne analize varijanti etapnog razvoja mreže na razini 110-30 kV, s konačnim ciljem ukidanja naponskog nivoa 30 kV. S obzirom na brojne specifičnosti pojedinih dijelova mreže 30 kV, usuglašeno je ipak dugoročno zadržavanje mreže 30 kV na određenim područjima, izgradnjom kombiniranih TS 110/30/10(20) kV, s motivacijom efikasne sanacije postojećeg nepovoljnog stanja, uz prihvatljive troškove. Ključne riječi: distribucijska mreža, dugoročna prognoza potrošnje, razvoj mreže ALTERNATIVES OF MV GRID DEVELOPMENT AND TRANSITION FROM TRANSFORMATION 30/10KV TO 110/10(20) KV IN ELEKTRA ŠIBENIK SUMMARY The coastal area of the Šibenik-Knin County is supplied with electric power from a single substation 110/30 kV Bilice through the 30 kV distribution grid. The 30 kV grid is characterized by long radial overhead lines connecting 9 geographically dispersed 30/10 kV substations. There are evident problems in energy supply of the area, low reliability and high voltage drops, especially during the summer peak load. Therefore, new investments in electric power grid are necessary in order to establish supply quality and reliability, which will serve as a basis for future economic growth of this region with substantial touristic and industrial interest. This paper is based on the study [1] and represents the results of an exhaustive analysis for multi-phase development of the 110-30 kV grid, with the final intention to eliminate the 30 kV voltage level. However, due to numerous specific issues of particular parts of the 30 1 kV grid, the most cost acceptable solution suggests maintaining the 30 kV grid in certain areas. This will be achieved by installing combined substations 110/30/10(20) kV. Key words: distribution grid, long-term load forecasting, grid development 1. UVOD Studijom „Razvoj SN mreže za razdoblje narednih 20 godina za distribucijsko područje Elektra Šibenik“[1], izrađene krajem 2010. godine na Fakultetu elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu, za potrebe naručitelja HEP - Operator distribucijskog sustava d.o.o., detaljno je razrađena problematika 20 godišnjeg razvoja elektroenergetske srednjenaponske mreže u nadležnosti Elektre Šibenik, uključivo i zajedničke objekte prijenosne i distribucijske mreže – TS 110/x kV, dok je prijenosni dio mreže razmotren na razini potrebnoj za sagledavanje sigurnosti napajanja distribucijske mreže/konzuma. U ovom radu predstavljen je jedan dio rezultata studije s posebnim osvrtom na moguće varijante i etapnost razvoja kritičnog dijela distribucijske mreže 30 kV (pogona Šibenik). Naime, priobalni dio Šibensko-kninske županije, s maksimalnim ljetnim vršnim opterećenjem od 75 MW (2008.g.), odnosno 83.6 MW (2013.g) trenutno se napaja iz jedne pojne točke TS 110/30 kV Bilice, te 30 kV mreže i 9 TS 30/10 kV. Duga i uglavnom radijalna mreža 30 kV, dalekovodi 30 kV kojima je uglavnom istekao životni vijek, manjak snage u transformaciji 30/10 kV, te visoka ljetna opterećenja, rezultiraju visokom nepouzdanošću napajanja, velikim padovima napona te visokim opterećenjima pojedinih DV 30 kV i TS 30/10 kV. Također, na mrežu 30 kV i 10 kV su priključene 3 vjetroelektrane i jedna hidroelektrana ukupne snage 38 MW, što u zimskom razdoblju ponekad rezultira većom proizvodnjom od ukupne potrošnje u mreži 30 kV. Prezentirani rezultati detaljne analize mogućih varijanti i etapnosti razvoja jednog dijela mreže 30 kV, vođeni su s konačnim ciljem ukidanja naponskog nivoa 30 kV i uvođenjem isključivo transformacije 110/10(20) kV. S obzirom na brojne specifičnosti pojedinih dijelova mreže 30 kV i TS 30/10 kV, relativno velike prostorne disperzije, te visokih ukupnih troškova navedene tranzicije, predložene etape razvoja mreže optimirane su u vremenu na način da se tranzicija odvija postepeno, s obzirom na tehnički uvjetovane prioritete i ograničene financijske mogućnosti. Takvim pristupom planiranju razvoja mreže izbjegnuta je bezuvjetna zamjena svih TS 30/10 kV novim TS 110/10(20) kV u određenim ciljanim godinama, što zahtjeva dugoročno zadržavanje mreže 30 kV na određenim područjima, izgradnju kombiniranih TS 110/30/10(20) kV, te određena specifična rješenja u cilju što uspješnije sanacije trenutnog nepovoljnog stanja uz prihvatljive troškove. Također, u radu su dani i komentari bitnih izmjena u planu razvoja mreže koji su nastali proteklih nekoliko godina nakon usvajanja studije. 