Preiskovalna komisija ENTSO-E je izdala faktografsko poročilo o vzrokih razpada elektroenergetskega sistema v Španiji in na Portugalskem. Del te preiskovalne skupine je bil tudi mag. Andrej Vrbinc, sicer vodja Republiškega centra vodenja v družbi ELES. V nadaljevanju objavljamo njegovo razlago in interpretacijo poročila ENTSO-E.
Preiskovalna komisija ENTSO-E je v začetku oktobra izdala faktografsko poročilo o vzrokih aprilskega razpada elektroenergetskega sistema na Iberskem polotoku. V strokovni preiskovalni komisiji je sodeloval tudi vodja centra vodenja v družbi ELES, mag. Andrej Vrbinc in pripravil interpretacijo ugotovitev poročila, ki jo navajamo v nadaljevanju.
Kaj se je zgodilo?
Spomnimo, 28. aprila letos je Evropa doživela enega največjih električnih mrkov v zadnjih dveh desetletjih. Začel se je z nenadnim izpadom večjega števila proizvodnih enot na širšem območju Španije. Motnja je povzročila hiter dvig napetosti v prenosnem omrežju, to pa je sprožilo delovanje zaščitnih naprav. Temu so sledili kaskadni izpadi in prekinitev čezmejnih povezav s preostalim delom Evrope in Marokom. Ob 12:33 po srednjeevropskem času so tako Portugalska, Španija in manjši del Francije ob meji s Španijo ostali v temi. Nemudoma zatem so v Španiji na Portugalskem aktivirali posebne načrte za ponovno vzpostavitev sistema, s pomočjo katerih sta tamkajšnja sistemska operaterja začela vzpostavljati normalno stanje. To jima je v celoti uspelo do četrte ure zjutraj naslednjega dne.
Zaradi razsežnosti dogodka in njegovih posledic je Evropsko združenje sistemskih operaterjev ustanovilo posebno preiskovalno strokovno skupino, sestavljeno iz predstavnikov več evropskih inštitucij in prenosnih sistemskih operaterjev, med njimi tudi Elesa, da dogodek natančno preuči. Do danes je skupina pripravila prvo, faktografsko poročilo, v katerem so podrobno opisani časovni potek dogodkov in doslej znani tehnični vzroki za električni mrk. Do končnega poročila, ki bo vsebovalo še bolj poglobljene analize ter končna priporočila, bo treba počakati še nekaj mesecev.
Težaven vpogled v zakulisje mrka
Obseg dogodka je bil tako velik, da bi bilo treba za temeljito analizo zbrati podatke od vseh relevantnih deležnikov – od prenosnih in distribucijskih operaterjev do posameznih proizvodnih enot in pomembnih uporabnikov omrežja. Naloga se je hitro izkazala za zelo zahtevno, saj nekateri deležniki v Španiji niso želeli posredovati podatkov, številni podatki so manjkali ali pa niso bili dovolj natančni. Zbiranje je trajalo devet tednov, vendar še vedno niso na voljo vse potrebne informacije. Največja neznanka ostajajo prvi izpadi proizvodnih enot, saj se ti zaradi omejene observabilnosti niso ustrezno beležili in jih je težko podrobno raziskati. Začetni vzrok tako ostaja nepojasnjen, kljub temu pa je strokovni skupini uspelo sestaviti dovolj jasno sliko dogajanja in natančno rekonstrukcijo sosledja dogodkov, prav tako jim je uspelo izpostavili ključne trenutke, ki so vodili do popolnega razpada. Strokovna skupina si bo med pripravo končnega poročila še naprej prizadevala ugotoviti ključne vzroke za izpade prvih proizvodnih enot, vsekakor pa naloga zaradi velikega števila razpršenih virov ne bo lahka.
