Mniej wyłączeń mikroinstalacji i bardziej wydajna ich praca – to efekty zastosowania nowatorskiego systemu regulatorów napięcia. Pozwalają one dostosowywać napięcia sieci do ilości energii wprowadzanej przez prosumentów. Takich urządzeń ENERGA-OPERATOR zamontowała już ponad 30. Sukcesywnie będzie instalować kolejne, w miejscach z największym nasyceniem źródłami fotowoltaicznymi.

Na obszarach o dużej liczbie mikroinstalacji fotowoltaicznych w godzinach, w których słońce świeci najmocniej i kiedy zapotrzebowanie na energię jest jednocześnie niewielkie, energia wprowadzana przez przydomowe mikroelektrownie do sieci może powodować wzrost napięcia. Przekroczenie jego bezpiecznych wartości skutkuje wyłączaniem się mikroinstalacji. Najlepszym rozwiązaniem jest zwiększenie w tym czasie własnego zużycia energii. Pomóc może także m.in. prowadzona przez operatora systemu dystrybucyjnego bieżąca regulacja napięcia w sieci, która poprawia możliwości przepływu dla energii produkowanej przez prosumentów.

- W ostatnich latach notujemy dynamiczny, wręcz skokowy wzrost liczby i mocy przyłączonych do sieci mikroinstalacji. Obecnie już ponad 8 procent naszych klientów to prosumenci, których jest przeszło 280 tysięcy. Wyzwaniem jest dostosowanie sieci do ich potrzeb. Proces ten będzie przebiegać dwutorowo, z jednej strony obejmując przebudowę infrastruktury, zwiększenie przekroju przewodów, mocy transformatorów itp., a z drugiej zastosowanie mechanizmów sieci inteligentnej, poprawiających także jej elastyczność – mówi Robert Świerzyński, Prezes Zarządu ENERGA-OPERATOR. – To szybsza i tańsza metoda niż kompleksowa rozbudowa i modernizacja sieci. Wieloletnie doświadczenie zdobyte m.in. w trakcie realizacji projektów naukowo-badawczych, takich jak projekt Upgrid, który rozpoczęty został jeszcze na początku 2015 roku, dzisiaj przynosi wymierne efekty. Możemy świadomie wybierać rozwiązania optymalne ze względu na potrzeby sieci oraz naszych klientów i coraz częściej stosować je na szerszą skalę.

Regulacja napięcia pozwala prosumentom produkować więcej energii

Automatyczny regulator napięcia został w 2022 roku, jeszcze jako prototyp, zamontowany w ramach projektu pilotażowego w miejscowości Chrusty przez kaliski Oddział ENERGA-OPERATOR. Następnie urządzenie przetestowane zostało w miejscowości Białobrzegi. Parametry pracy sieci, w obu przypadkach, znacząco poprawiły się. Zmniejszyła się także liczba wyłączeń mikroinstalacji. Praktycznie wyeliminowane zostały ich wyłączenia z powodów napięciowych na linii, na której zamontowano regulator. Uzyskane wyniki sprawiły, że ENERGA-OPERATOR zaczęła stosować to rozwiązanie szerzej, zwłaszcza na terenach z dużą liczbą mikroinstalacji. Obecnie w sieci ENERGA-OPERATOR pracuje 30 tego typu urządzeń.

- Regulacja napięcia może m.in. wspomagać długotrwały proces, jakim jest przebudowa sieci. Odpowiednie urządzenia mogą być montowane na terenie z dużą liczbą mikroinstalacji tak, aby redukować wzrost napięcia w obwodach niskiego napięcia, co jest wynikiem nadmiernej podaży energii w stosunku do popytu. W momencie kiedy modernizacja sieci w danej lokalizacji zostanie ukończona, regulatory napięcia można przenieść w inne miejsce – tłumaczy Michał Roman, dyrektor zarządzania majątkiem sieciowym w ENERGA-OPERATOR.

Regulator napięcia dokonuje automatycznej regulacji oraz symetryzacji napięcia w sieci energetycznej niskiego napięcia z odnawialnymi źródłami energii, pracując według określonego algorytmu.

Urządzenie zaprojektowane zostało do pracy na wolnym powietrzu i montażu na słupie energetycznym w obwodach linii napowietrznych niskiego napięcia. Dopuszczalny zakres temperatury otoczenia podczas jego pracy wynosi od -20°C do +40°C.

Inne metody regulacji w fazie testów

ENERGA-OPERATOR sprawdza również możliwości zastosowania innych urządzeń pozwalających na dynamiczne regulowanie napięcia. Wraz z naukowcami z gdańskiego Instytutu Energetyki opracowała, w ramach projektu EUniversal, nowe rozwiązania dla stacji transformatorowych.

Dzięki stałemu monitorowaniu parametrów pracy lokalnej sieci, stacje mogą autonomicznie dostosowywać poziom napięcia tak, aby zapewnić optymalne warunki dla działania przydomowych fotowoltaicznych źródeł wytwórczych.

W nowych stacjach transformatorowych średniego napięcia (SN/nn), zastosowano transformatory wyposażone w funkcję podobciążeniowej regulacji napięcia (OLTC ang. On-Load Tap Changer), co pozwala im na płynne dostosowywanie jego wartości, w reakcji na zmiany wynikające z obciążenia i ilości energii produkowanej w mikroinstalacjach fotowoltaicznych.

Optymalizację napięć zapewniają zaimplementowane w sterowniku stacji algorytmy korzystające z danych pomiarowych, otrzymywanych m.in. z liczników inteligentnych zainstalowanych u klientów.

Prototypowe stacje wybudowano w trzech miejscach w Polsce: gminie Linia na Pomorzu, Czajkowie w woj. wielkopolskim oraz w Mławie. Lokalizacje te wybrane zostały nieprzypadkowo, na terenach, które odznaczają się dużą liczbą przyłączonych mikroinstalacji. Stanowią one jednocześnie obszary demonstracyjne polskiej części projektu EUniversal.

Stacje przetestowano i uzyskano pozytywne rezultaty. Urządzenia mogą być jednym z wielu rozwiązań, które zostaną zastosowane na szeroką skalę w ENERGA-OPERATOR.