1.1. Problematika postojeće elektroenergetske mreže Priobalni dio Šibensko-Kninske županije napaja se iz jedne pojne točke TS 220/110/30 kV Bilice uglavnom preko radijalnih vodova 30 kV prema zapadnom dijelu priobalja do TS 30/10 kV Tisno, Stankovci (cca. 22km) i Vodice (cca. 11 km) te južnom dijelu do TS 30/10 kV Primošten i Rogoznica (cca. 27 km). Iz iste pojne točke, u središnjem dijelu, napaja se Grad Šibenik preko TS 30/10 kV Šibenik 1 i Šibenik 3, te šire šibensko zaleđe preko TS 30/10/15 kV Lozovac. Naponska razina 15 kV definitivno je ukinuta početkom 2013.g., na način da su zamjenjeni svi transformatori 15/0.4 kV, kao i transformator 30/15 kV u TS lozovac. Na mrežu 30 kV i 10 kV priključene su VE Trtar – Krtolin (11,2 MW), VE Orlice (9,6 MW), VE Crno brdo (10 MW) i HE Jaruga (7,2 MW). U postojećoj distribucijskoj mreži (Slika 1) dugo vremena su evidentni problemi u opskrbi električnom energijom, poglavito za vrijeme vršnog ljetnog opterećenja. Problemi opskrbe manifestiraju se kroz nepouzdanost napajanja i kvalitetu električne energije, prvenstveno s obzirom na velike padove napona uzrokovani dugim 30 kV vodovima, s time da velike razlike između maksimalnog i minimalnog opterećenja onemogućavaju bilo kakvu regulaciju na transformatorima 30/10 kV i 10/0,4 kV. Naime, vršno opterećenje u ljetnim mjesecima poraslo je gotovo za 140% u posljednjih 10 godina, ponajviše zbog razvoja turističkih kapaciteta u priobalju, prvenstveno u smislu podizanja kvalitete usluge (ugradnja klima uređaja), a manje kroz izgradnju novih turističkih kapaciteta. U međuvremenu, na ovom području nije izgrađena niti jedna nova TS 110/x kV, tako da je postojeća 30 kV mreža u potpunosti iskorištena. Daljnji rast vršnog opterećenja i potrošnje zasigurno se neće nastaviti istim intenzitetom kao u posljednjih 10 godina, ali je ipak za očekivati natprosječni rast opterećenja ukoliko se realizira bar dio planiranih turističkih sadržaja i gospodarskih objekata. Sukladno tome, postojeća mreža 30 kV pogona 2 Šibenik ne može pratiti daljnje povećanje zahtjeva za električnom energijom, stoga je neizbježna i neodgodiva izgradnja novih dodirnih točaka s prijenosnom mrežom u TS 110/x kV. LEGENDA: 110 kV 110 kV Biograd TS 30/10 kV Benkovac Stankovci TS 220/110/30 kV TS 110/35/10(20) kV Drniš Knin TS 110/30(35) kV TS 30(35)/10 kV EVP TS 30/15/10/6,3 kV TS 30/10 kV Lozovac Tisno DV 220 kV DV 110 kV HE Jaruga DV 30(35) kV (primarno napajanje) TS 220/110/30 kV Bilice DV 30(35) kV (rezervno napajanje) TS 30/10 kV VE Trtar-Krtolin Granice Županije Vodice Hidroelektrana TS 30/10 kV Šibenik1 Vjetroelektrana TS 30/10 kV T Šibenik 3 S 3 0 /1 TS 110 / 3 0 kV P 0 o (2 Ražine d 0 i ) k VE Crno brdo V 2x220 kV VE Orlice Konjsko 220 kV 110 kV Zakučac Trogir TS 30/10 kV Primošten TS 30/10 kV Rogoznica Slika 1 Postojeće stanje mreže 220,110 i 30 kV na području Elektre Šibenik, pogon Šibenik 2. ANALIZA POSTOJEĆEG STANJA Analize obuhvaćene studijom provedene su na temelju detaljnih podataka o parametrima mreže na svim naponskim nivoima, dostupnih mjerenja za karakteristična razdoblja vršnih zimskih i ljetnih opterećenja u posljednjih 10 godina. Prikazana ljetna i zimska vršna opterećenja šibenskog područja te cjelokupne Elektre Šibenik za razdoblje 2000.-2009. godine (Slika 2) ukazuju na značajan trend rasta i to u prosjeku 6,8% zimskog opterećenja te čak 13,4 % ljetnog vršnog opterećenja. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Vršno opterećenjeVršno[MW] 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Pogon Šibenik - zima 44.0 39.7 38.8 56.0 56.3 63.1 66.1 65.0 69.2 Pogon Šibenik - ljeto 33.2 56.6 60.0 62.6 65.1 68.5 74.5 71.0 DP Šibenik - zima 59.2 58.9 58.8 66.3 79.1 83.5 86.7 85.5 89.4 86.3 DP Šibenik - ljeto 50.0 49.3 45.9 67.2 70.8 71.8 78.6 82.7 88.4 85.4 Slika 2 Vršno ljetno 2002.-2009.