Koncepční, technické a provozní možnosti vedoucí ke zvýšení spolehlivosti dodávky elektrické energie na nadstandardní úroveň garantovanou legislativou

6.3.4.10

Koncepční, technické a provozní možnosti vedoucí ke zvýšení spolehlivosti dodávky elektrické energie na nadstandardní úroveň garantovanou legislativou

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

 NahoruÚvod

Ne každý odběratel připojený na elektrizační soustavu se spokojí s úrovní spolehlivosti dodávky zaručenou legislativními dokumenty, tzn. "Energetickým zákonem“ a prováděcími vyhláškami. Příčinou je citlivost odběratelem využívaného technologického procesu na krátkodobá, případně dlouhodobá přerušení dodávky elektřiny ze sítě dodavatele a zejména pak škody tímto přerušením způsobené. Nejde samozřejmě pouze a jen o škody vyjádřené finančními objemy, ale může jít o nevratné změny a škody způsobené na životním prostředí, ohrožení lidských životů a podobně. Určitá obecně formulovaná pravidla jsme deklarovali v části této publikace, která se zabývá kvalitou dodávky a úrovní služeb poskytovaných provozovateli DS a LDS zákazníkům připojeným na tyto sítě.

V této části se chceme zabývat problematikou týkající se možností nabídnout zákazníkům nadstandardní úroveň dodávky elektřiny z provozovaného síťového subsystému, případně tím, jaká opatření je třeba ve vlastní síťové soustavě provést tak, aby byly odběratelovy požadavky na nepřetržitost dodávky naplněny v co nejširším reálně splnitelném rozsahu. V některých případech je třeba úzké návaznosti v opatřeních dodavatele i zákazníka v oblasti zásad vzájemné provozní a technické kompatibility.

Chceme-li dosáhnout naprosté shody, musíme vyjít ze znění základních legislativních dokumentů, které jsou v předmětné problematice určující. Protože jsou zákony a prováděcí vyhlášky týkající se oblasti podnikání v elektroenergetice podrobně komentované v jiné části této příručky, připomeňme si v této části nejdůležitější informace a zásady.

Zněním vyhlášky ERÚ č. 306/ 2000 Sb., jsou stanoveny podrobné podmínky provedení § 17, odst. 7, písmenem a), zákona 458/2000 Sb., (energetický zákon), a to jako povinnost ERÚ ¹.

V základních ustanoveních citované vyhlášky je deklarováno, že vyhláška č.306/2001 Sb. stanoví podrobnosti v oblasti kvality dodávek elektřiny a souvisejících služeb.

Kvalitní dodávkou se rozumí dodávka elektřiny zákazníkovi, kterou zabezpečuje držitel licence na přenos a distribuci elektřiny (provozovatel přenosové soustavy – PPS, provozovatel distribuční soustavy – PDS, případně provozovatel lokální distribuční soustavy – PLDS), splňující všechny standardy kvality uvedené ve vyhlášce č. 306/2001 Sb., současně však i podmínky uvedené ve vyhlášce č. 297/2001 Sb., (kterou se stanoví podmínky připojení a dodávek pro chráněné zákazníky).

Vyhláška č. 306/2001 Sb., zněním § 1, odst. (2), deklaruje skutečnost, že je v regulovaných cenách zahrnuto plnění standardů kvality dodávek elektřiny a souvisejících služeb. Neplnění standardních ukazatelů kvality dodávané elektřiny je, dle znění vyhlášky č. 306/2001 Sb. důvodem pro úpravu regulovaných cen. Podle navrhované novelizace vyhlášky č. 306/2001 Sb., by za nesplnění standardních ukazatelů jakostní dodávky bylo možné udělit PDS nebo PLDS peněžní pokutu.

