1

SYSTEM

ELEKTROENERGET
YCZNY Definicja

System elektroenergetyczny (SEE) to zbiór

wzajemnie powiązanych elementów służących do:

•

wytwarzania,

•

przekształcania,

•

przesyłania,

•

rozdziału,

•

akumulowania,

•

użytkowania energii elektrycznej,

a także elementów niezbędnych do sterowania jego pracą,
połączonych ze sobą funkcjonalnie w celu realizacji ciągłej
dostawy energii elektrycznej odbiorcom.
Ze względu na niewielkie możliwości magazynowania energii
elektrycznej, cała bieżąca produkcja energii jest natychmiast
konsumowana. Ma to fundamentalne znaczenie dla procesu
sterowania pracą SEE.

2

ELEKTROENERGETY

KA

CZĘŚĆ 1

OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA KRAJOWEGO

SYSTEMU ELEKTROENERGETYCZNEGO

1

2

CHARAKTERYSTYKA PODSYSTEMU

WYTWÓRCZEGO Moc zainstalowana (1960-
2012) – dynamika wzrostu

9

SYSTEM

ELEKTROENERGETYCZNY
Główne podsystemy SEE

Podsystem wytwórczy – tworzą go wszystkie elektrownie

krajowe, które generalnie dzielą się na:

•

elektrownie cieplne na węgiel kamienny i inne

paliwa, np. gaz ziemny,

•

elektrownie cieplne na węgiel brunatny,

•

elektrownie wodne (w tym szczytowo-pompowe),

•

elektrownie przemysłowe,

•

źródła odnawialne.

4

3

KLASYFIKACJA POZIOMÓW

NAPIĘCIOWYCH I SIECI
ELEKTROENERGETYCZNYCH

Klasyfikacja poziomów

napięciowych:

•

napięcia niskie (nN): ≤ 1 kV

•

napięcia średnie (SN): 1 kV <

U

N

< 110 kV

•

napięcia wysokie (WN): 110 kV,

•

napięcia najwyższe (NN):

220kV, 400kV,

•

napięcia ultrawysokie (UWN):

750 kV i wyższe.

Klasyfikacja sieci ze względu na

pełnione funkcje:

•

Sieć przesyłowa – zdefniowana jako zbiór urządzeń

współpracujących ze sobą w celu przesyłu energii z węzłów
wytwórczych (elektrowni) do węzłów odbiorczych, jakimi są
stacje transformatorowo rozdzielcze

400/110 kV i 220/110 kV – w Polsce sieć o napięciu 220 kV i wyższym,

•

Sieć rozdzielcza – zdefiniowana jako zbiór urządzeń

współpracujących ze sobą w celu rozdziału energii między
odbiorców – w Polsce sieć o napięciu 110 kV i niższym.

16

CHARAKTERYSTYKA PODSYSTEMU

WYTWÓRCZEGO Produkcja energii
(1950-2012)

12

4

STRUKTURA SIECI ROZDZIELCZEJ W

KSEE

Sieć rozdzielczą w Krajowym Systemie
Elektroenergetycznym tworzy:

•

ponad 32 tys. km linii WN o napięciu 110 kV (praktycznie

w 100 %

są to linie napowietrzne),

•

około 303 tys. km linii SN (w tym około 69 tys. km linii

kablowych)

o napięciu od 6 do 30 kV,

•

prawie 430 tys. km linii niskiego napięcia (w tym około

140 tys. km linii kablowych) o napięciu 0,4 kV,

•

ponad 1100 stacji elektroenergetycznych 110 kV/SN (tzw.

GPZ-tów), w tym ok. 2500 transformatorów,

•

około 180 tys. stacji SN/nN, w tym ponad 240 tys.

transformatorów.

W ostatnich latach do sieci rozdzielczej przyłącza się źródła

energii

o niewielkich mocach, tzw. źródła generacji rozproszonej.

Źródłami tymi są głównie elektrownie wiatrowe oraz aparaty
kogeneracyjne zasilane paliwem gazowym (gaz ziemny lub
biogaz).

21

STRUKTURA SIECI PRZESYŁOWEJ W

KSEE

Aktualnie właścicielem sieci przesyłowej w Polsce jest spółka
Polskie Sieci Elektroenergetyczne SA (PSE SA) z siedzibą w
Warszawie. Polskie Sieci Elektroenergetyczne SA posiadają na
terenie kraju:

•

167 linii o napięciu 220 kV o łącznej długości 7 948 km,

•

77 linii o napięciu 400 kV o łącznej długości 5 383 km,

•

1 linię o napięciu 750 kV o długości 114 km,

•

1 linię prądu stałego 450 kV o długości 254 km,

•

164 km linii kablowych WN,

•

1 stację przekształtnikową AC/DC,

•

101 stacji elektroenergetycznych najwyższych napięć,

•

ok. 185 transformatorów.

Do sieci przesyłowej (400 i 220 kV) przyłączonych jest:

•

ok. 80 jednostek wytwórczych (cieplnych i wodnych) –

54% łącznej mocy,

•

sieci 110 kV należące do spółek

dystrybucyjnych,

•

8 odbiorców końcowych (ZCh Police, ZCh

Puławy, ZCh Tarnów,

ZCh Kędzierzyn Koźle, Koksochemia (Huta Katowice), Huta
Zawiercie, Huta Częstochowa, Kopalnia Czeczot).

