REGULACJA NAPIĘCIA I MOCY BIERNEJ

Ogólny nieregulowany system charakteryzuje się praktycznie stałą dostawą mocy biernej wszystkich elektrowni włączonych do tego systemu, stałą, większą czy mniejszą fluktuacją napięcia w węzłach systemu (szynach zbiorczych rozdzielni)

Fluktuacja (zmienność) napięcia wynika z dynamicznego charakteru systemu elektroenergetycznego i jej najczęstszą przyczyną jest:

• Włączanie, wyłączanie, i przełączanie linii i transformatorów.
•  Włączanie, wyłączanie i regulacja odbioru energi elektrycznej.
• Włączanie, wyłączanie i regulacja zakładów produkujących energię elektryczną lub jego części (bloków)
• Różne typy usterek (zakłóceń) w systemie elektroenergetycznym, które z reguły prowadzą do obniżenia napięcia w systemie.
• Niewłaściwy wybór, nastawienie i koordynacja różnych typów urządzeń kompensacyjnych i regulacyjnych.

Fluktuacja napięcia powstaje na wszystkich poziomach napięciowych systemu elektroenergetycznego. Przenosi się aż do końcowego odbiorcy energii elektrycznej i negatywnie wpływa na jej jakość. Fluktuacja napięcia ma również negatywny wpływ na gospodarność ruchu systemu elektroenergetycznego oraz bezpieczeństwo dostaw dla końcowych odbiorców elektryczności.

Różnice pomiędzy systemami bez regulacji U i Q (nieregulowany system) i z regulacją U i Q (regulowany system) są poglądowo prezentowane na przykładzie rozdzielni 400 kV, do której jest podłączona wielka farma elektrowni wiatrowych.

Na obrazku nr.1 jest nakreślony dzienny przebieg napięcia na szynach zbiorczych obserwowanej rozdzielni 400 kV przy wyłączonej regulacji U i Q. Napięcie 400 kV zmienia się w szerokim paśmie według aktualnej sytuacji w systemie.

Obr. 1: Nieregulowany system – przebieg napięcia 400 kV

Na obrazku nr. 2 jest nakreślony dzienny przebieg dostawy mocy birnej farmy elektrowni wiatrowych do obserwowanej rozdzielni 400 kV przy wyłączonej regulacji U i Q. Powyższy przebieg jest praktycznie stały i udowadnia, że farma elektrowni wiatrowych w żaden sposób nie uczestniczy w stabilizacji napięcia w systemie. Jego dostawa mocy biernej jest przy wszystkich napięciach w systemie jednakowa.

Obr. 2: Nieregulowany system – przebieg mocy biernej farmy elektrowni wiatrowych

Na obrazku 3 jest nakreślony dzienny przebieg napięcia na szynach zbiorczych obserwowanej rozdzielni 400 kV przy włączonej regulacji U i Q. Napięcie 400 kV jest utrzymywane w paśmie tolerancyjnym ± 0,5 kV nastawionej wartości napięcia 400kV zmianą dostaw mocy biernej farmy elektrowni wiatrowych. W ciągu dnia nastawiona wartość 400 kV na polecenie nadrzędnej dyspozytorni w kilku przypadkach zmieniona według aktualnej potrzeby regulowanego systemu.

Obr. 3: Regulowany system – przebieg napięcia 400 kV

Na obrazku nr. 4 jest nakreślony dzienny przebieg dostaw mocy czynnej i biernej farmy elektrowni wiatrowych do obserwowanej rozdzielni 400 kV. Na obrazku widać, że:

• Absolutna fizykalna niezależność pomiędzy dostawami mocy czynnej i biernej farmy elektrowni wiatrowych. Powyższe dwie moce wzajemnie w żaden spodob na siebie nie oddziaływują.
• Konieczność istotnych zmian dostaw mocy biernej farmy elektrowni wiatrowych z celem dotrzymania nastawionych wartości napięcia 400 kV.

Z porównania obrazków nr.3 i 4 jest również widoczna fizykalna niezależność pomiędzy napięciem i mocą czynną.

Obr. 4: Regulowany system – przebieg mocy czynnej i jałowej parku wietrznego