Condiţii de racordare la reţea a generatoarelor folosind resurse

regenerabile

(generare distribuită)

Notiuni generale.

Instalaţiile eoliene pot avea o contribuţie majoră la folosirea energiei

regenerabile. Criza petrolului din 1970 a stimulat puternic în Europa dezvoltarea şi

producţia comercială a turbinelor eoliene pentru generarea energiei electrice.

Dezvoltarea utilizării energiei eoliene s-a îmbunătăţit continuu şi, în ultima decadă,

energia electrică produsă din cea eoliană a cunoscut o dezvoltare considerabilă.

Turbinele au devenit mai mari, având o eficienţă şi disponibilitate îmbunătăţite, iar

parcurile eoliene au devenit mai importante.

Consumul mondial de electricitate continuă să crească. Numeroase guverne

europene şi-au propus obiective privind reducerea emisiei de dioxid de carbon în

scopul scăderii încălzirii globale. Opinia, larg acceptată, este că aceste obiective vor fi

realizate, pe de o parte, folosind stimulente pentru economia de energie şi, pe de altă

parte, prin exploatarea pe scară largă a energiei regenerabile Alte date despre energia

eoliană în lume şi în Europa:

- până la sfârşitul anului 2005 puterea instalată a atins 60 000 MW;

- în ultimii ani, creşterea globală anuală a fost de aproximativ 25 %. în

cursul anului 2004 a fost de 7500 MW şi în 2005 a fost de 11600 MW

- cea mai mare parte, 60 - 70 %, din puterea totală a fost instalată în

Europa, 5800 MW în anul 2004 şi 6200 MW în 2005.

- se estimează că în anul 2006 se vor instala, în lume, 15000 MW.

- în afara Europei, cele mai multe instalaţii eoliene sunt în SUA, cu China

şi India aflate în plină expansiune.

- instalaţiile eoliene s-au dezvoltat consistent în Europa, cu o capacitate

multiplicată de 27 de ori în decada 1992-2002.

- ţările dezvoltate în acest domeniu sunt Germania, Spania, Danemarca şi

Olanda, care au 84 % din totalul puterii instalate. Noile pieţe includ Austria, Italia,

Portugalia, Suedia şi Marea Britanie. Cele zece noi state membre care au aderat la UE

în mai 2004 au adoptat, de asemenea, obiective privind energiile regenerabile.

- în anul trecut, în Germania, rulajul de capital în industria eoliană a fost

de 4,2 bilioane EUR.

Utilizarea instalaţiilor eoliene reprezintă o serioasă opţiune pentru realizarea

acestor obiective. Câteva ţări europene au planuri impresionante privind instalarea

unui mare număr de generatoare eoliene în viitor. Câteva guverne sprijină aceste

acţiuni cu ajutorul unor taxe şi stimulente. Nord-vestul Europei , cu ţărmuri vântoase şi

o reţeua electrică ramificată şi puternică oferă posibilităţi interesante pentru investiţii şi

dezvoltare a parcurilor eoliene.

Turbinele eoliene extrag energia vântului transferând energia aerului care trece

prin rotorul turbinei către palele rotorului. Palele rotorului au profil de aripă, aşa cum

este prezentat în secţiunea transversală din figura de mai jos.

Planul de rotaţie al rotorului este controlat astfel ca să fie perpendicular pe

direcţia vântului. Fluxul de aer rezultant pe pala rotorului (adică vectorul sumă al

vitezei vântului cu viteza locală a rotorului) produce o diferenţă de presiune între

partea palei expusă vântului şi cea opusă. (Aerul ce se scurge peste partea opusă

vântului circulă la o viteză mai mare şi, deci, la o densitate şi presiune mai mici).

Această diferenţă de presiune produce o forţă de împingere perpendiculară pe

rezultantă fluxului de aer. O componentă a acestei forţe produce un moment mecanic

de rotaţie care roteşte rotorul şi axul. Puterea la nivelul axului poate fi utilizată în mai

multe moduri. Sute de ani ea a fost folosită pentru măcinatul grâului sau pomparea

apei, astăzi instalaţiile mari moderne, cu generatoare integrate, o convertesc în energie

electrică.

