Krajowe sieci elektroenergetyczne pilnie wymagają rozbudowy i modernizacji

Krajowe sieci elektroenergetyczne potrzebują dużych inwestycji. To nie tylko kwestia modernizacji przestarzałych sieci, lecz także rozbudowy, którą wymuszają w szybkim tempie przyrastające odnawialne źródła energii. – Mamy jednak problemy z dostępnością asortymentu niezbędnego do ich rozbudowy. Łańcuchy dostaw są zaburzone, a nie możemy pozwolić sobie na długie terminy realizacji dostaw – zwraca uwagę Łukasz Sapuła z Łukasiewicz–ITR. Jak wskazuje, rozwiązaniem mogą być produkowane w Polsce technologie dla sektora energetycznego. To sposób na uniezależnienie krajowego rynku od dostaw rozwiązań z zagranicy, co jest szczególnie istotne w kontekście bezpieczeństwa elektroenergetycznego w Polsce.

– Największymi zagrożeniami dla sektora energetycznego są w tej chwili łańcuchy dostaw. Mamy problemy z dostępnością paliw, jak i asortymentu potrzebnego do rozbudowy polskich sieci energetycznych – mówi agencji Newseria Biznes Łukasz Sapuła z Instytutu Tele-i Radiotechnicznego – Sieci Badawczej Łukasiewicz.

Polskie Sieci Elektroenergetyczne pilnie wymagają wielomiliardowych inwestycji, żeby móc sprostać rozwojowi OZE. Według ostatnich dostępnych danych już w 2017 roku aż 90 proc. linii wysokiego napięcia miało ponad 10 lat, w tym 43 proc. – 40 lat i więcej. Stan linii średniego napięcia był niewiele lepszy, a relatywnie najmłodsze były linie niskiego napięcia, choć i tak 26 proc. z nich miało ponad 40 lat. Wiele do życzenia pozostawia również stan transformatorów sieciowych oraz stacji i rozdzielni elektroenergetycznych, z których więcej niż połowa została wybudowana ponad 30 lat temu (Forum Energii „Sieci dystrybucyjne. Planowanie i rozwój”).

Przestarzały i mało elastyczny system jest powodem, dla którego tylko w 2020 roku operatorzy sieci dystrybucyjnych odmówili wydania warunków przyłączenia dla źródeł OZE blisko 770 razy. Odmowę najczęściej uzasadniano ryzykiem zmian napięcia i potencjalnym wpływem źródeł o niskiej sterowalności na sieć elektroenergetyczną.

W nadchodzących latach krajowy system elektroenergetyczny czekają jednak gruntowne inwestycje. Zarządzająca nim spółka PSE zamierza do 2030 roku rozbudować go o prawie 3,6 tys. km nowych linii 400 kV. Modernizację przejdzie również 1,6 tys. km istniejących linii najwyższych napięć i 44 stacje elektroenergetyczne. Na program inwestycyjny, realizowany przez PSE SA, składa się w sumie ponad 170 inwestycji w całej Polsce.

– Nasze sieci z roku na rok są rozbudowywane i nie możemy pozwolić sobie na długie terminy realizacji dostaw. Dlatego ważne, żeby maksymalnie korzystać przy tym z rodzimych rozwiązań – mówi ekspert Łukasiewicz–ITR. – Firmy energetyczne powinny dążyć do uniezależnienia się od importowanych zasobów paliw oraz od asortymentu służącego do rozbudowy infrastruktury sieciowej.

Jak podkreśla, produkowane w Polsce technologie dla sektora energetycznego mają ogromne przełożenie na jego bezpieczeństwo. Po pierwsze, uniezależniają nasz rynek od dostaw technologii z importu. Po drugie, jakością nie odbiegają od rozwiązań oferowanych przez światowych producentów.

– W kontekście dopasowania do krajowych warunków często je nawet przewyższają – mówi Łukasz Sapuła.

Przykładem takiego rozwiązania są sterowniki polowe stosowane m.in. w rozdzielnicach energetycznych. To uniwersalny zespół zabezpieczeń, który integruje funkcje zabezpieczeniowe, pomiarowe, sterownicze i rejestracyjne. Warszawski Łukasiewicz–ITR jako pierwszy w Polsce już przeszło ćwierć wieku temu opracował i wdrożył w rozdzielnicach energetycznych takie uniwersalne urządzenie do zabezpieczania średnich napięć o nazwie MUPASZ. Technologia została po raz pierwszy zaimplementowana u warszawskiego operatora Stoen, a następnie m.in. w Wodociągach Warszawskich i KWB Bełchatów, gdzie w niedługim czasie pojawiło się kilkaset sztuk pierwszej serii sterowników.

