Wieś w energetyce, czyli ile farmy w PPM?

Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego [1] powołało do życia dwie „instytucje rolnicze”:

  • Farmy Fotowoltaiczne (par. 2 pkt 4)
  • Farmy Wiatrowe (par. 2 pkt 5)

które stanowią przejaw zbędnej regulacji podyktowanej przekonaniem, że każdy prostokąt, który jest kwadratem musi zostać nazwany kwadratem przez prawo, nawet jeśli kwadratura tegoż prostokąta jest cechą właściwie nieistotną. Nic nie szkodzi, możemy przydać jej istotności poprzez stworzenie odrębnych wymagań i/lub przywilejów dla kwadratów, które stając się prawami nabytymi lub zobowiązaniami technicznymi utrwalą patologiczny stan „imposybilizmu” transformacji geometrycznej (lub raczej energetycznej).

Przytoczmy zatem definicje i zastanówmy się co jest czym w tej pojęciowej układance. Zarówno farmy wiatrowe jak i fotowoltaiczne są ze sobą związane rdzeniem definicyjnym, który pozwoliłem sobie wytłuścić:

Farma Fotowoltaiczna – moduł parku energii wykorzystujący do wytwarzania energii elektrycznej energię promieniowania słonecznego, przyłączony do sieci w jednym miejscu przyłączenia

Farma wiatrowa analogicznie – korzysta z energii wiatru. Co istotne w obu przypadkach prawodawca wskazuje, że są to moduły parku energii – warto więc przytoczyć właściwą definicję z art. 2 pkt 17 rozporządzenia 2016/631 [2]:

Moduł Parku Energii: jednostka lub zestaw jednostek wytwarzających energię elektryczną, która(-y) jest przyłączona(-y) do sieci w sposób niesynchroniczny lub poprzez układy energoelektroniki, i która(-y) ma również jeden punkt przyłączenia do systemu przesyłowego, systemu dystrybucyjnego, w tym zamkniętego systemu dystrybucyjnego, lub systemu HVDC

Jak widać w definicji MPE (ang. PPM) nie ma nic, co wskazywałoby na kategoryzację na podstawie energii pierwotnej (wiatrowa, słoneczna), występuje za to ponownie jeden punkt (miejsce) przyłączenia. Farma posiada zatem punkt przyłączenia do kwadratu. Może zatem znajdziemy coś w definicji jednostki wytwarzającej energię (ang. PGU)? Takowa definicja (niestety) nie występuje wprost w Kodeksach Sieci [2], ale została przedstawiona w ramach rekomendacji do poprawek NC RfG przez ACER, art. 2 (74) [3]:

‘power generating unit’ or ‘PGU’ means an aggregation of components converting a primary source of energy into electricity at the terminals of a unit generating electricity, which is synchronously connected to the network or which is either nonsynchronously connected to the network or connected through power electronics.

Tłumaczenie autorskie:

Jednostka Wytwarzająca Energię (PGU): Zespół komponentów przyłączony do sieci (bezpośrednio lub pośrednio) w sposób synchroniczny, niesynchroniczny lub poprzez układy energoelektroniki, który przetwarza energię pierwotną (źródła) na energię elektryczną dostępną na (wspólnych) zaciskach tego zespołu.

W tej definicji pojawia się faktycznie energia pierwotna, ale niestety nie w sposób  domniemany przez krajowego prawodawcę w rozporządzeniu systemowym [1]. Wydzielenie zespołu komponentów (aggregation of components) pozostaje w obszarze decyzji projektowej i nie musi mieć nic wspólnego ze źródłem energii pierwotnej. Oznacza to, że już na poziomie pojedynczej PGU możliwy jest sposób wydzielenia pracującego zależnie zespołu komponentów przetwarzających energię z kilku różnych źródeł energii pierwotnej.

Przykład:

Moduł Parku Energii (MPE, ang. PPM) składa się z dwóch PGU przyłączonych w jednym punkcie do sieci operatora systemu. Pierwsza PGU to hybrydowy zespół komponentów wytwarzających energie ze „słońca”, „wody” i „biogazu” wyprowadzających moc z jednego przekształtnika hybrydowego o mocy  5 MVA. Druga PGU złożona jest z podwójnej turbiny wiatrowej wyprowadzającej moc z jednego przekształtnika energoelektronicznego o mocy 12 MVA. Częścią Modułu Parku Energii pozostają ponadto dwa magazyny energii elektrycznej 2MW/4MWh oraz jeden magazyn ciepła 1MW/50 MWh, a także kompensator energoelektroniczny VSC o mocy 5 MVA (+/- 5 Mvar) i elastyczny odbiór w postaci elektrolizera o mocy 0-5 MW. Moduł Parku Energii deklaruje moc osiągalną netto w punkcie przełączenia (Pmax) na poziomie 5 MW przy mocy przyłączeniowej 5,2 MW, 100% energii wprowadzanej do sieci pochodzi ze źródeł odnawialnych, współczynnik wykorzystania mocy przyłączeniowej wynosi 90% (41 000 MWh/rok).