Cerintele pentru centrale eoliene dispecerizabile.(CEED)

Centralele eoliene dispecerizabile (CEED) trebuie să fie capabile să producă, in

punctul de conectare, simultan puterea activă şi reactivă corespunzatoare diagramei PQ

în banda de frecvenţe 49,5-50,5Hz şi în banda admisibilă de tensiune.

Prin cuplarea la reţea a CEED nu trebuie să se depăşească capacitatea nici unui

element de reţea sau a nivelului de dimensionare la scurtcircuit.

Grupurile electrice eoliene (GEE) aflate in functiune, apartinand unei CEED,

trebuie să rămână conectate la sistem în situaţiile:

- frecvenţe în domeniul 47,5 – 52 Hz, variaţii de frecvenţă de până la

200mHz/s şi variaţii de tensiune 0,85 ÷ 1,10Un;

- tensiunea în punctul de conectare variază în banda admisibilă de

tensiune;

- apariţia golurilor şi a variaţiilor de tensiune în punctul de racordare de

tipul:

CEED trebuie să fie capabil să furnizeze, în punctul de conectare, reglaj primar

în următoarele condiţii: insensibilitate la variaţiile de frecvenţă ±10mHz, statism

4÷20%, prevederea unei rezerve de reglaj primar livrabilă continuu, corespunzătoare

unei abateri de frecvenţă de minim ± 200mHz, statismului setat şi puterii instalate.

Valoarea statismului este dispusă de UnO-DEN. Rezerva de reglaj primar se va

mobiliza în 30 secunde şi se va menţine minim 15 minute dacă abaterea de frecvenţă

se menţine.

CEED va participa la variaţiile de frecvenţă ale SEN astfel:

- la creşterea frecvenţei peste 50,2Hz, CEED îşi va scădea sarcina cu un

statism de 40%Pinstalata/Hz;

- la scăderea frecvenţei sub 49,8Hz, CEED îşi va creşte sarcina (va

încărca) până la limita maximă a puterii disponibile.

CEED trebuie să asigure reglajul puterii active în punctul de conectare, la o

valoare de consemn setată local sau preluată automat, cu o precizie de ±5%Pn (ca

putere medie pe 5 minute). În situaţia în care este necesară, din punct de vedere al

siguranţei sistemului, reducerea puterii produse, CEED va efectua scăderi de putere în

treptele şi rampele de variaţie (încărcare/descărcare) declarate - cel mult 10%Pi/minut.

Rampele vor fi respectate atât în cazul creşterii naturale de putere (intensificarea

vântului), cât şi pentru variaţiile consemnului de putere. Excluzând deconectările,

oprirea CEED se va face cu viteză declarată. Soluţia de racordare a CEED va evita

scheme care pot duce la functionarea insularizata. Nu se permite funcţionarea CEED in

insule cu consum. OTS are dreptul ca în situaţia în care siguranţa funcţionării SEN în

ansamblu o impune, să dispună deconectarea şi/sau realizarea de instalaţii de

automatizare care să asigure declanşarea CEED din punctul de conectare la reţea, pe

criterii dictate de siguranţa SEN. CEED va fi prevăzuta cu protecţii care să îl

declanşeze automat de la sistem în cazul pierderii stabilităţii. Gestionarul este

responsabil pentru integritatea grupurilor şi a instalaţiilor auxiliare la acţionarea

protecţiilor de deconectare a CEED şi contra incidentelor din reţea, cât şi a condiţiilor

de funcţionare anormală (Scc, RAR etc.). CEED trebuie să asigure permanent şi

continuu reglajul tensiunii în bara colectoare a centralei în domeniul ±10%Un .

Grupurile eoliene componente CEED trebuie să îndeplinească în totalitate cerinţele de

calitate prevăzute în standardul referitor la generatoarele eoliene CEI 61400. Indiferent

de numărul grupurilor eoliene, al instalaţiilor auxiliare aflate în funcţiune, cât şi de

puterea produsă, calitatea energiei electrice în punctul de comun de cuplare trebuie să

se încadreze în limitele standardelor internaţionale aflate în vigoare (ex: IEC 61400-

21, IEC 61000-3-6 şi 7 etc.) referitoare la nivelul de tensiune în punctul comun de

cuplare şi a cotei alocate pentru: emisia de flicker, armonice şi factor de nesimetrie de

secvenţă negativă.GEE/ CEED trebuie să aibă prevăzută posibilitatea de a fi

reconectate automat, după o depaşire a vitezei maxime a vântului, la reintrarea în

limitele de utilizare a acestuia.Orice CEED poate fi dat în exploatare numai dupa ce a

fost supus unui program de testări specifice stabilite de comun acord cu OTS, şi acesta

îndeplineşte reglementarile prezentului Cod.