 NahoruČlenění standardů kvality dodávek elektřiny

V § 1, odst. (3), vyhlášky č. 306/2001 Sb. je deklarováno členění standardů kvality dodávek elektřiny a souvisejících služeb na dvě základní skupiny:

• garantované standardy tvoří první skupinu. Patří sem standardy dodávky elektřiny a souvisejících služeb, které stanovují takovou úroveň dodávek a služeb, která musí být dosažena v každém individuálním případě

• druhou skupinu tvoří obecné standardy kvality dodávek elektřiny uplatňované tam, kde není možné uplatnit garantované standardy, avšak kde mají zákazníci právo očekávat předem stanovenou úroveň služeb

 NahoruGarantované standardy kvality

Mezi garantované standardy kvality dodávek patří [viz vyhl. 306/2001 Sb., § 2, b), c)]:

1. standard kvality elektřiny vyjádřený velikosti frekvence a napětí. Skutečnost, že provozní okamžité parametry uvedených veličin jsou v souladu se zněním doporučené normy ČSN EN 50160 , garantuje všem zákazníkům držitel licence na distribuci a tato skutečnost je deklarována ve znění Kodexu PS, PPDS či PPLDS (jako povinnost dodavatele).

2. standard maximálně přípustné doby nezbytné pro odstranění poruchového přerušení pojistky v hlavní domovní skříni nn (která je součástí elektrické přípojky). Provozovatel DS či LDS garantuje, že doba obnovení dodávky bude kratší než 6 hodin, a to od okamžiku, kdy byl dodavatel o poruše pojistky informován. Ovšem v případě kumulace poruch v DS tento časový standard neplatí.

3. standard obnovy dodávky elektřiny do předávacího místa při přerušení dodávky v případě, že PPS, nebo PPDS (případně PPLDS) zahájí práce na obnově dodávky elektřiny:

   • ze zařízení do napětí 1kV do 3 hodin od okamžiku, kdy je informován o výpadku v DS (případně LDS), a do 24 hodin obnoví dodávku elektřiny pro všechny zákazníky připojené na síťovou soustavu této napěťové hladiny.

   • ze zařízení s napětím vyšším než 1kV do 2 hodin od okamžiku, kdy je informován o poruše vzniklé v PS nebo DS (LDS), a do 12 hodin obnoví dodávku elektřiny pro všechny zákazníky připojené na zařízení této napěťové hladiny

Ostatní standardy uvedené ve vyhlášce č. 306/ 2001 Sb. mají vazbu na administrativní úkony spojené s vyřízením žádostí o připojení k síťové soustavě, zahájení dodávky elektřiny, možnosti ukončení ze strany dodavatele, provádění kontroly apod.

 NahoruObecné standardy kvality

V paragrafu 3 citované vyhlášky jsou specifikovány následující obecné standardy kvality dodávek elektřiny a souvisejících služeb:

1. standard souhrnného přerušení dodávky elektřiny pro PPS a PDS (PLDS)

2. standard četností přerušení dodávky elektřiny pro PPS a PDS (PLDS)

ERÚ využívá statistická sledování obecných standardů a na základě jejich plnění vyhodnocuje spolehlivost dodávek elektřiny z PS a DS (LDS). Ze souboru statistických sledování jsou vyloučena mimořádná přerušení, vynucená stavy nouze podle zákona č. 458/2000 Sb., § 54, odst. 1.

Konkrétní výpočet obecných standardů kvality dodávek provádí, podle jednotné metodiky, provozovatel konkrétní síťové soustavy (PPS, PDS, PLDS). Za provozní přerušení dodávky elektřiny se, podle legislativních dokumentů, považuje každé přerušení dodávky elektřiny s dobou trvání delší než 3 minuty, bez ohledu na místo vzniku (PS, PDS, PLDS).

Za přerušení však není považováno takové, které bylo způsobeno vlastním odběrným zařízením nebo elektrickou přípojkou v zákazníkově vlastnictví, společnou instalací v budově a to za předpokladu, že současně s předchozími skutečnostmi nedojde k omezení dodávky dalším odběratelům.