17

5

22

SYSTEM

ELEKTROENERGETYCZNY
Główne podsystemy SEE

Odbiory – są to grupy odbiorników zasilanych z
danego węzła sieciowego. Moc odbioru jest sumą
mocy pobieranych przez poszczególne odbiorniki.
Odbiorca – osoba fzyczna lub prawna zarządzająca
danym odbiorem.

Rodzaje odbiorów sieciowych:

•

Przemysł i wielcy odbiorcy,

•

Trakcja elektryczna PKP,

•

Odbiory komunalno-bytowe (lokale mieszkalne, lokale

niemieszkalne, gospodarstwa rolne, trakcja miejska,
oświetlenie ulic),

•

Straty w sieci (techniczne i handlowe).

23

PODZIAŁ SIECI ELEKTROENERGETYCZNYCH ZE

WZGLĘDU NA PEŁNIONE FUNKCJE W
SEE

1. Sieci miejskie – sieci zasilające odbiory komunalno-bytowe

oraz przemysłowe na obszarach dużych miast. W skład sieci
miejskich wchodzą sieci nN, SN i 110 kV. Sieci miejskie nN i SN
wykonane są przeważnie jako kablowe (jedynie na peryferiach
miast jako napowietrzne). Odrębną siecią jest miejska sieć
oświetleniowa nN. Ciągi liniowe 110 kV w miastach są budowane
przeważnie jako napowietrzne. Tylko w obszarach silnie
zurbanizowanych buduje się linie kablowe 110 kV.

2. Sieci terenowe – sieci terenowe zasilają odbiory

zlokalizowane na obszarach wiejskich lub w obrębie
małych miast. Sieci terenowe są przeważnie wykonywane
jako sieci napowietrzne.

3. Sieci przemysłowe – są to sieci zasilające urządzenia

zainstalowane w zakładach przemysłowych. Główną cechą
odróżniającą sieci przemysłowe od sieci miejskich i terenowych
jest stosowanie innych napięć znamionowych (w przypadku
sieci nN oprócz napięcia 400/230 V stosuje
się również napięcie 400/690 V, natomiast w sieci SN głównie
napięcie 6 kV (rzadziej 10 kV)). Sieci przemysłowe są głównie
sieciami kablowymi.

6

( n a p o w . ) ( k

a b l. )

M

W

z

s

ie

c

i

1

1

0

k

V

z

s

ie

c

i

n

N

z

s

ie

c

i

N

N

z

s

ie

c

i

S

N

DOBOWE ZAPOTRZEBOWANIE NA MOC

(MW)

W KRAJOWYM SYSTEMIE

ELEKTROENERGETYCZNYM

29

s z c z y t o w

a

SPOSOBY ZASILANIA ODBIORCÓW

S p o s ó b z a s il a n i a

M o c

p r z y ł ą c z e n N o g ó ln a s ie ć

d o

1 0 … 3 0 k W

n N

o d d z ie ln a l in ia d o 5 0

… 8 0 k W

S N / n N

o g ó ln a s ie

ć d o 6 0 0 … 8 0 0 k W

S N

o d d z ie ln a l

in ia d o o k o ło 5 M W

1 1 0 k V /S N

o g ó ln a s ie ć

d o k i lk u n a s t u

1 1 0 k V

d o

o d d z ie

ln a l in ia

k il k u d z ie s

ię c i u

M

W N N / 1 1 0 k V

d o

o

g ó ln a s ie ć k il

k u d z ie s ię c i u

M W

24

7

CHARAKTERYSTYKA I GŁÓWNE ZADANIA

UCTE

UCTE jest organizacją zrzeszającą Operatorów Systemów Przesyłowych (OSP)
odpowiedzialnych za prowadzenie ruchu i rozwój połączonych systemów
elektroenergetycznych o napięciach sieci przesyłowej od 220 kV wzwyż.
UCTE odpowiada za:

•

koordynację i poprawę reguł operacyjnych strefy synchronicznej i jej połączeń

z SEE,

•

osiąganie wysokiej niezawodności pracy połączonych SEE i jej konsekwentne

podwyższanie,

•

monitorowanie i prowadzenie analiz rozszerzenia strefy synchronicznej,

•

koordynację wzajemnej operacyjnej i technicznej pomocy między OSP,

•

rozpowszechnianie wiedzy eksperckiej o połączonych SEE, włączając

statystyki.

UCTE koordynuje pracę systemów elektroenergetycznych swoich członków z
23 krajów.
Celem jest promowanie rozwoju rynku energii elektrycznej przy
jednoczesnym

gwarantowaniu bezpieczeństwa pracy połączonych w UCTE systemów

elektroenergetycznych.

