OZE i wąskie gardła sieci

Dynamiczny rozwój odnawialnych źródeł energii stawia przed współczesną elektroenergetyką bezprecedensowe wyzwania natury technicznej, bilansowej oraz eksploatacyjnej. Podstawową barierą dalszej dekarbonizacji miksu energetycznego staje się ograniczona zdolność przesyłowa i dystrybucyjna tradycyjnej infrastruktury sieciowej, która pierwotnie projektowana była pod scentralizowany model wytwarzania. Masowe przyłączanie jednostek wiatrowych i fotowoltaicznych prowadzi do powstawania strukturalnych wąskich gardeł, zjawisk przeciążeniowych oraz problemów z utrzymaniem stabilności napięciowej i częstotliwościowej [1], [8]. Niekontrolowana zmienność generacji OZE wymusza rewizję dotychczasowych podejść do zarządzania kongestiami w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym oraz na poziomie połączeń transgranicznych.

Powstające zatory sieciowe nie tylko wymuszają kosztowne redysponowanie jednostek wytwórczych lub bezpośrednie odłączanie zielonej mocy, ale również wywołują szereg powikłań w parametrach pracy sieci. Jak dowodzą analizy techniczne, rosnąca penetracja generacji rozproszonej modyfikuje poziomy prądów zwarciowych i destabilizuje koordynację elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej [2]. Dodatkowo brak elastyczności po stronie odbiorców oraz ograniczone zasoby magazynowe pogłębiają asymetrię między lokalną podażą a zapotrzebowaniem na moc. Sytuacja ta prowadzi do powstawania lokalnych barier przesyłowych, uniemożliwiających pełną integrację zeroemisyjnych jednostek bez narażania integralności całego systemu elektroenergetycznego [6], [7].

W obliczu tych uwarunkowań niniejsza dysertacja stawia za cel zintegrowaną analizę mechanizmów powstawania wąskich gardeł oraz krytyczną ocenę dostępnych środków zaradczych, zarówno o charakterze technologicznym, jak i operacyjno-planistycznym. Wykorzystując ramy teoretyczne modelowania niepewności oraz zaawansowane koncepcje sterowania predykcyjnego, praca identyfikuje optymalne konfiguracje układów energoelektronicznych, magazynów energii i inteligentnych sieci [4], [5], [7]. Podjęte badania pozwalają na wyznaczenie optymalnych ścieżek adaptacji infrastruktury sieciowej do funkcjonowania w warunkach wysokiego nasycenia niestabilnymi źródłami odnawialnymi.

Syntetyczne ujęcie problemu obejmuje komparatywną ewaluację rozwiązań z zakresu elastycznych układów przesyłowych prądu przemiennego, technologii stałoprądowych oraz mechanizmów rynkowych [1], [3]. Realizacja założonych celów badawczych dostarcza ugruntowanych podstaw teoretycznych i metodycznych dla modernizacji układów sieciowych, wspierając efektywność transformacji energetycznej oraz minimalizację strat wynikających z technicznych ograniczeń transmisyjnych.