Dostosowanie linii napowietrznych w odpowiedzi na wzrost temperatury w Zjednoczonym Królestwie
Kilka firm zajmujących się przesyłem i dystrybucją energii w Wielkiej Brytanii zaczęło brać pod uwagę wpływ wzrostu temperatury na długoterminową budowę infrastruktury dystrybucji energii elektrycznej. Rosnące temperatury mogą wpływać na linie energetyczne poprzez zmniejszenie ich mocy cieplnej (tj. maksymalny prąd dozwolony w danej temperaturze) i spowodowanie spadku linii do niebezpiecznych poziomów. Dzięki podwyższeniu znamionowego standardu temperatury konstrukcyjnej linii napowietrznych, aby uwzględnić przewidywane wzrosty temperatury, operatorzy systemów przesyłowych mogą dostosować się do rosnących temperatur otoczenia doświadczanych i prognozowanych w całej Europie.
Opis studium przypadku
Wyzwania
Oczekuje się, że częstotliwość ekstremalnych fal upałów w Wielkiej Brytanii wzrośnie w przyszłości. Brytyjskie prognozy klimatyczne z 2009 r. przewidują, że letnie temperatury w niektórych częściach Wielkiej Brytanii wzrosną nawet o 4 °C w scenariuszu średniej emisji do 2080 r. Takie wzrosty temperatury otoczenia stanowią zagrożenie dla operatorów przesyłowych i dystrybucyjnych ze względu na rozszerzalność cieplną linii energetycznych podczas ich podgrzewania. Taka rozszerzalność cieplna może spowodować zwisanie linii, co oznacza, że ich odstęp z lądu może stać się zagrożeniem dla ogółu społeczeństwa. Zwiotczenie może również skutkować kontaktem z drzewami i innymi strukturami, co może prowadzić do porażenia prądem elektrycznym lub pożaru. Większość krajów europejskich, w tym Wielka Brytania, posiada przepisy mające na celu utrzymanie minimalnej odległości między liniami elektroenergetycznymi a gruntami lub strukturami, aby uniknąć potencjalnych przypadków porażenia prądem elektrycznym lub pożarów. Wyższe temperatury otoczenia oznaczają, że prąd elektryczny przechodzący przez napowietrzne linie energetyczne musi zostać zmniejszony, aby zapobiec przegrzaniu urządzeń.
Ponadto cieplejsze linie energetyczne mogą powodować zmniejszenie wydajności dzięki procesowi znanemu jako de-rating. Brytyjskie przedsiębiorstwa energetyczne oceniły, że wzrost temperatury w związku ze zmianami klimatycznymi może spowodować zmniejszenie zdolności przenoszenia o 4-9 % do połowyXXI wieku. Wszystkie te skutki ostatecznie skutkują ryzykiem wypadków, cięć energii i strat przychodów, a także kaskadowych awarii sieci. Skutki te są spotęgowane przez rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną podczas epizodów ciepła, na przykład ze względu na klimatyzację.
Cele
Brytyjskie sieci przesyłowe i dystrybucyjne postanowiły dokonać przeglądu i aktualizacji ratingów linii napowietrznych w całej swojej sieci. Wiąże się to z ustaleniem maksymalnej temperatury operacyjnej, którą linie napowietrzne mogą być poddawane w scenariuszach zmiany klimatu, oraz określeniem standardu projektowego w celu uwzględnienia przewidywanych wzrostów zwiotczenia linii. Te środki adaptacyjne zwiększają bezpieczeństwo energetyczne i zmniejszają ryzyko porażenia prądem elektrycznym i pożaru.
Taktyki adaptacyjne wdrożone w tym przypadku
Rozwiązania
Western Power Distribution (WPD) dostarcza energię elektryczną do 8 milionów klientów na obszarze usługowym o długości55 500 km w Wielkiej Brytanii. WPD skorzystało z badania prowadzonego przez UK Met Office (krajową służbę pogodową). W badaniu „Energy Project 2 Climate Change Impacts on the UK Energy Industry Project” wykorzystano wiedzę specjalistyczną sektora energetycznego w celu określenia wpływu zmiany klimatu na wytwarzanie, dystrybucję, przesył i popyt. WPD współpracowało ze Stowarzyszeniem Sieci Energetycznych (ENA) (organizacją handlową finansowaną przez posiadaczy licencji przesyłowych i dystrybucyjnych) w celu wdrożenia środków dostosowawczych w oparciu o badanie i opracowania planów zwalczania usuwania ratingów linii energetycznych.