Pot v temo in nazaj
V jutranjih urah na dan razpada je španski elektroenergetski sistem obratoval brez posebnosti. Ob 09:00 se je začel napetostni profil v elektroenergetskem sistemu rahlo dvigovati. Ob 10:30 so se začela pojavljati večja napetostna nihanja, ki pa so bila vseskozi znotraj dovoljenih meja. V obdobju pol ure pred razpadom sta bili zaznani dve motnji v obliki nihanja moči, napetosti in frekvence. Prva oscilacija se je pojavila med 12:03 in 12:08. Analiza je kasneje pokazala, da je bila to lokalno vsiljena motnja, ki jo je povzročila ena od proizvodnih enot. Med 12:19 in 12:22 je bila zaznana medsistemska oscilacija. Operaterji centra vodenja so po ustaljenih postopkih izvedli več ukrepov za odpravo nastale oscilacije; zmanjšali so izvoz električne energije iz Španije v Francijo ter prekinili dela ter preventivno vklopili daljnovodne povezave v internem omrežju.
Po 12:32:00 je sledilo več pomembnih izpadov proizvodnih virov; med 12:32:00 in 12:32:57 je iz omrežja izpadlo približno 525 MW »strešnih« sončnih elektrarn ter razpršenih vetrnih in sončnih elektrarn v distribucijskem sistemu na severu in jugu Španije. V naslednjih trenutkih do 12:33:18 so sledili dodatni izpadi proizvodnje. V regijah Granada, Badajoz in Sevilla je skupno izpadlo več kot 2 GW proizvodnje. V Granadi je nadnapetostna zaščita izklopila transformator, preko katerega je bilo priključenih 355 MW proizvodnje, v Badajozu pa sta iz nepojasnjenega razloga izpadli dve transformatorski postaji s skupno 725 MW priključenih elektrarn.
Slika 1: Geografski prikaz izpadle proizvodnje
V različnih krajih je nato dodatno izpadlo še vsaj 930 MW proizvodnih virov. Nekateri izpadi so bili posledica delovanja nadnapetosntih zaščit, večina pa jih ostaja nepojasnjenih. Zaradi izpadov proizvodnje se je napetost v omrežju dvigovala, kar je sprožilo verižno delovanje zaščit in kaskadne izpade elektrarn.
Slika 2: Naraščanje napetosti v odvisnosti od izpadle proizvodnje
Španija in Portugalska sta začeli izgubljati sinhronizem z evropskim elektroenergetskim sistemom. Ob 12:33:21 se bile prekinjene vse izmenične povezave med Francijo in Španijo. Kljub aktivaciji podfrekvenčnega razbremenjevanja je sistem zaradi razsežnosti dogodka ob 12:33:24 popolnoma razpadel in Iberski polotok se je znašel v temi.
Takoj po razpadu so prizadeti sistemski operaterji koordinirano sodelovali pri ponovni vzpostavitvi obratovanja elektroenergetskega sistema v Španiji, na Portugalskem in v prizadetem območju Francije. Sledilo je ponovno vzpostavljanje povezav z ostalimi sistemskimi operaterji ter ustvarjanje otokov, kar je omogočilo ponovno vzpostavljanje obratovanja sistema. Ob 00:22 naslednjega dne je portugalski sistemski operater REN uspel normalizirati obratovanje portugalskega elektroenergetskega sistema. Španski prenosni operater Red Electrica je uspel vzpostaviti normalno obratovanje španskega prenosnega sistema do 04:00 naslednjega dne.
Mrk kot opozorilo
Električni mrk na Iberskem polotoku služi kot pomembno opozorilo, kako hitro lahko pride do resnih motenj v oskrbi z električno energijo. Že kratkotrajni izpadi imajo lahko zelo velike posledice na vse vidike našega življenja. Prav zato je nujno, da se na takšne scenarije pripravimo, pri čemer bo španski dogodek gotovo služil kot velik pospeševalec sprememb, ki so nujne, da bo evropski elektroenergetski sistem tudi v prihodnje deloval zanesljivo, varno ter bo odporen na različne motnje. Nedavni razpad sistema je praktičen prikaz globalne odvisnosti od nenehnega napajanja ter tudi opomin, da električna energija ni samoumevna dobrina, temveč rezultat vsakodnevnega truda operaterjev, ki so odgovorni za nemoteno delovanje tega sistema.