Benefcjentami efektów działania UCTE w Europie jest ponad 430 milionów
ludzi, którzy zużywają rocznie ponad 2400 TWh energii elektrycznej.
Synchroniczna praca w ramach dużego połączonego systemu
elektroenergetycznego
(moc zainstalowana 516 000 MW, obciążenie szczytowe 340 000 MW) daje
Polsce m.in.:

•

wyższe bezpieczeństwo prowadzenia systemu elektroenergetycznego,

•

możliwość uzyskania pomocy zgodnie z zasadami UCTE,

•

możliwość międzynarodowego handlu energią.

44

KRAJOWY SYSTEM

ELEKTROENERGETYCZNY (KSE) W

SYSTEMIE EUROPEJSKIM - Rys historyczny

1.

Rok 1960 – rozpoczęcie współpracy synchronicznej z

systemami NRD i

Czechosłowacji

2.

Rok 1962 – oddanie do eksploatacji linii 220 kV Białystok – Roś

(Białoruś);

praca wyspowa po stronie polskiej, moc maksymalna 160
MVA, od czerwca 2004 roku linia wyłączona

3.

Rok 1963 – oddanie do ruchu linii 220 kV Zamość –

Dobrotwór (Ukraina);

praca promieniowa po stronie ukraińskiej, moc maksymalna 215

MVA

4.

Rok 1985 – oddanie do ruchu linii 750 kV Rzeszów –

Chmielnicka (Ukraina); praca synchroniczna systemu
polskiego z systemem ZSRR w ramach systemu POKÓJ, od
1993 roku linia wyłączona

5.

Rok 1993 – przerwanie pracy synchronicznej Połączonych

Systemów Elektroenergetycznych b. RWPG (system POKÓJ).
Polski system elektroenergetyczny wraz z systemem partnerów
grupy CENTREL (Czechy, Polska, Słowacja, Węgry) i VEAG (była
NRD) rozpoczął samodzielną pracę

6.

18.X.1995 r. godz. 13.30 – połączenie Krajowego Systemu

Elektroenergetycznego z systemem UCTE (Union for the Co-
ordination of Transmission of Electricity – Unia ds Koordynacji
Przesyłu Energii Elektrycznej)

7.

Aktualnie PSE-Operator współpracuje w grupie ENTSO-E

obejmującej operatorów systemów z obszaru ETSO i UCTE oraz
regionalne stowarzyszenia operatorskie: krajów
skandynawskich, krajów bałtyckich,

Wielkiej Brytanii i Irlandii

43

8

CHARAKTERYSTYKA I GŁÓWNE ZADANIA ENTSO-E

PSE S.A. jest członkiem Europejskiej Sieci Operatorów
Elektroenergetycznych Systemów Przesyłowych (ang. European
Network of Transmission System Operators for Electricity -
ENTSO-E).

W skład ENTSO-E wchodzi 41 operatorów systemów przesyłowych z

34 krajów. Organizacja funkcjonująca od grudnia 2008 r., od dnia 3

marca 2011 r. działa

na podstawie

Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) Nr

714/2009 z dnia 13 lipca 2009 r. w sprawie warunków dostępu
do sieci w odniesieniu do trans granicznej wymiany energii
elektrycznej i uchylającego rozporządzenie (WE) nr 1228/2003

.

Celem ENTSO-E jest promowanie niezawodnej pracy, optymalne
zarządzanie oraz zrównoważony rozwój paneuropejskiego systemu
przesyłowego energii elektrycznej w celu zapewnienia
bezpieczeństwa dostaw oraz zaspokojenia potrzeb wewnętrznego
rynku energii.

Działalność prowadzona przez organizacje ETSO i UCTE oraz
regionalne

stowarzyszenia

operatorskie:

krajów

skandynawskich, krajów bałtyckich, Wielkiej Brytanii i Irlandii.

48

SCHEMAT POŁĄCZONYCH SIECI PRZESYŁOWYCH

PAŃSTW CZŁONKOWSKICH ENTSO-E

47

9

POŁĄCZENIA Z SYSTEMAMI

ZAGRANICZNYMI NA POZIOMIE SIECI

PRZESYŁOWEJ

Od 18.10.1995 r. polski system elektroenergetyczny, wraz z
systemami krajów z grupy CENTREL, pracuje synchronicznie z
systemem UCTE.

Krajowa sieć przesyłowa posiada następujące
połączenia z zagranicą:

•

z systemem niemieckim – dwa tory linii 400 kV ze stacji

Mikułowa oraz dwa tory linii 400 kV (pracujące na napięciu
220 kV) ze stacji Krajnik,

•

z systemem czeskim – dwa tory 400 kV ze stacji Wielopole

i Dobrzeń oraz jedna dwutorowa linia 220 kV ze stacji
Bujaków i Kopanina,

•

z systemem słowackim – dwa tory 400 kV ze stacji Krosno

Iskrzynia,

•

z systemem ukraińskim – jeden tor 750 kV ze stacji Rzeszów

(linia wyłączona) oraz jeden tor 220 kV ze stacji Zamość
(praca promieniowa po stronie ukraińskiej),

•

z systemem białoruskim – jeden tor 220 kV ze stacji

Białystok (od czerwca 2004 roku linia jest wyłączona),

•

z systemem szwedzkim – podmorskim kablem prądu stałego

450 kV

przyłączonym do stacji Słupsk.

49