Zidentyfikowane środki adaptacyjne obejmowały zwiększenie wysokości słupów podtrzymujących linie energetyczne, instalację przewodów z gorętszymi ograniczeniami roboczymi lub wdrożenie przewodów „niskosagowych”. WPD oceniło, że zwiększone narażenie na wyższe temperatury w ramach przewidywanych zmian klimatu spowodowałoby zmniejszenie dopuszczalnego prądu wraz z obecnymi standardami projektowymi słupów drewnianych. Spowodowałoby to straty wydajności i potencjalne straty ekonomiczne dla operatora. Najbardziej opłacalnym środkiem zidentyfikowanym było zwiększenie minimalnej temperatury projektowej nowych tras napowietrznych, których osiągnięcie zazwyczaj zwiększyłoby wysokość konstrukcji słupów drewnianych o 0,5 metra. Ta zwiększona wysokość może pomieścić przewidywane wzrosty zwiotczenia bez przekraczania prawnych limitów wysokości linii napowietrznych. Ponadto WPD, we współpracy z innymi brytyjskimi firmami DNO, zakończyło niedawno projekt aktualizacji wiedzy brytyjskiego przemysłu dystrybucyjnego na temat ratingów konduktorów dla linii napowietrznych. Dzięki współpracy z ENA WPD będzie wdrażać ustalenia jako aktualizację norm krajowych.
W ramach tego trwającego procesu WPD i inne brytyjskie firmy energetyczne opracowują również oprogramowanie, które pozwoli brytyjskim firmom energetycznym na optymalizację ratingów linii napowietrznych.
Przydatność
Sprawa opracowana i wdrożona jako środek przystosowania się do zmiany klimatu.
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Proces określania środków dostosowawczych koordynowano poprzez współpracę ze Stowarzyszeniem Sieci Energetycznej (ENA), przy czym wyznaczona grupa zadaniowa ds. przystosowania się do zmiany klimatu ułatwiała dyskusje między rządami, agencjami regulującymi i członkami operatorów sieci. Dzięki takiemu zaangażowaniu interesariuszy Western Power Distribution proaktywnie dokonuje przeglądu planów adaptacyjnych i późniejszych środków.
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Szczegółowe skutki zmiany klimatu dla systemu energetycznego zostały zidentyfikowane dzięki współpracy z wieloma zainteresowanymi stronami w kontekście projektu „Wpływ zmian klimatu EP2 na brytyjski przemysł energetyczny” (prowadzonego przez Met Office). Taka współpraca z usługami informującymi o pogodzie może umożliwić szybkie dostarczanie zbiorów danych, które są bezpośrednio istotne dla decydentów w sektorze energetycznym. Określenie prawdopodobnych skutków zmiany klimatu dla systemu energetycznego z wyprzedzeniem daje czas na wdrożenie środków mających na celu zwiększenie odporności systemu. Ponadto, poprzez współpracę z ENA, członkowie operatorów sieci elektroenergetycznych są włączani do grupy zadaniowej ds. przystosowania się do zmiany klimatu kierowanej przez ENA wraz z rządem i agencjami regulacyjnymi. Grupa zadaniowa opracowuje podejścia służące identyfikacji skutków zmiany klimatu dla OSP energii elektrycznej i sieci OSD oraz opracowuje środki mające na celu dostosowanie się do skutków zmiany klimatu. Taka wymiana informacji może stanowić integralny element wyboru opłacalnych i skutecznych środków dostosowawczych, które mogą przynieść korzyści zarówno podmiotom prywatnym, jak i sferom publicznym.
Koszty i korzyści
Koszty zakupu drewnianych słupów napowietrznych o 0,5 metra wyższe zależą od wysokości pierwotnego słupa, ale mogą one wynosić zaledwie około 10 funtów (11 EUR) za słup.
Aspekty Prawne
Zgodnie z przepisami dotyczącymi bezpieczeństwa, jakości i ciągłości energii elektrycznej z 2002 r. linie napowietrzne do 33 kV nie mogą znajdować się na wysokości mniejszej niż 5,8 metra nad podłożem w maksymalnej prawdopodobnej temperaturze linii.
Czas wdrożenia
Wdrażanie nowych standardów projektowych jest ciągłym, proaktywnym procesem.
Okres użytkowania
Oczekiwana żywotność drewnianych słupów obsługujących linie napowietrzne wynosi około 40-60 lat. Pod koniec tego okresu eksploatacji słupy mogą zostać zastąpione, aby były zgodne z nowymi standardami projektowymi.
Źródło informacji
Kontakt
Paul Jewell
Western Power Distribution
E-mail: pjewell@westernpower.co.uk
Strony internetowe
Źródło
Western Power Distribution, Met Office and the Committee on Climate Change (UK) websites and documents
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )