Kako je januarja skoraj razpadel evropski elektroenergetski sistem

V začetku leta smo bili najbliže razpadu evropskega elektroenergetskega omrežja v več letih, ko se je 8. januarja ob 14.05 celinsko omrežje razklalo na dva nesinhronizirana dela. Evropsko združenje sistemskih operaterjev (ENTSO-E) je analiziralo incident in ugotovilo, da so se težave začele na Hrvaškem in potem kaskadno razširile. Na srečo so v eni uri težavo odpravili in zagotovili sinhronizacijo obeh delov omrežja.

Evropsko kontinentalno omrežje obsega praktično celo celinsko Evropo razen baltskih držav, Belorusije, Ukrajine in Moldavije, poleg tega pa vključuje še Turčijo, Maroko, Alžirijo in Tunizijo. S tem predstavlja enega največjih sinhroniziranih sistemov na svetu. To pomeni, da je frekvenca električne napetosti sinhronizirana po celotnem omrežju, ki je fizično povezano.

Izvor težav je 400-kV spojno polje (busbar coupler) v razdelilno-transformatorski postaji (RTP) Ernestinovo na Hrvaškem v bližini Osijeka na vzhodu države, ki jo je 8. januarja ob 14:04:25,9 tokovna zaščita odklopila. Zaradi tega dva zbiralnična sistema (busbar) nista bila več povezana in sinhronizirana, kar je ločilo severozahodne in jugovzhodne tokove v RTP. Severozahodni tokovi do Žerjavinca (Hrvaška) in Pecsa (Madžarska) so bili povezani na en zbiralnični sistem, jugozahodni v Sremsko Mitrovico (Srbija) in Ugljevik (Bosna) pa na drugega. To je povzročilo spremembe fizičnih pretokov po omrežju, kar je 23 sekund pozneje sprožilo odklop povezave Subotica - Novi Sad zaradi preobremenitve. To je sprožilo dodatne prekinitve povezav zaradi distančne zaščite, kar je še 20 sekund pozneje povzročilo razdelitev sistema na dva dela. Evropsko elektroenergetsko omrežje je bilo nenadoma razdeljeno na severozahodni del in jugovzhodni del, meja pa je šla skozi Hrvaško, sever Srbije in Romunijo.

To je seveda takoj vplivalo na bilance. Na severozahodnem delu omrežja se je pojavil primanjkljaj 6,3 GW moči, na jugovzhodnem pa presežek, ker so bili fizični tokovi pred razdelitvijo pač taki. Zaradi tega je pri nas omrežna frekvenca padla s 50 Hz na 49,74 Hz, v južnem delu omrežja pa narasla na 50,6 Hz. Regulacija je v nekaj sekundah ti vrednosti spravila do znosnejših 49,84 Hz in 50,25 Hz. To je še vedno velik problem - spomnimo se težav pred tremi leti, ko je frekvenca padla na 49,996 Hz zaradi nekompenzirane porabe Kosova in predlanskega incidenta. Slabo uro pozneje, ob 15.07 so oba dela omrežja uspeli sinhronizirati in povezati.

Lovljenje frekvence, ki odstopi od 50 Hz, ko trenutni poraba in proizvodnja nista več usklajeni, se dogaja z več stopnjami regulacije. Frekvenca se spremeni, ker se višek (ali manko) energije pretoči iz kinetične energije turbin - to je treba nadomestiti. V Sloveniji mora biti 2 odstotka nazivne moči vseh proizvodnih kapacitet na voljo za primarno regulacijo, ki se vključi v dveh sekundah po odstopanju za 20 mHz. ENTSO-E od Slovenije zahteva okrog 15 MW rezerve za primarno regulacijo, dejansko pa jo imamo trikrat toliko. V 30 sekundah se začne avtomatski proces sekundarne regulacije, ki jo nudijo nekateri proizvodni objekti. Kasneje, po 15 minutah, če motnja ni odpravljena, sledi še terciarna regulacija, ko se ročno nadomešča izrabljena rezerva moči. Sem sodi tudi zmanjšanje odjema ali odklop velikih porabnikov, če sodelujejo v terciarni regulaciji.

To se je zgodilo 8. januarja. Zaradi uro dolgega odstopanja, so v Franciji in Italiji odklopili za 1,7 GW velikih porabnikov, ki imajo pogodbe za terciarno regulacijo. Iz Velike Britanije in Skandinavije so dobili dodatnih 420 MW in 60 MW (omenjena sistema sta s celinskim povezana z enosmernim tokom, zato nista sinhronizirana, lahko pa nudita moč). S tem so frekvenco dvignili z 49,8 na 49,9 Hz. Po drugi strani pa so morali na jugovzhodu odklopiti 975 MW proizvodnih kapacitet v Turčiji, s čimer je frekvenca padla na 50,2 Hz. Ker je bil ta del omrežja bistveno manjši in so odklapljali še druge vire, je v tem času frekvenca nihala med 49,9 in 50,2 Hz.

Razcep omrežja na manjše dele je zelo resen incident, ki se lahko konča z večjimi električnimi mrki. Nazadnje je 4. novembra 2006 tak primer povzročil mrk pri več kot 15 milijona odjemalcev, ki je trajal dve uri. Tedaj je omrežje razpadlo na tri dele, povod pa je bil načrtovan izklop nemškega daljnovoda, na katerega se distributerji niso ustrezno prilagodili. Incident je imel politične posledice in je bil na primer razlog za uvedbo platforme European Awareness System (EAS).