Vyhláška č. 306/2001 Sb. specifikuje zněním § 3, (6), která přerušení dodávky je možné posuzovat jako poruchová:

1. každé přerušení dodávky odběratelům elektřiny při vzniku a odstraňování poruchy na zařízení PPS nebo PDS či PLDS [viz zákon č. 458/2000 Sb., § 24, (3), c), a § 25, (4), (7), d)]

2. každé samočinné vypnutí dodávky elektřiny nebo chybné vypnutí obsluhou

3. každý beznapěťový stav v PS, DS, LDS, který vznikl přerušením dodávky mimo sledovanou soustavu jiného provozovatele distribuční

Při zabezpečování nadstandardní úrovně (hladiny) spolehlivosti dodávky s cílem zcela nebo částečně splnit požadavky odběratele, musíme do statistiky pravděpodobného přerušení dodávky zařadit i přerušení v legislativě označená jako vynuceně vzniklá z důvodů uváděných v zákonu č. 458/2000 Sb., v § 25, odst. 4, písm. d), bodech 1 až 5 (pro DS) a přerušení dodávky elektřiny vzniklých v souvislosti s plánovanými pracemi v provozu a při údržbě.

Můžeme tedy uvedené informace shrnout do následujícího konstatování. Při konfrontaci požadavků zákazníka na nadstandardní úroveň spolehlivosti dodávky elektřiny z distribučních síťových systémů veřejné energetiky (DS, LDS) s výsledky statistických sledování provozu (objektivním ukazatelem je např. "Distribuční funkce časů obnovení dodávky el energie v napěťové hladině připojení odběratele“, tedy v síti nn nebo vn). V předchozích kapitolách týkajících se problematiky návrhu, realizace a provozu distribučních soustav jsme poukázali na skutečnost, že úroveň (hladina) spolehlivosti dodávky elektřiny konečnému odběrateli je ovlivňována, více či méně, řadou faktorů.

 NahoruPříčina přerušení dodávky

Přerušení dodávky může být způsobeno:

• jevy stochastickými, které způsobují neplánovaná, poruchová přerušení funkčnosti (provozuschopnosti) jednotlivých dílčích prvků dané rozvodné soustavy, v těchto případech dobu jejich výskytu v budoucnu neznáme, lze však na základě statistických pozorování provozu DS, LDS usuzovat na určité pravděpodobnosti četnosti výskytu a délky trvání

• jevy deterministickými, obecně lze konstatovat, že jde o plánované přerušení provozuschopnosti prvku nebo souboru prvků, způsobené plánovanou preventivní prohlídkou, revizí, běžnou nebo generální opravou, za určitých provozních situací mohou tyto činnosti vést k přerušení dodávky elektřiny odběrateli (takové provozní situace jsou respektovány zněním vyhl. č. 306/2001 Sb.

Uvedená přerušení dodávky u odběratelů, kteří provozují výrobní technologie nebo technologické systémy citlivé na přerušení, mohou způsobit funkční neschopnost technologie a to se všemi negativními následky.

 NahoruRozdělení přerušení podle délky trvání

Podle znění ČSN EN 50 160 lze přerušení dodávky elektřiny rozdělit, podle délky trvání, na dvě základní skupiny:

• přerušení (výpadky) dodávky přechodného charakteru
  Vycházíme-li ze znění ČSN EN 50 160 patří do této skupiny všechna narušení kvality dodávané elektrické energie s dobou trvání do 3 minut (podle znění ČSN EN jde o provozní události patřící do oblasti elektromagnetické kompatibility), například:

  • mikrovýpadky a rušivé vlivy způsobené přechodnými jevy

  • krátkodobá přerušení dodávky s dobou trvání do 0,3 s (například pokles napětí způsobený vzdálenými zkraty)

  • krátkodobá přerušení dodávky s dobou trvání 0,3 s – 20 s (například poklesy napětí způsobené blízkými zkraty, cykly rychlých i dlouhých OZ, působením automatik přemanipulace, atd.)

  • posléze do této skupiny patří i přerušení s dobou trvání 20 s – 3 minuty (krátká přerušení způsobená ručně prováděnými manipulacemi v DS nebo LDS)

• přerušení (výpadky) trvalého charakteru

  • do této množiny se řadí všechny provozní události s přerušením dodávky elektřiny odběratelům delším než 3 minuty. Podle smyslu znění ČSN EN 50 160 jde v těchto případech o dlouhá přerušení dodávky.

Povinnost provozovatele DS, LDS statistického sledování provozních událostí

Druhá skupina provozních událostí (dlouhodobá přerušení dodávky) je předmětem statistických sledování, která provádí provozovatelé subsystémů ES (PS, DS) jako součást licencovaných činností. Tuto povinnost jim ukládá znění prováděcí vyhlášky ERÚ č. 306/2001 Sb., za vlastní zpracování statistických souborů zodpovídá ERÚ.

