Straty w sieciach energetycznych

Dostarczenie każdego produktu od jego wytwórcy do odbiorcy końcowego (konsumenta) obarczone jest kosztami transportu. Dotyczy to również energii elektrycznej. Różnica między energią elektryczną a innymi produktami jest taka, że w przypadku tej pierwszej podczas transportu tracony jest sam produkt, a zjawisko to nazywa się stratami sieciowymi lub przesyłowymi. Zagadnienie optymalizacji strat sieciowych jest poważnym zadaniem przedsiębiorstw zajmujących się przesyłem i dystrybucją energii elektrycznej.

Pozytywne trendy

W ostatnich latach można zauważyć systematyczny spadek ilości zużywanej energii elektrycznej na potrzeby jej przesyłania w skali całego krajowego systemu elektroenergetycznego. Ma to szczególne znaczenie w świetle systematycznego (od 2002 r.) wzrostu zużycia energii elektrycznej w Polsce (z wyjątkiem 2009 r., kiedy zużycie spadło)¹. Nadal jednak średnia konsumpcja energii elektrycznej w Polsce na jednego mieszkańca w stosunku do innych krajów UE należy do jednych z najniższych.

Szczególnego znaczenia nabierają działania mające na celu ograniczenie strat regularnie zwiększających się ilości przesyłanej energii elektrycznej od elektrowni do odbiorcy końcowego. Takie działania podejmowane są również przez operatora systemu przesyłowego.

PSE Operator śledzi nowości na rynku urządzeń i instalacji oraz realizuje zadania inwestycyjne i modernizacyjne w oparciu o najnowsze technologie. Stosuje np. przewody o konstrukcji, która zapewnia mniejsze straty, czy też autotransformatory, które pobierają mniej energii na potrzeby własne. Bardzo istotnym zagadnieniem jest używanie urządzeń o odpowiednio dobranych parametrach technicznych. Nawet najnowocześniejsze, ale źle dobrane urządzenia są źródłem zbędnych strat podczas ich pracy.

W całej sieci, a szczególnie w sieci przesyłowej, podejmowane są takie działania eksploatacyjne, dzięki którym można szybko zdiagnozować miejsca generowania strat wynikających z  przesyłania energii. PSE Operator podejmuje nowatorskie działania. Jednym z rozwiązań jest wykorzystanie technologii termowizji dla zdiagnozowania miejsca strat.

Na rysunku 1 przedstawiono dane o stratach w sieciach elektroenergetycznych w ciągu ostatnich 10 lat. 
 

Rys. 1. Straty i róznice bilansowe (TWh)¹

Z danych na rysunku 1 wynika, że ilość strat systematycznie spada, pomimo że corocznie ilość zużywanej energii w Polsce wzrasta.

Procentowy udział strat w stosunku do zużycia energii elektrycznej w okresie 2000-2010 r. przedstawiono na rysunku 2. 
 

Rys. 2. Udział procentowy strat i różnicy bilansowej w zużyciu energii w Polsce¹

Reasumując, procentowy wskaźnik strat w stosunku do zużycia energii elektrycznej również maleje.

Rozkład strat

Kolejnym krokiem diagnozy obszaru strat w sieciach elektroenergetycznych jest ich podział na napięcia sieci, w których powstają. Największa ilość strat sieciowych, bo aż 10%, generowana jest w sieciach dystrybucyjnych o napięciach SN i nN – od 220 V do 110 kV. W sieci wysokich napięć (WN – 110 kV) straty te wynoszą 3,20%. Najmniejsze straty – 1,83% – powstają w sieci najwyższych napięć (NN – 750, 400, 220 kV)².

Ponadto na podstawie posiadanych przez PSE Operator własnych danych pomiarowych za okres od 2004 r. do 2011 r. sporządzono wykres (rys. 3), dotyczący rzeczywistej ilości strat energii elektrycznej w samej tylko sieci przesyłowej. Ujęto w nim dane pozyskane z układów pomiarowo-rozliczeniowych, używane do rozliczeń rynku energii oraz zagregowane w oparciu o specjalnie w tym celu utworzoną jednostkę grafikową (JG Bil) na rynku bilansującym.

Rys. 3. Rzeczywista ilość strat energii w samej tylko sieci przesyłowej

Z danych tych wynika, że ilość strat powstałych podczas przesyłania energii elektrycznej w sieci przesyłowej, pomimo znacznego wzrostu jej zużycia, maleje. Jest to wynik realizacji przez PSE Operator działań inwestycyjno-modernizacyjnych, ukierunkowanych na optymalizację i poprawę efektywności.

Dotychczas między innymi zrealizowano: wymianę przewodów na linii 220 kV Kozienice – Mory na nowoczesne przewody wysokotemperaturowe o parametrach gwarantujących obniżenie strat. W przypadku kolejnych linii 220 kV Kozienice – Piaseczno oraz Piaseczno – Mory przeprowadzono niezbędne analizy i podjęto już decyzję o wymianie przewodów na przewody wysokotemperaturowe, a realizacja jest planowana na 2012 r. Dokonano też wymiany 15 autotransformatorów z 70. XX w. na jednostki nowoczesne. 

Uruchomiono w 2011 r. specjalny program, który ma na celu ponowne zdiagnozowanie wszystkich obszarów i określenie potencjału poprawy efektywności energetycznej.

1. Obraz polskiego rynku energii w latach 2006-2010. Agencja Rynku Energii SA. Październik 2011.
2. Sieci przesyłowe jako element bezpieczeństwa elektroenergetycznego Polski. „Polityka Energetyczna”. Tom 11. Zeszyt 1. 2008.

dr inż. Henryk Majchrzak, prezes PSE Operator