Podstawą zapewnienia bezpiecznej i efektywnej ekonomicznie pracy systemu elektroenergetycznego jest odpowiednie planowanie jego pracy w różnych horyzontach czasowych. Priorytetem jest pokrycie zapotrzebowania odbiorców na moc i energię elektryczną, uwzględniając uwarunkowania pracy sieci i jednostek wytwórczych oraz wymagania bezpieczeństwa pracy systemu. Podczas planowania strony podażowej mocy należy uwzględnić konieczność zapewnienia wymaganej nadwyżki mocy ponad zapotrzebowanie odbiorców na moc – tzw. rezerw mocy. Rezerwa mocy jest niezbędna, aby system był przygotowany na wypadek awarii skutkującej ubytkiem mocy wytwórczych (w tym wyłączeń elementów sieciowych i/lub jednostek wytwórczych), jak i na nieoczekiwany wzrost zapotrzebowania na moc przez odbiorców. Praca systemu elektroenergetycznego jest planowana w taki sposób, aby żadna pojedyncza awaria nie doprowadziła do przeciążeń elementów sieciowych ani nie spowodowała naruszenia żadnego innego kryterium bezpiecznej pracy systemu, takiego jak wymagane poziomy napięcia, częstotliwość, dopuszczalne obciążenie elementów sieciowych, itd. Powyższe określa się jako „kryterium N-1”, będące podstawą planowania pracy systemów elektroenergetycznych na całym świecie. Naruszenie kryterium N-1 wiąże się z ryzykiem wystąpienia zdarzeń awaryjnych, które mogą skutkować ryzykiem kolejnych niekontrolowanych, kaskadowych wyłączeń awaryjnych elementów systemu prowadzących do przerw w zasilaniu odbiorców. Dynamika zjawisk fizycznych w sytuacji wyłączeń awaryjnych jest na tyle wysoka, iż możliwość reakcji przez Operatora na rozwój wypadków jest bardzo ograniczona. Stąd tak istotne jest odpowiednie planowanie pracy sieci i zasobów wytwórczych z odpowiednim marginesem bezpieczeństwa.
W ramach planowania pracy systemu, Operator weryfikuje bilans mocy na każdy horyzont planowania niezależnie, sprawdzając czy jest możliwe zrównoważenie produkcji energii elektrycznej z zapotrzebowaniem odbiorców na tę energię, przy zapewnieniu wymaganej nadwyżki mocy. Poziom nadwyżki mocy dla analizowanego horyzontu jest swego rodzaju probierzem krytyczności przyszłej sytuacji bilansowej.
W dłuższym horyzoncie czasowym Operator sporządza plany wieloletnie oceniające wystarczalność generacji rozumianą jako zdolność do pokrycia zapotrzebowanie na energię elektryczną przy uwzględnieniu wymaganej nadwyżki mocy, oraz dotyczące planowania rozwoju sieci przesyłowej celem dostosowania jej do rosnącego zapotrzebowania odbiorców na energię elektryczną oraz oczekiwanych przyłączeń nowych źródeł wytwarzania. Informacje zawarte w tych planach są istotną przesłanką dla oceny potrzeb inwestycji w nowe moce wytwórcze.
W horyzoncie średnioterminowym, tj. od 2 dni do 5 lat do przodu, Operator ocenia spodziewaną wystarczalność generacji uwzględniając prognozowane poziomy zapotrzebowania oraz zgłaszane przez grupy energetyczne plany remontów jednostek wytwórczych. Informacje te mają istotne znaczenie dla uczestników rynku do oceny ryzyka materializacji napiętej sytuacji bilansowej, a co za tym idzie okresów wysokich cen energii elektrycznej na rynku. Uczestnicy rynku mogą odpowiednio do tych informacji dostosować swoje plany dotyczące remontów jednostek wytwórczych oraz zapotrzebowanie na moc w przypadku sterowanych odbiorów. Do przygotowania planów w horyzoncie średnioterminowym wykorzystuje się między innymi dane historyczne o zapotrzebowaniu odbiorców na energie elektryczną, prognozy pogody, informacje o planach dotyczących oddawania bądź wyłączania z eksploatacji jednostek wytwórczych, oraz wspomniane harmonogramy remontów.
W horyzoncie krótkoterminowym, tj. w planowaniu dobowym i bieżącym, operator przygotowuje plany pracy systemu uwzględniając aktualne informacje o planowanym stanie systemu, tj. zgłaszane przez uczestników rynku umowy sprzedaży energii, grafiki pracy bloków, plany wymiany międzysystemowej z krajami sąsiadującymi oraz prognozę generacji odnawialnej. Plany pracy w horyzoncie krótkoterminowym są na bieżąco aktualizowane, uwzględniając najnowsze informacje o aktywności uczestników rynku, tj. zawierane przez nich na rynku hurtowym transakcje oraz oferty bilansujące przekazane do Operatora zarządzającego rynkiem bilansującym.
W czasie rzeczywistym zarządzanie pracą systemu jest zadaniem realizowanym przez służby dyspozytorskie, które na bieżąco reagują na zdarzenia w systemie, takie jak wyłączenia elementów sieciowych lub jednostek wytwórczych, lub rozbieżności między prognozowanymi (oczekiwanymi), a faktycznymi warunkami pracy systemu takimi jak zapotrzebowanie lub generacja odnawialna. Kluczową rolę odgrywa tu krajowa dyspozycja mocy KDM, koordynująca obszarowe dyspozycje mocy ODM wspomagane przez służby dyspozytorskie operatorów systemów dystrybucyjnych.
PLANOWANIE PRACY SYSTEMU
Pod najwyższym napięciem, odc. 7: Konrad Purchała o bilansowaniu systemu elektroenergetycznego
Pod najwyższym napięciem, odc. 8: Marek Kornicki o bilansowaniu systemu elektroenergetycznego
