Krzywa w kształcie kaczki. Kolejnym wyzwaniem związanym z transformacją energetyczną

Warto zaznaczyć, że wzrost mocy zainstalowanej w źródłach fotowoltaicznych (PV) w połączeniu ze specyfiką kształtu dobowego profilu nasłonecznienia Ziemi prowadzi do zjawiska duck curve (ang. krzywa w kształcie kaczki). W żargonie branżowym oznacza to specyficzny („kaczy”) kształt dobowogodzinowego profilu zapotrzebowania na moc w systemie elektroenergetycznym, obserwowany w dniach o dużym udziale produkcji z pogodozależnych OZE (źródeł fotowoltaicznych oraz wiatrowych).

W godzinach największej generacji ze źródeł PV („godziny solarne”) rezydualne zapotrzebowanie na moc osiąga coraz niższe wartości. W godzinach porannych oraz wieczornych, zapotrzebowanie rezydualne cechuje się większym tempem zmian (gradientem, „stromością”).

Rezydualne zapotrzebowanie na moc przyjmujące kształt duck curve przekłada się na szereg wyzwań technicznych w prowadzeniu bezpiecznej pracy systemu. Są to przede wszystkim wyzwania w dniach typu letniego / okresach „klęski urodzaju” (niższe zapotrzebowanie, wysoka generacja OZE).

W obecnych uwarunkowaniach wielu systemów (w tym polskiego KSE), duck curve stanowi istotne wyzwanie operacyjne z punktu widzenia:

1/ Stabilności częstotliwościowej, tj. bilansowania mocy czynnej, w tym:

• możliwości dociążania systemu w celu zagospodarowania nadwyżki produkcji (magazynowanie, eksport, zwiększenie chwilowej konsumpcji poprzez elastyczne odbiory, tj. DSR);
• konieczności redukcji generacji z OZE (curtailment);
• zapewnienia rezerw redukcji obciążenia JWCD na potrzeby kontroli niewielkich odchyłek częstotliwości oraz na wypadek awaryjnej utraty dużego odbioru (FCR, FRR „w dół”);
• zapewnienia inercji systemu pozwalającej m.in, kontrolować parametr RoCoF w przypadku awaryjnej utraty dużego źródła generacji;

2/ Stabilności napięciowej, tj. bilansowania mocy biernej, regulacji poziomów napięć w węzłach sieci oraz utrzymania kształtu sinusoidy napięcia;

3/ Zatorów sieciowych (network congestion) wynikających z wyczerpania przepustowości sieci (brak możliwości przyłączania nowych źródeł, ryzyko lokalnych przeciążeń sieci ponad limity obciążalności termicznej);

4/Obniżania poziomów prądów zwarciowych oraz poprawnego funkcjonowania automatyki zabezpieczającej

5/ Elastyczności oraz zwiększonej zmienności pracy JWCD (z uwagi na wysokie poziomy minimów technicznych, niskie gradienty redukcji/naboru obciążenia, długie czasy uruchomienia).

Transformacja energetyczna, przypominająca obecnie przebudowę samolotu w trakcie lotu, jest bezprecedensowym przedsięwzięciem współczesnego świata. Jest ona jednym z najważniejszych, największych i najbardziej skomplikowanych procesów, a jako operacja na żywym organizmie, cechuje się szeregiem wyzwań.

Pamiętajmy, że przeprowadzenie transformacji energetycznej w sposób bezpieczny dla pacjenta wymaga przemyślanego, odpowiedzialnego oraz skoordynowanego:

• analizowania i budowania rozumienia zależności i wpływu (analizy techniczne, ekonomiczne, finansowe, prawne, środowiskowe)
• planowania oraz
• wykonania w oparciu o odpowiedni kapitał intelektualny.