Centrale electrice eoliene nedispecerizabile (CEEND)

CEEND trebuie să fie capabile să producă, in punctul de conectare, simultan

puterea activă şi reactivă corespunzatoare diagramei PQ în banda de frecvenţe 49,5-

50,5Hz şi în banda admisibilă de tensiune.

Prin cuplarea la reţea a CEEND nu trebuie să se depăşească capacitatea nici

unui element de reţea sau a nivelului de dimensionare la scurtcircuit.

GEE aflate in functiune, apartinand unei CEEND, trebuie să rămână conectate

la sistem în situaţiile:

- frecvenţe în domeniul 47,5 – 52 Hz, variaţii de frecvenţă de până la

200mHz/s şi variaţii de tensiune 0,85 ÷ 1,10Un;

- tensiunea în punctul de conectare variază în banda admisibilă de

tensiune;

Soluţia de racordare a CEEND va evita scheme care pot duce la functionarea

insularizata. Nu se permite funcţionarea CEEND in insule cu consum.

OTS are dreptul ca în situaţia în care siguranţa funcţionării SEN în ansamblu o

impune, să dispună deconectarea şi/sau realizarea de instalaţii de automatizare care să

asigure declanşarea CEED din punctul de conectare la reţea, pe criterii dictate de

siguranţa SEN.

Gestionarul este responsabil pentru integritatea grupurilor şi a instalaţiilor

auxiliare la acţionarea protecţiilor de deconectare a CEEND şi contra incidentelor din

reţea, cât şi a condiţiilor de funcţionare anormală (Scc, RAR etc.).

CEEND trebuie să asigure permanent şi continuu reglajul tensiunii în bara

colectoare a centralei în domeniul ±10%Un .

Grupurile eoliene componente CEEND trebuie să îndeplinească în totalitate

cerinţele de calitate prevăzute în standardul referitor la generatoarele eoliene CEI

61400.

Indiferent de numărul grupurilor eoliene, al instalaţiilor auxiliare aflate în

funcţiune, cât şi de puterea produsă, calitatea energiei electrice în punctul de comun de

cuplare trebuie să se încadreze în limitele standardelor internaţionale aflate în vigoare

(ex: IEC 61400-21, IEC 61000-3-6 şi 7 etc.) referitoare la nivelul de tensiune în

punctul comun de cuplare şi a cotei alocate pentru: emisia de flicker, armonice şi

factor de nesimetrie de secvenţă negativă.

Grupurile de energie eoliana CEEND trebuie să aibă prevăzută posibilitatea de

a fi reconectate automat, după o depaşire a vitezei maxime a vântului, la reintrarea în

limitele de utilizare a acestuia.

Orice CEEND poate fi dat în exploatare numai dupa ce a fost supus unui

program de testări specifice stabilite de comun acord cu OTS, şi acesta îndeplineşte

reglementarile prezentului Cod.

Pentru CEEND /grupurile eoliene cu puteri instalate ≤ 1 MW in punctul de

racordare la retea se impun urmatoarele cerinte:

- Sa functioneze in paralel cu reteaua fara a produce variatii de tensiune

mai mari de ± 5% din nivelul de tensiune programat;

- Sa respecte conditiile reglementate de calitate a energiei electrice

produse.

Cerinţe asupra echipamentelor de telecomunicaţii

Grupurile generatoare/centralele electrice eoliene cu puteri mai mari de 1

MW/consumatorii dispecerizabili, trebuie să aibă asigurată alimentarea cu energie

electrică pentru instalaţiile de monitorizare şi reglaj, astfel încât acestea să fie

disponibile cel puţin trei ore după pierderea sursei de alimentare a acestora.