Kryterium wydzielenia PGU w tym przypadku jest w praktyce zdolność regulacyjna zapewniana na interfejsach dwóch przekształtników energoelektronicznych, które były odrębnie certyfikowane i mogą być wspólnie zarządzane z poziomu jednego regulatora nadrzędnego. Takie podejście jest zharmonizowane z procedurami wynikającymi z NC RfG [5].  Uznanie pozostałych komponentów (magazyny energii, kompensatory, elastyczny odbiór) za część MWE (PGM) wynika z podporządkowania sposobu ich pracy parametrom deklarowanym (zobowiązaniom) Modułu Parku Energii – innymi słowy pracują one w sposób zależny od zespołu PGU w ramach MPE (PPM).

Rzecz jasna kryteriów wydzielenia PGU może być więcej i jednym z nich może być rodzaj energii pierwotnej (czyli tzw. „technologia”), ale najważniejszą konkluzją mojej przydługiej analizy jest konstatacja, że „nie musi tak być”.

W ten sposób udało nam się obnażyć słabość „farmerskich” definicji, które co prawda rozpoznają, że w ramach Modułu Parku Energii mogą znajdować się jednostki wytwarzające energię (w całości lub w części) z „wiatru” lub „słońca”, ale mylą prostokąt (moduł parku energii) z kwadratem (farma…).

Przykład:

Moduł Parku Energii jest modyfikowany poprzez rozbudowę o: dwie PGU oraz magazyn energii elektrycznej. W efekcie modyfikacji, Moduł Parku Energii zawiera w sobie podstawowe instalacje wytwórcze (NC RfG art. 2 (8)) korzystające zarówno z energii promieniowania słonecznego jak i energii wiatru. Moc osiągalna netto zmodyfikowanego Modułu Parku Energii nie uległa zmianie, w związku z tym nie ulegają zmianie również zdolności będące pochodną Pmax.

Implikacje wynikające z „farmo-kategoryzacji” w postaci sesji Q&A:

  • Operator Systemu: Czy przed modyfikacją był to Moduł Parku Energi typu Farma Fotowoltaiczna?
  • Właściciel Zakładu Wytwarzania Energii: Ale w NC nie występuje ten rodzaj kategoryzacji, był to po prostu Moduł Parku Energii – tak został przyłączony i przetestowany.
  • OS: Należy określić czy była to farma wiatrowa, fotowoltaiczna albo inny moduł parku energii, który jeszcze nie ma definicji w rozporządzeniu.
  • WZWE: Czy zmienia to w jakikolwiek sposób obowiązki Właściciela Modułu Wytwarzania Energii?
  • OS: W zasadzie nie, ale pomaga nam to ustalić prognozę generacji, oszacować koszty wytwarzania energii w danym źródle, wyczarować korekcyjne współczynniki dyspozycyjności dla danej „technologii” oraz przeliczyć sezonowe obciążenia w systemie. Zawsze robiliśmy to w podziale na źródła.
  • WZWE: Ale czy to zmienia coś w mojej relacji z OS? To jest nadal Moduł Parku Energii, posiada te same zdolności, jest sterowany z poziomu jednego interfejsu SCADA OS. Jest to po prostu czarna skrzynka pracująca w zakresie Pmin – Pmax, która zapewnia zdolności techniczne do realizacji uzgodnionych zobowiązań.
  • OS: Musimy to wiedzieć, bo wynika to z rozporządzenia systemowego.
  • WZWE: Ok, przed modernizacją to była farma fotowoltaiczna, ale teraz są tam również dwie turbiny wiatrowe i magazyn energii elektrycznej.
  • OS: W takim razie są to dwa Moduły Parku Energii – jedna farma fotowoltaiczna i jedna farma wiatrowa.
  • WZWE: A magazyn?
  • OS: Zgodnie z NC RfG magazyn nie jest źródłem.
  • WZWE: Jasne – samodzielny magazyn nie jest źródłem, ale w tym przypadku pracuje on jako komponent Modułu Parku Energii, cały obiekt jest przyłączony w jednym punkcie i sterowany z poziomu jednego interfejsu, więc powinien być traktowany jako jeden Moduł Parku Energii – wskazują na przewodniki kodeksowe [5].  
  • OS: Nie, według nas to są dwa moduły parku energii – wiatrowy i fotowoltaiczny, ewentualnie jeden z nich może być wspomagany magazynem.
  • WZWE: Co to znaczy wspomagany? Magazyn wpływa na zdolności techniczne Modułu Parku Energii w całości zgodnie z założeniami w projekcie, co skutkowało zmianą Pmin oraz korektami planów pracy deklarowanych dla jednego PPE.
  • OS: Wspomaganie nie jest zdefiniowane, ale w praktyce zabraniamy pana jednostce grafikowej świadczenia usług w kierunku poboru na runku bilansującym.
  • WZWE: Dlaczego?
  • OS: Nie przewidzieliśmy takiej możliwości dla Modułów Parku Energii typu farma wiatrowa lub fotowoltaiczna.
  • WZWE: Ale Moduł Parku Energii typu farma nie jest przyjętą metodą klasyfikacji w kodeksach sieci. 
  • OS: Jest w krajowym rozporządzeniu systemowym, jeśli chce Pan korzystać w pełni z magazynu energii musi Pan to wszystko zagregować… Najpierw jednak trzeba przetestować oba Moduły Parku Energii na zgodność z NC RfG.
  • WZWE: Ale czy celem wprowadzenia definicji Modułu Parku Energii i Synchronicznego Modułu Wytwarzania Energii nie było wyeliminowanie wszelkich zbędnych podkategorii, które mogłyby prowadzić do dyskryminacji niektórych rozwiązań technicznych?
  • OS:  Możliwe, ale nasze przyzwyczajenia są inne, może kiedyś to zmienimy.
  • WZWE: Czy ich celem nie było również zastąpienie arbitralnej oceny parametrów znamionowych poszczególnych urządzeń uniwersalnymi wielkościami netto weryfikowanymi w punkcie przyłączenia?
  • OS: Możliwe, ale przyzwyczailiśmy się do oceny parametrów znamionowych i parametrów brutto.
  • WZWE: Proponuję nie utrwalać Państwa przyzwyczajeń w kluczowych dokumentach związanych z Prawem Energetycznym i zostawić je w aktach nietrwałych, takich jak Ustawa OZE.
  • OS: Za późno, znalazły już się w Warunkach Dotyczących Bilansowania [4], Rozporządzeniu Systemowym [1] i częściowo w Prawie Energetycznym, poprzez zastosowanie definicji mocy zainstalowanej elektrycznej, dla niektórych Jednostek Wytwórczych złożonych z Instalacji OZE.
  • WZWE: Złożonych z Instalacji OZE w całości czy w części?
  • OS: Daj Pan już spokój…

Podsumowanie

Kodeks sieci RfG [2] miał ułatwić wszystkim życie wprowadzając nowy paradygmat kategoryzacji źródeł przyłączonych do systemu elektroenergetycznego. Moduł Wytarzania Energii to czarna skrzynka przyłączona w jednym punkcie do sieci dystrybucyjnej lub przesyłowej. Ta skrzynka musi być w stanie realizować wymagane zdolności do regulacji zdalnej i automatycznej, które pozwolą jej docelowo świadczyć usługi na rynku technicznym. W Polsce na tej czarnej skrzynce trzeba napisać Farma (…), opisać ją w najdrobniejszych szczegółach (dedykowane załączniki do WP PV, FW) i skonfigurować do świadczenia usług elastyczności zanim usługi te zostaną wycenione. Czasem ciężko dostrzec różnicę pomiędzy potwierdzeniem zdolności do świadczenia usługi (np. stabilizacji napięcia) a jej (nieodpłatnym) świadczeniem w ramach nieco zbyt regularnych interwencji.


[1] Rozporządzenie Ministra Klimatu i Środowiska z dnia 22 marca 2023 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemu elektroenergetycznego LINK

[2] ROZPORZĄDZENIE KOMISJI (UE) 2016/631 z dnia 14 kwietnia 2016 r. ustanawiające kodeks sieci dotyczący wymogów w zakresie przyłączenia jednostek wytwórczych do sieci LINK

[3] ACER Recommendation 03-2023 on reasoned proposals for amendments to the network codes on requirements for grid connection of generators and on demand connection LINK

[4] Warunki Dotyczące Bilansowania LINK

[5] General Guidance On Compliance Verification – Compliance Testing And Use Of Equipment Certificates LINK

Autor:
Szymon Witoszek, CEO PGM Expertise & Solutions
Scroll to Top