Při objektivním posuzování vhodných opatření k dosažení nadstandardní úrovně kvality a dodávky elektřiny odběratelům, kteří nadstandardní parametry požadují, je předchozí rozdělení přerušení dodávky podle délky jejího trvání základní objektivní informací při výběru opatření, v tomto případě pro volbu počtu "zdrojů“ (závislých a nezávislých), které budou zabezpečovat podpůrné a systémové služby v předávacím místě odběratele s vysokými nároky na úroveň spolehlivosti.

 NahoruMožnosti zvýšení úrovně spolehlivosti dodávek

Pozitivně lze úroveň spolehlivosti dodávané elektrické energie v konkrétní distribuční soustavě zvýšit aplikací následujících opatření:

• technickou dimenzí silových prvků (tvořících distribuční soustavu), volbou jejich provozních vlastností, jejich vzájemným pospojováním do vhodné konfigurace, vytvářením provozně reálně využitelných možností záložních napájecích směrů

• počtem zdrojů závislých a nezávislých

• volbou vhodného provozu zdrojů, diverzifikací primárních energií použitých k výrobě elektřiny ve zdrojích

Nasazení zálohy výkonu dodávaného do DS nebo LDS nebo jednotlivým konečným odběratelům je zabezpečováno několika způsoby:

• zálohováním zdrojů, jejich nezávislostí na okolním systému dodavatele a s vysokou provozní spolehlivostí

• vyvedením výkonu zdroje do takového uzlu sítě, kde může být optimálním způsobem dále rozveden nebo spotřebován, doporučuje se vhodným způsobem vytvořit paralelní uspořádání napájecích cest, které by tvořilo zálohu cestám hlavním a to tak, aby na okolním distribučním systému byly, pokud možno, nezávislé

• zálohováním dodávky elektřiny pro odběratele citlivé na přerušení dodávky, nejlépe pomocí náhradních zdrojů, na okolním systému elektrizačního systému hlavního dodavatele zcela nezávislých. Náhradní zdroje by měly být, pokud možno, diverzifikované oproti použité primární energii u ostatních lokálních zdrojů

Míra vlivu jednotlivých opatření na zvýšení spolehlivosti dodávky

Míru vlivu jednotlivých opatření, jejichž realizací lze (do určité míry) objektivně zvýšit úroveň spolehlivosti dodávky, lze odvodit (vydedukovat) z tabulky uvedené v části "Příručky“ týkající se preliminárního hodnocení spolehlivosti dodávky použitím kritéria kategorizace odběrů. Z tohoto přehledu můžeme vyvodit obecnou škálu opatření, které lze doporučit pro konkrétní aplikaci v případech, kdy odběrateli nedostačuje standardní úroveň spolehlivosti garantovaná vyhl. č. 306/ 2000 Sb.

Věnujme pozornost jednotlivým faktorům reálně uplatnitelným ve veřejných i "průmyslových DS a LDS, kterými lze, objektivně posuzováno, zvýšit úroveň spolehlivosti dodávky na nadstandardní hladinu.

A. Konfigurace síťové soustavy DS, LDS z hlediska zvýšené spolehlivosti dodávky odběratelům citlivým na přerušení

 NahoruVliv konfigurace na úroveň spolehlivosti

V obecném slova smyslu je konfigurace závislá na velikosti zásobovaného areálu, rozmístění odběrů (zákazníků) na dané lokalitě, jejich požadavcích kvantitativních a kvalitativních, způsobu a místě připojení s ohledem na výši napěťové hladiny (vn, nn).Určujícím faktorem je i počet transformačních stanic (TRST) 110/vn, vn/vn, vn/nn a samozřejmě i velikost instalovaného transformačního výkonu a schéma vnitřního uspořádání transformoven a důležitých rozvoden (dělení přípojnic vn i nn, způsoby ovládání vývodů atd.). Důležitou hodnotou je i počet a instalovaný výkon lokálních zdrojů elektrické energie a způsob využití vyrobené…