Grupurile generatoare/ centralele electrice eoliene

dispecerizabile/nedispecerizabile cu puteri mai mari de 1MW/consumatorii

dispecerizabili trebuie să asigure prin forţe proprii, transmiterea puterii active brute şi

nete, Q, U, f, poziţia elementelor de comutaţie din punctul de conectare la RET (pentru

CEED inclusiv bara colectoare comună de 110kV), cât şi contorizarea energiei active

produse, către un punct de interfaţă cu sistemul EMS SCADA. Pentru CEE >1 MW

informatiile Acest punct va fi convenit cu OTS. Punerea in functiune este aprobată

numai după integrarea în sistemul SCADA a grupului/ centralelei electrice

eoliane/consumatorului nou. Producătorul trebuie să asigure la performanţele cerute de

CNTEE Transelectrica S.A., căi de comunicaţie cu rezervare, de la instalaţiile de

monitorizare şi instalaţiile de reglaj secundar ale oricărui grup până la interfaţa cu

CNTEE Transelectrica S.A. aflată într-o amplasare acceptată de aceasta. Construirea şi

întreţinerea căii de comunicaţie între utilizator şi interfaţa CNTEE Transelectrica S.A.

este în sarcina utilizatorului.

Proprietareul CEE va trimite pentru fiecare centrala electrica eoliana pentru care

solicita racordarea respectiv efectuarea de probe pentru punerea in functiune

urmatoarele date tehnice. Punerea in functiune si darea in exploatare se face numai

dupa realizarea probelor de functionare, integrarea in sistemul SCADA al OTS si

transmiterea la acesta a rezultatelor probelor conform tabelelor urmatoare.

La punerea in functiune si in orice moment in perioada de functionare

proprietarul centralelor eoliene este obligat sa transmita datele tehnice solicitate de

OTS.

S- date standard de planificare

D - date de detaliu de planificare

R - date comunicate prin cererea de racordare

P - date comunicate cu minim 3 luni inainte de PIF

T - date determinate (inregistrate) in urma probelor (testelor) care fac obiectul

activitatilor de testare monitorizare si control. Determinarea acestor date se realizeaza

in cadrul probelor de PIF si se transmit la OTS in maxim 10 zile de la PIF.

CEED va fi prevăzută cu un sistem de reglaj automat al puterii active în funcţie

de valoarea frecvenţei (reglaj automat f/P). Acesta va acţiona conform unei curbe de

răspuns frecvenţă/putere ca in figura de mai jos activă exemplificată în figura 2, unde

Pd reprezintă puterea activă disponibilă. Coordonatele punctelor A, B, C, D şi E

depind de valoarea frecvenţei, a puterii active pe care o poate produce centrala şi de

valoarea de consemn la care este limitată puterea activă, în intervalele: A (50-47 Hz),

B (50-47 Hz), C (50-52 Hz), DE (50-52 Hz). Poziţia punctelor se setează conform

solicitărilor operatorului de reţea

Modificarea puterii active generate datorită variaţiilor de frecvenţă va fi

realizată, pe cât posibil, prin modificarea proporţională a puterii active generate de

fiecare grup al CEED, nu prin pornirea şi oprirea de grupuri. Viteza de răspuns a

fiecărui GGE aflat în funcţiune trebuie să fie cel puţin 60% din puterea nominală pe

minut (MW/min).

Daca valoarea frecvenţei ajunge la o valoare mai mare decât cea

corespunzătoare segmentului „D – E” pe curba caracteristică prezentată în figura 2, se

admite ca CEED să fie deconectată. Oricare GGE care a fost deconectat va fi repus în

funcţiune imediat ce este posibil din punct de vedere tehnic.

La variaţiile de frecvenţă din SEN, CEED trebuie :

- la creşterea frecvenţei peste 50,2 Hz, să asigure scăderea puterii active cu

cel puţin 40% din puterea instalată / Hz

- la scăderea frecvenţei sub 49,8 Hz, să asigure creşterea puterii active

până la limita maximă a puterii active disponibile.

Puterea activă produsă de o CEED trebuie să poată fi limitată la o valoare de

consemn.

Mărimea valorii de consemn trebuie să poată fi setată local sau preluată

automat de la distanţă în intervalul între puterea minimă tehnică şi puterea instalată a

centralei.

CEED trebuie să asigure reglajul puterii active în punctul de racordare cu o

precizie de ±5% din puterea instalată (ca putere medie pe 10 minute).

