- Dążenie do pełnego zbilansowania zużywanej energii poprzez jej indywidualne/samodzielne wytwarzanie, (net zero electricity), zmniejsza poziom bezwładności sieci energetycznych, (mierzony ilością energii kinetycznej skumulowanej w wirujących masach włączonych do systemu (przypisek tłum.)), co jest istotne dla ich stabilnego działania.
- Lister Drive Greener Grid Park jest kluczowym elementem szerszego programu w Wielkiej Brytanii mającego na celu przywrócenie bezwładności sieci, utraconej w wyniku likwidacji pięciu elektrowni węglowych, (wyłączenia z sieci 5 klasycznych, wirujących generatorów), co pozwoli konsumentom zaoszczędzić około 122 mln USD.
- Zaproponowana przez ABB rozwiązanie o wysokiej inercji polega na połączeniu kompensatorów synchronicznych i kół zamachowych i jest pierwszym tego typu rozwiązaniem na świecie. Dostarczy ono około jednego procenta zapotrzebowania brytyjskiej sieci energetycznej na energię bezwładnościową.
ABB zakończyła duży projekt "pod klucz" dla Statkraft, największego w Europie producenta energii odnawialnej, który pomoże przywrócić brakującą bezwładność systemu, niezbędną do stabilnego działania sieci energetycznej w Wielkiej Brytanii. Jest to konieczne, ponieważ kraj ten przestawia się z paliw kopalnych na korzystanie z energii odnawialnej, takiej jak wiatr i słońce. Projekt obejmuje dwa systemy z synchronicznymi kompensatorami ABB o wysokiej bezwładności, zainstalowane w Lister Drive Greener Grid Park w Liverpoolu. Obecnie działają one i dostarczają około jednego procenta przewidywanego zapotrzebowania brytyjskiej sieci energetycznej na energię bezwładnościową w 2025 roku.
Tradycyjnie, turbiny zasilane paliwami kopalnymi zapewniały bezwładność obrotową niezbędną do utrzymania stabilności sieci energetycznych. Obecnie są one wycofywane z eksploatacji, więc bezwładność sieci maleje. Innowacyjne rozwiązania, takie jak Greener Grid Parks, są częścią szerszego programu mającego na celu przywrócenie bezwładności, którą zapewniałoby pięć elektrowni węglowych, co pozwoliłoby zaoszczędzić brytyjskim konsumentom około 122 miliony dolarów w ciągu sześciu lat.
Kompensatory synchroniczne to duże maszyny wirujące, które naśladują działanie generatorów opalanych węglem lub gazem, aby zapewnić alternatywne źródło bezwładności obrotowej. Zostały one wdrożone przez ABB do wzmocnienia sieci energetycznych w wielu projektach na całym świecie. Jednak Lister Drive jest pierwszym projektem na świecie, w którym zastosowano konfigurację o dużej bezwładności, łączącą kompensator synchroniczny z 40-tonowym kołem zamachowym. Takie podejście zwiększa chwilowo dostępną bezwładność 3,5 razy i zapewnia stabilność częstotliwości i napięcia sieci w wąskich granicach niezbędnych do utrzymania niezawodności sieci.
Heikki Vepsäläinen, Prezes Dywizji Wielkich Silników i Generatorów ABB, powiedział: "Dekarbonizacja produkcji energii elektrycznej jest istotnym elementem w światowej podróży do zerowego zużycia energii netto. Naszym wyzwaniem jest osiągnięcie tych ambicji przy zachowaniu stabilnych i niezawodnych sieci energetycznych. To właśnie tutaj kompensatory synchroniczne mają odegrać kluczową rolę. Jesteśmy więc zachwyceni współpracą z firmą Statkraft przy tym przełomowym projekcie, który już teraz pokazuje, jak innowacyjna technologia może rozwiązać problem inercji."
Systemy kompensatorów synchronicznych ABB o dużej bezwładności zostały wyprodukowane w Szwecji i zainstalowane przez zespół inżynierów ABB UK. Aby zapewnić całodobową dostępność tego istotnego systemu, Statkraft podpisał 10-letni kontrakt z ABB na planowane usługi utrzymania ruchu o krótkim czasie reagowania serwisu. Pełny pakiet rozwiązań ABB Ability™ w zakresie cyfrowego monitorowania stanu jest obecnie wdrażany w celu optymalizacji wydajności i przewidywania potrzeb w zakresie konserwacji. Dzięki ocenie danych w czasie rzeczywistym za pomocą analizy w chmurze, zespół może zaplanować działania naprawcze przed wystąpieniem problemów, zapewniając niezawodność systemu.
Statkraft jest wiodącą firmą w dziedzinie energetyki wodnej na świecie i największym w Europie producentem energii odnawialnej. Grupa produkuje energię wodną, wiatrową, słoneczną, gazową i dostarcza ciepło. Statkraft jest globalną firmą działającą na rynku energii. Statkraft zatrudnia 5300 pracowników w 21 krajach.
-----------------------------------------------------------------------------------------
Komentarz tłumacza:
Kompensatory synchroniczne nie są niczym nowym w sieciach energetycznych – są stosowane od ponad 90 lat jako regulowane źródła mocy biernej w newralgicznych punktach sieci energetycznej. Pracują w sposób ciągły generując pojemnościową lub indukcyjną moc bierną, która umożliwia regulację (stabilizację) napięcia w systemie oraz przesyłanie mocy przy najmniejszych możliwych stratach (= przy minimalnym prądzie / przy współczynniku mocy bliskim 1,0 ). Kompensator synchroniczny to zwykła maszyna synchroniczna pracująca bez obciążenia mechanicznego, (w stanie jałowym) .
Wymaga ona jednak:
- Rozpędzenia do prędkości synchronicznej, (niezbędny silnik rozruchowy lub przekształtnik),
- Synchronizacji z siecią
Po synchronizacji, kompensator generuje dowolną zadaną moc bierną, (bezstopniowo), regulowaną w sposób ciągły prądem wzbudzenia, (magnesującym) .
Już w latach 70-tych XX wieku wirujące kompensatory synchroniczne były stopniowo zastępowane bateriami kondensatorów, które były znacznie tańsze i mniej kłopotliwe w eksploatacji, (mniejsze straty mocy, brak łożysk i systemu smarowania, brak specjalnego układu chłodzenia) . W systemach energetycznych było jeszcze wystarczająco dużo klasycznych turbozespołów, gwarantujących dynamiczną stabilność sieci, a zmniejszanie kinetycznej rezerwy energii spowodowanej eliminacją kompensatorów synchronicznych było praktycznie niezauważalne.
Dopiero eliminacja klasycznych zestawów turbo-generatorowych i zastępowanie ich źródłami odnawialnymi spowodowało istotny ubytek kinetycznej rezerwy energii w systemie i pojawiło się ryzyko utraty stabilności sieci - i tu z pomocą przyszły stare i dobrze znane synchroniczne kompensatory mocy biernej, (niekiedy „wzmocnione” dodatkowym kołem zamachowym), które teraz spełniają dwie funkcje:
- gwarantują dynamiczną stabilność sieci dzięki rezerwie energii kinetycznej wirujących mas i jak wcześniej:
- są elastycznym źródłem mocy biernej.
tekst oryginalny ABB: ABB’s synchronous condensers go live in Liverpool to stabilize the UK’s power grid
Tłumaczenie i komentarz: Marek Budzisz, Tendering Engineer, ABB System Drives
