3784500930

ENERGETYKA WIATROWA W POLSCE

Wykresy z rysunku 24 przedstawiają wyniki analizy wpływu przykładowej elektrowni wiatrowej o mocy znamionowej 100 MW na propagację harmonicznych prądów i napięć w miejscu przyłączenia do sieci. Jako ewentualne miejsce przyłączenia zbadano rozdzielnie 110 i 400 kV wybranej stacji. Elektrownia składa się z turbozespołów o mocy 2,5 MW charakteryzujących się największym poziomem generacji harmonicznych wśród badanej grupy. Jak widać, w przypadku przyłączenia elektrowni wiatrowej do sieci rozdzielczej 110 kV następuje przekroczenie dopuszczalnego limitu zawartości harmonicznej prądu 2. rzędu podanego w normach IEC. Bardziej korzystna sytuacja występuje w przypadku przyłączenia elektrowni wiatrowej do sieci przesyłowej, gdyż przy takiej opcji współpracy z systemem harmoniczne mieszczą się w dopuszczalnych zakresach.

Częstotliwość

Z punktu widzenia poprawnej pracy systemu nawet znaczny udział elektrowni wiatrowych w wytwarzaniu energii nie powinien skutkować problemami z regulacją częstotliwości. Warunkiem utrzymania stabilnego poziomu częstotliwości jest jednak utrzymanie rozsądnych proporcji pomiędzy generacją wiatrową i jednostkami konwencjonalnymi. Sytuacja może się bowiem skomplikować w przypadku dużego udziału w systemie źródeł wiatrowych o ograniczonych zdolnościach regulacyjnych pogarszających możliwości regulacyjne mocy i częstotliwości. Przy odchyleniach częstotliwości w systemie elektrownia wiatrowa powinna w miarę możliwości pracować w pełnym zakresie generacji, bez konieczności redukcji mocy. Jednak nie zawsze praca bez ograniczeń lub z ograniczeniami jest możliwa Utrata dużej generacji mocy w elektrowniach wiatrowych spowodowana słabymi parametrami wiatru może doprowadzić na danym obszarze do deficytu mocy, którego z różnych przyczyn nie będzie można zlikwidować w dostatecznie szybkim czasie. Do tych przyczyn można zaliczyć brak dostatecznych rezerw mocy, brak możliwości przesyłowych lub słabe połączenia z innymi systemami. Również duże awarie systemowe z wyłączeniem linii przesyłowych skutkujące powstawaniem wysp mogą uniemożliwić utrzymanie akceptowanego poziomu częstotliwości. Jeszcze trudniejsza sytuacja występuje w przypadku małych systemów autonomicznych, gdzie praca elektrowni wiatrowych może powodować znaczne wahania częstotliwości i w związku z tym niezbędne jest utrzymywanie dodatkowych rezerw mocy. Wynika to głównie z ograniczonych możliwości elektrowni wiatrowych do świadczenia usług regulacyjnych i do zapewnienia odpowiedniego poziomu rezerw mocy, gdyż mimo wyposażania ich w nowoczesne układy regulacyjne nadal głównym problemem pozostaje ścisła zależność generacji mocy od warunków wiatrowych. Zatem nie ulega wątpliwości, że w celu utrzymywania częstotliwości na zadowalającym poziomie niezbędne jest ograniczenie wielkości mocy zainstalowanej w źródłach wiatrowych do bezpiecznego poziomu oraz centralne dysponowanie możliwościami regulacyjnymi i generacyjnymi źródeł posiadających takie możliwości. Elektrownie wiatrowe posiadające nowoczesne turbozespoły o zmiennej prędkości obrotowej wyposażone w przekształtniki ener-goelektroniczne są zazwyczaj zdolne do uczestniczenia w procesie regulacji częstotliwości. Centralna regulacja mocy stosowana w przypadku zmiany częstotliwości wymaga stałej pracy turbozespołów wiatrowych poniżej ich aktualnych możliwości produkcyjnych i powinna być realizowana przez układy sterownicze zainstalowane bezpośrednio w turbozespołach wiatrowych.

Przepięcia

Przepięcia mogą być spowodowane załączaniem i wyłączaniem turbozespołów wiatrowych o stałej prędkości obrotowej wirnika z klasycznymi generatorami indukcyjnymi bezpośrednio przyłączonymi do sieci lub za pomocą układów miękkiego startu, które wymagają dostarczania mocy biernej z przełączałnych baterii kondensatorów. Bezpośrednio po przyłączeniu - za pomocą układu miękkiego startu - generatora turbozespołu wiatrowego do sieci załączana jest bateria kondensatorów, co może skutkować pojawieniem się krótkotrwałych przepięć (rys. 25) [11]. Przepięcia te mogą osiągać duże wartości o charakterze losowym i zależą m.in. od impedancji sieci i pojemności baterii.

20 ELEKTROENERGETYKA