În funcţionare normală, CEED trebuie să aibă capacitatea :

- de a seta viteza de creştere/ reducere liniară a puterii active produse la

valoarea impusă de operatorul de reţea (MW/minut);

- de a reduce, la dispoziţia operatorului de reţea, puterea activă produsă la

valoarea solicitată (inclusiv oprire) respectând viteza de variaţie (încărcare/descărcare)

stabilită. Viteza de variaţie a puterii trebuie să fie respectată atât în cazul variaţiei

naturale de putere (intensificarea vitezei vântului), cât şi pentru variaţiile consemnului

de putere. Prevederile de mai sus nu se referă la opririle intempestive.

Valoarea vitezei de variaţie a puterii trebuie să poată fi setată într-o gamă

cuprinsă între 10% din puterea instalată pe minut şi viteza maximă admisibilă, dată de

fabricant.

La valori ale tensiunii în punctul de racordare situate în banda admisibilă de

tensiune, puterea reactivă produsă/absorbită de o CEED trebuie să poată fi reglată

continuu corespunzător unui factor de putere situat cel puţin în gama 0,95 capacitiv şi

0,95 inductiv.

CEED trebuie să poată realiza reglajul automat tensiune - putere reactivă în

PCC în oricare din modalităţile:

- reglajul tensiunii;

- reglajul puterii reactive schimbate cu SEN;

- reglajul factorului de putere.

Viteza de răspuns a sistemului de reglaj al tensiunii trebuie să fie de minimum

95% din puterea reactivă disponibilă pe secundă.

În regim normal de funcţionare al reţelei, CEED nu trebuie să producă în

punctul de racordare variaţii rapide de tensiune mai mari de ± 5 % din tensiunea

nominală.

CEED va fi dotată cu sisteme de măsurare şi de monitorizare a funcţionării şi a

calităţii energiei electrice în PCC. Pentru monitorizarea calităţii energiei electrice se

vor utiliza numai analizoare de clasa A, conform definiţiilor standardelor aflate în

vigoare la data PIF.

CEED trebuie să poată fi supravegheate şi comandate de la distanţă: aceasta va

permite recepţionarea şi utilizarea de consemne şi comenzi primite on-line.

Funcţiile de comandă şi valorile măsurate vor fi puse la dispoziţie operatorului

de reţea, la cerere, în punctul de interfaţă cu sistemul EMS-SCADA. Protocolul de

interfaţare a CEED va respecta protocolul EMS- SCADA.

Volumul de informaţii minime schimbate on-line de către sisteme va fi: puterea

activă şi reactivă produsă, tensiunea, frecvenţa, poziţia elementelor de comutaţie din

punctul de racordare, energia activă produsă, reglaj f/P (da/nu), viteza şi direcţia

vântului, presiunea atmosferică, temperatura.

Date necesare pentru calculul regimurilor staţionare şi curenţilor de

scurtcircuit:

- schema electrică a întregii centrale electrice eoliene şi a staţiei de racord

la sistem;

- lungimea tuturor cablurilor din CEED şi lungimea LEA dintre CEED şi

staţia de racordare la sistem;

- parametrii electrici specifici tuturor cablurilor şi liniilor;

Parametrii liniilor şi/sau

cablurilor

Tip (material)

R+ [Ω/km]la 20°C

X+ [Ω/km]

C+ [μFarad/km]

R0 [Ω/km]

X0 [Ω/km]

S [mm2]

Un [kV]

- date referitoare la grupurile generatoare eoliene care alcătuiesc centrala

electrică eoliană: număr, puterea activă nominală pe generator, diagrama P-Q a

fiecărui tip de generator şi în punctul de racordare la sistem, viteza de variaţie a puterii

active;

- pentru unităţile de transformare MT/110kV, MT/MT kV: puterea

nominală a înfăşurărilor, tensiunile nominale, pierderile în gol, pierderile în cupru,

tensiunea de scurtcircuit, curentul de mers în gol, grupa de conexiuni, reglajul tensiunii

(tipul de reglaj, domeniul de reglaj inclusiv numărul plotului nominal, numărul maxim

al ploturilor), tratarea neutrului;

- date privind sistemul de compensare a reactivului (de exemplu dacă sunt

instalate baterii de condensatoare: numărul de trepte, puterea instalată pe fiecare

treaptă) şi indicarea pe schema electrică cerută (prima cerinţă) a locului de instalare a

sistemului de compensare.