1.4
Propojení elektrizačních soustav
Definice
Propojená elektrizační soustava je soustava, která vznikla propojením elektrizačních soustav několika zemí se společným operativním řízením. Obvykle ji tvoří systémy více soustav s různými druhy zdrojů elektrické energie, které jsou navzájem propojené mezisystémovými propojeními.
Elektrizační soustavy je možné propojit:
  1. Synchronně;
  1. Asynchronně.
1.4.1
Synchronně propojené soustavy
Synchronně lze propojit pouze soustavy se stejnou frekvencí. Spojí se pak přímo vedeními, která vycházejí z hraničních rozvoden.
Výhody
  • Efektivní využívání různých druhů zdrojů elektrické energie (jsou vzájemně propojeny klasické i obnovitelné zdroje);
  • Elektrickou energii je možné si předávat a vyměňovat mezi jednotlivými soustavami dle aktuální potřeby (tranzitní toky);
  • Není nutné mít tak velké zálohy energie, protože rezervní výkon může být sdílen;
  • Síť je stabilnější (tvrdší) díky vysokému instalovanému výkonu;
  • Zvýšená kvalita dodávané energie;
  • Zmenšení ztrát v důsledku paralelního sdílení sítí a optimálního rozdělení výkonů.
Nevýhody
  • Vzájemné ovlivňování propojených sítí;
  • Mohou vznikat neplánované přetoky výkonů, které by mohly ohrožovat bezpečnost provozu některé ze sítí.
Poznámka
Přetoky výkonů (energie) mezi jednotlivými státy se plánují dopředu, přesto bývá skutečnost jiná. Konkrétní hodnoty plánovaných a skutečných přetoků si lze prohlédnout na stránkách společnosti ČEPS.
Pro omezení neplánovaných toků výkonů (energie) mezi synchronně propojenými soustavami instalujeme v rozvodnách, ze kterých vycházejí propojená vedení, transformátory s příčným posuvem fáze PST (Phase Shift Transformers). Tyto transformátory mají budící a sériovou jednotku, z nichž každá je umístěna ve zvláštní nádobě a jsou mezi sebou propojené. Vinutí sériové jednotky je sériově zapojeno do přenosového přeshraničního vedení. Přepínáním odboček budící jednotky můžeme regulovat velikost pomocného přídavného napětí, které se indukuje do sériového vinutí. To má vliv na úhel mezi vstupním a výstupním napětím, což umožňuje snižovat či zvyšovat průtok činného výkonu.
Zajímavost
PST transformátory jsou např. zapojené v rozvodně Hradec do vedení 400 kV (V445 a V446), která vedou do Röhrsdorfu v sousední Spolkové republice Německo. Jedná se o dva paralelně spojené transformátory s výkonem 2 x 850 MVA.
1.4.2
Asynchronně propojené soustavy
Asynchronní soustavy mají navzájem odlišný kmitočet. Propojení takových soustav se provádí asynchronně pomocí stejnosměrných spojek. Stejnosměrné propojení oddělí také spojované sítě od vzájemné kmitočtové závislosti (napětí se nejdříve usměrní a následně rozstřídá na nový kmitočet), takže lze takto spojit i soustavy, které mají sice shodnou jmenovitou hodnotu kmitočtu, ale mohou se lišit v okamžitých hodnotách svých kmitočtů.
Zajímavost
Stejnosměrné propojení se využívá také u dlouhých podmořských kabelů (viz kap. 2.2.4), kde je z důvodu jejich vysokého kapacitního charakteru vhodnější použít stejnosměrné napětí. Příkladem takového propojení jsou např. využití podmořských kabelů mezi Francií a Velkou Británií nebo mezi Itálií a Řeckem, přestože všechny spojované země mají shodnou velikost kmitočtu.
1.4.3
Výměna elektrické energie mezi dvěma nepropojenými soustavami
Pokud chceme předávat energii mezi nepropojenými soustavami (např. z tzv. vydělených ostrovních sítí), je potřeba nejprve obě soustavy krátkodobě spojit (synchronizovat) a po převedení výkonu z jedné soustavy do druhé je opět rozpojit. Pro krátkodobé spojení obou soustav musíme splnit synchronizační podmínky (odchylky kmitočtů a napětí soustav musí být v předepsaných mezích).
1.4.4
Propojení ČR s ostatními soustavami
Česká republika patří do propojené evropské soustavy. Evropská síť provozovatelů přenosových soustav elektřiny se nazývá ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators for Electricity). Patří do ní 43 provozovatelů ze 36 evropských zemí (údaj z listopadu 2018). Propojené evropské soustavy jsou na obr. 3.
+
3. Propojené evropské soustavy
Obr. 3. Propojené evropské soustavy
Česká republika je přímo spojená s okolními státy následujícími vedeními:
  • Pět vedení se Slovenskem (tři vedení 400 kV a dvě 220 kV);
  • Čtyři vedení s Polskem (dvě vedení 400 kV a dvě 220 kV);
  • Čtyři vedení se Spolkovou republikou Německo (dvě vedení 400 kV a dvě 220 kV);
  • Čtyři vedení s Rakouskem (dvě vedení 400 kV a dvě 220 kV).