Реализация потенциала возобновляемых источников энергии за счет оптимизации загрузки существующей сети и интенсивного развития распределительной электрической сети

В 2018 году в Германии часть электроэнергии (около 3,6%), производимой ветряными турбинами на суше и на море, а также фотоэлектрическими системами, не была выдана в общую сеть. Это было сделано операторами сетей для обеспечения системной безопасности по причине наличия узких мест в сетях. В среднесрочной и долгосрочной перспективе нехватка сетевых мощностей при продолжающемся распространении возобновляемых источников энергии (ВИЭ) окажет негативное влияние на реализацию потенциала сокращения выбросов CO₂ в электроэнергетическом секторе.

В отличие от магистральных сетей, в которые осуществляются существенные вложения средств в рамках перспективного развития, прогнозируемые потребности в расширении распределительных сетей еще не отражены в фактических объемах инвестиций.

Целью рассматриваемого исследования является определение мер, которые способствуют более эффективной и ускоренной интеграции ВИЭ в энергосистему. В центре внимания находится уровень распределительной сети 110 кВ и мероприятия, которые могут быть реализованы в краткосрочной и среднесрочной перспективе.

В зависимости от объемов ввода ВИЭ до 2030 года предполагается, что инвестиционные потребности составят от 7 до 10 млрд евро. При наиболее интенсивном развитии ВИЭ сумма может возрасти до 20 млрд евро. Авторы указывают удельную величину около 150 тыс. евро на 1 установленный МВт мощности децентрализованных источников энергии.

Неопределенность темпов развития ВИЭ и политических мер в данной сфере является основным препятствием при оценке инвестиционных потребностей.

Строительство новых линий и установка новых трансформаторов рассматриваются только в том случае, когда исчерпаны все возможные альтернативы оптимизации загрузки существующей сети.

В качестве эффективных мероприятий авторы проанализировали:

• мониторинг воздушных линий и их эксплуатацию в зависимости от погодных условий;
• применение проводов с более высокой рабочей температурой;
• ограничение пиков (используется операторами распределительных сетей Германии при планировании сетей с 2016 года и касается всех установок, присоединенных к сети соответствующего оператора);
• подключение возобновляемых источников энергии непосредственно к магистральной сети (возможно только в отдельных случаях);
• децентрализованное балансирование нагрузки и генерации;
• технологии объединения секторов (Power-to-X);
• применение накопителей энергии для исключения необходимости строительства сетей;
• выбор места установки возобновляемого источника энергии с учетом возможностей имеющейся сети.

В работе сделан акцент на том, что в некоторых случаях существует возможность оптимального применения нескольких из рассмотренных мер в комплексе.

По итогам исследования авторами сделаны следующие основные выводы.

1. Для успешной интеграции ВИЭ необходимы меры как по оптимизации существующих сетей, так и по строительству новых.

2. Из рассмотренных технических мероприятий ни одно в настоящее время не обладает выраженным эффектом ускоренной интеграции возобновляемых источников энергии.

3. Требуется целенаправленное совершенствование действующей нормативной базы.

Основные разделы содержания

1. Предпосылки и цели
2. Технические и нормативные условия развития и эксплуатации высоковольтных электрических сетей
3. Потребности строительства высоковольтных электрических сетей
4. Препятствия развитию электрических сетей
5. Мероприятия по интенсификации развития электрических сетей
6. Заключение и рекомендации

Файлы для скачивания:

2020_12_14_cc_51-2020_zuegiger_ausbau.pdf