W ciągu 27 lat istnienia na rynku urządzenie było ciągle udoskonalane i na stałe zagościło w polach rozdzielczych zarówno energetyki zawodowej, jak i przemysłowej. Wdrożono je też w wielu obiektach energetycznych za granicą.

– Nazwa MUPASZ funkcjonuje nieprzerwane do dziś i jest rozpoznawalna przez wielu klientów. W tej chwili pracujemy już nad kolejną, ósmą generacją sterownika polowego, która ma łączyć w sobie zarówno dotychczasowe doświadczenia, jak i najnowsze technologie używane do budowy systemów mikroprocesorowych – wyjaśnia ekspert Łukasiewicz–ITR. – W pracy nad kolejnymi rozwiązaniami korzystamy przede wszystkim z wieloletniego doświadczenia, ale staramy się też konstruować je w oparciu o nowoczesne technologie.

Ósma generacja sterownika polowego M-G8, opracowana przez Łukasiewicz–ITR, ma lepiej odpowiadać na potrzeby nowoczesnej energetyki, w której coraz większą rolę odgrywają odnawialne źródła.

– Ze względu na zmiany struktury sieci – w której mamy coraz więcej odnawialnych źródeł energii – są potrzebne modyfikacje naszego urządzenia, bo sprawdzone dotychczas metodologie doboru zabezpieczeń i nastaw nie zawsze dobrze spisują się w przypadku OZE – mówi Łukasz Sapuła.

Urządzenie zostanie zaprezentowane na wrześniowych targach Energetab w Bielsku-Białej.

– Nasi inżynierowie zaprezentują tam wszystkie najciekawsze funkcje, jakie są dostępne w nowym urządzeniu – mówi ekspert Łukasiewicz–ITR.

Jak podkreśla, konstruktorom urządzenia przyświecało założenie, aby przewyższyć konkurencyjne rozwiązania dostępne na rynku oraz zbudować platformę sprzętowo-programową zdolną do adaptacji nowinek technologicznych i nowych funkcjonalności na przestrzeni kolejnych 8–10 lat.

– W nowej generacji wprowadziliśmy kilka ciekawych funkcji, z których warto wymienić bezprzewodowy pomiar temperatury w wielu miejscach rozdzielnicy. Opracowane w tym celu czujniki nie wymagają doprowadzenia zewnętrznego zasilania. Zasilają się na zasadzie indukcji elektromotorycznej z prądów normalnie występujących w rozdzielnicy – wyjaśnia Łukasz Sapuła. – Spośród innowacyjnych rzeczy, niespotykanych dotąd na rynku, warto wymienić też możliwość powielenia interfejsu HMI na telefonie komórkowym bądź komputerze. Wprowadziliśmy również możliwość archiwizacji konfiguracji sterownika oraz przepisania konfiguracji wcześniej zapisanych na telefonie bądź komputerze, co w warunkach rozdzielnicy będzie zapewne często stosowane do przenoszenia tych konfiguracji pomiędzy różnymi egzemplarzami sterownika M-G8. Wprowadziliśmy też zabezpieczenia łukoochronne, które mają autokontrolę, a ich czas zadziałania w przypadku wystąpienia zwarcia łukowego jest krótszy niż 10 milisekund.

Rozwiązanie M-G8, opracowane przez polskich inżynierów, jest przeznaczone dla zakładów energetycznych i firm przemysłowych, które mają na swoim terenie rozdzielnie elektroenergetyczne.

– Na polskim rynku jesteśmy dodatkowo cenieni za wsparcie techniczne, które niweluje barierę językową, oraz dobre dostosowanie do lokalnych realiów – zauważa ekspert.

Sieć Badawcza Łukasiewicz to trzecia pod względem wielkości sieć badawcza w Europie. Dostarcza gotowe rozwiązania technologiczne i oferuje biznesowi unikalny system „rzucania wyzwań”, w którym grupa 4,5 tys. naukowców w nie więcej niż 15 dni roboczych przyjmuje wyzwanie biznesowe i proponuje przedsiębiorcy opracowanie skutecznego rozwiązania wdrożeniowego. Przedsiębiorca może się zdecydować na kontakt przez formularz na stronie https://lukasiewicz.gov.pl/biznes/ lub w ponad 50 lokalizacjach sieci. Potencjał Łukasiewicza skupia się wokół takich obszarów badawczych jak: zdrowie, inteligentna mobilność, transformacja cyfrowa oraz zrównoważona gospodarka i czysta energia.