Automatyzacja i cyfryzacja sieci ratunkiem przed letnimi awariami prądu

Fale upałów przekraczające 35°C stają się w Polsce normą i wystawiają krajową infrastrukturę elektroenergetyczną na poważną próbę. Rosnące zapotrzebowanie na prąd zbiega się z fizycznymi ograniczeniami sieci przesyłowych projektowanych przed dekadami.

Wysokie temperatury powietrza destabilizują funkcjonowanie całego krajowego systemu elektroenergetycznego. W najgorętszych porach dnia pobór prądu gwałtownie rośnie z powodu masowego używania klimatyzacji i systemów chłodniczych. Równocześnie zdolności przesyłowe linii wysokiego napięcia maleją pod wpływem czynników atmosferycznych. Operatorzy dysponują wtedy znacznie mniejszym marginesem bezpieczeństwa niż przy umiarkowanej pogodzie.

Najpoważniejsze zagrożenie stanowią wielodniowe okresy nieustających upałów. Przewody linii elektroenergetycznych ulegają wtedy silnemu nagrzaniu, co powoduje ich rozszerzanie oraz zwiększone zwisanie. Dodatkowo urządzenia w stacjach elektroenergetycznych napotykają poważne trudności z odprowadzaniem ciepła generowanego podczas przesyłu prądu.

– Energetyka funkcjonuje obecnie w warunkach, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu były uznawane za sporadyczne. Coraz częściej obserwujemy sytuacje, w których wysokie temperatury utrzymują się przez wiele dni. To wymaga od operatorów nie tylko bieżącego zarządzania siecią, ale również konsekwentnego modernizowania infrastruktury i zwiększania jej odporności na ekstremalne zjawiska pogodowe – powiedział Rafał Okoński, dyrektor ds. handlowych w SPIE Energy Poland.

Znaczna część polskiej sieci powstawała w zupełnie innych uwarunkowaniach klimatycznych. Dawne projekty nie zakładały tak częstych fal gorąca, jakie występują współcześnie. Obecnie konieczne jest dostosowanie linii dystrybucyjnych, stacji oraz systemów sterowania do nowych realiów pogodowych.

– Wiele użytkowanych obecnie linii napowietrznych projektowano przy założeniu dopuszczalnej temperatury pracy przewodów na poziomie około od 40 do 60°C. Współczesne rozwiązania są już przystosowywane do pracy przy temperaturach przewodów sięgających około 80°C, a modernizacja istniejącej infrastruktury obejmuje sukcesywną wymianę najbardziej obciążonych elementów sieci – wyjaśnia Okoński.

Zagrożenia dla transformatorów i przemysłu

Podczas upałów spada efektywność urządzeń elektroenergetycznych, a szczególnie wrażliwe na temperatury są transformatory. Urządzenia te generują duże ilości ciepła i chłodzone są za pomocą specjalnego oleju. Gdy wymiana termiczna z otoczeniem jest utrudniona, drastycznie rośnie ryzyko awarii, co wymusza stałe śledzenie parametrów ich pracy.

– Wbrew obiegowym opiniom najbardziej prawdopodobnym skutkiem upałów nie jest jednak ogólnokrajowa awaria systemu elektroenergetycznego. Znacznie częściej problemem mogą być lokalne przeciążenia, awarie pojedynczych elementów infrastruktury lub czasowe zakłócenia w dostawach energii. W sytuacjach szczególnie wysokiego obciążenia systemu możliwe jest również stosowanie mechanizmów ograniczających pobór energii przez największych odbiorców przemysłowych, co może oznaczać przestoje produkcyjne i wymierne straty dla biznesu – dodaje Okoński.

Ryzyko uszkodzeń wzrasta dodatkowo w sytuacjach, gdy po fali gorąca nad krajem przechodzą gwałtowne burze połączone z silnym wiatrem. Z tego powodu przedsiębiorstwa energetyczne kładą coraz większy nacisk na cyfryzację, automatyzację oraz zaawansowaną diagnostykę. Nowoczesne rozwiązania pozwalają operatorom sprawniej lokalizować zagrożenia i optymalizować zarządzanie obciążoną siecią.

– Największym wyzwaniem dla energetyki nie jest pojedynczy dzień z temperaturą przekraczającą 35°C, ale kilka takich dni z rzędu. W takich warunkach infrastruktura przez długi czas pracuje pod podwyższonym obciążeniem, a margines bezpieczeństwa stopniowo się zmniejsza. Dlatego tak duże znaczenie mają inwestycje zwiększające odporność sieci oraz działania pozwalające wcześniej identyfikować potencjalne czynniki ryzyka – podkreśla Okoński.