Blackout - Prawdziwe niebezpieczeństwo czy iluzja?

 

Częstotliwość sieci i bilansowanie mocy w Europie [Hz] [MW]

Co przedstawia wykres live?

Wyświetlana jest moc (sterująca), która byłaby wymagana do przywrócenia częstotliwości do 50 Hz. Innymi słowy, energia, która musi zostać wykorzystana do wyrównania różnicy sterowania. Ponieważ do osiągnięcia określonej zmiany częstotliwości wymagane są różne ilości energii w zależności od całkowitego obciążenia, używana jest tutaj średnia wartość między niskim i wysokim obciążeniem (17250 MW/Hz). Wartość odpowiadająca odpowiedniej porze dnia jest pobierana z całkowitego obciążenia z ostatnich kilku dni. Ponieważ celem jest tutaj raczej przekazanie odczucia związku między częstotliwością a mocą sterowania, zakłada się martwe pasmo +/-10 MHz - w końcu rzeczy powinny się zmieniać od czasu do czasu.

Monitoring sieci ma na celu uświadomienie, ile "powietrza" jest w rzeczywistości jeszcze dostępne w sieci, a odchylenia wyglądają znacznie mniej dramatycznie.

W zasadzie odchylenia są dopuszczalne, a nawet konieczne dla celów kontrolnych. Odchylenie to może jednak mieścić się tylko w pewnych ustalonych granicach.

Dopuszczalne są odchylenia +/-180mHz, a częstotliwość sieci może odbiegać o +/-200mHz w krótkich okresach. Dopuszcza się nawet odchylenia +/-800mHz w przypadku wystąpienia poważnych zakłóceń spowodowanych awarią mocy wytwórczych lub odbiorców. Do odchylenia +/-200mHz jest to kompensowane przez (automatyczne) wykorzystanie mocy sterującej.

Dlaczego bilansowanie mocy?

Energia elektryczna musi być generowana w tym samym czasie, w którym jest zużywana. To, czy równowaga ta istnieje, można sprawdzić na podstawie częstotliwości sieci. Jeśli częstotliwość sieci jest niższa niż 50 Hz, wówczas zużywa się więcej energii elektrycznej niż wytwarzają elektrownie. Jeśli częstotliwość sieci jest wyższa niż 50 Hz, wówczas więcej energii jest dostarczane niż zużywane.

Operatorzy systemów przesyłowych kompensują "za dużo" lub "za mało" energii elektrycznej za pomocą mocy bilansującej. Podstawowa moc sterująca (PRL) jest wykorzystywana do krótkotrwałych wahań. Jest ona wykorzystywana w ciągu kilku sekund, aby przywrócić częstotliwość sieci do 50 Hz. Jeśli zasilanie jest zbyt wysokie, jest to określane jako ujemna moc sterująca, a jeśli zasilanie jest zbyt niskie, jest to określane jako dodatnia moc sterująca, która jest niezbędna do utrzymania sieci elektrycznej. Oprócz podstawowej rezerwy regulacyjnej istnieje również dodatkowa rezerwa regulacyjna (SRL) i rezerwa minutowa (MRL, znana również jako "trzeciorzędowa rezerwa regulacyjna").

Kiedy uruchamiana jest rezerwa regulacyjna?

Jeśli występuje bardzo małe odchylenie 50 Hz, rezerwa regulacyjna nie jest używana. Ta strefa nieczułości jest zdefiniowana jako +/-20mHz (patrz Podręcznik Operacyjny (OH) ENTSOE/UCTE: Dodatek A1-7, Polityka P1-32). Dopuszczalny jest błąd pomiaru wynoszący 10 MHz, a elektrownie są uznawane za posiadające zakres nieczułości wynoszący 10 MHz (OH: A1-4, P1-7). Ze względu na te tolerancje, granica strefy nieczułości nie wynosi dokładnie +/-20mHz, ale zapewnia się, że jedna elektrownia nie wykorzystuje ujemnej mocy sterującej, a druga dodatniej.

Ile mocy sterującej?

Podczas normalnej pracy sieci dopuszczalne jest maksymalne odchylenie częstotliwości sieci +/-180 MHz. W krótkim okresie odchylenie może wynosić do +/-200 MHz. Odchylenie tej wielkości może wystąpić z powodu zmiany obciążenia o 3000 MW. Jest to w przybliżeniu równoważne awarii dwóch dużych bloków energetycznych i taka awaria powinna być w stanie zostać zaabsorbowana przez zastosowanie PRL.

Przy całkowitym obciążeniu sieci wynoszącym 150 GW, odchylenie obciążenia wynoszące 16,5 GW oznacza zmianę częstotliwości o 1 Hz, a przy całkowitym obciążeniu wynoszącym 300 GW jest to 18,0 GW/Hz (OH: A1-7). Przy niskich obciążeniach (np. w weekendy lub w nocy) wymagana jest zatem mniejsza moc sterowania niż przy wysokich obciążeniach, aby zaabsorbować pewne odchylenie częstotliwości i przywrócić częstotliwość do wartości zadanej. (Wartości te odnoszą się do efektu samoregulacji sieci na poziomie 1%

Działania w przypadku zbyt małej częstotliwości

Od częstotliwości 49,8Hz uruchamiane są rezerwy mocy przez operatorów elektrowni. Jeśli częstotliwość sieci spadnie poniżej wartości 49Hz, obciążenie jest stopniowo zrzucane. Oznacza to, że pewne obszary są odłączane od sieci, dzięki czemu zużywa się mniej energii. Dopiero od zaniżonej częstotliwości 47,5Hz wszystkie elektrownie są odłączane od sieci elektrycznej, a następnie sieć jest odbudowywana.

Środki zaradcze w przypadku nadmiernej częstotliwości

W przypadku przekroczenia częstotliwości, moc zasilająca elektrownie jest stopniowo zmniejszana. Brzmi to jednak łatwiej niż jest w rzeczywistości. Zdolność regulacyjna elektrowni węglowych i jądrowych wynosi 3-5% na minutę. Potrzeba więc trochę czasu, aby te elektrownie dostosowały się do zmienionego obciążenia. Nie można ich wyłączyć w prosty sposób (jak np. samochodu) przekręcając kluczyk w stacyjce. Lepiej sterowalne są elektrownie gazowe (20% mocy nominalnej na minutę) lub elektrownie wiatrowe i fotowoltaiczne. W przeszłości elektrownie słoneczne musiały przestać zasilać sieć przy częstotliwości sieci 50,2Hz. Ze względu na silną ekspansję energii słonecznej, redukcja ta byłaby jednak tak silna, że nastąpiłoby nagłe zaniżenie częstotliwości. Z tego powodu elektrownie słoneczne zmniejszają obecnie swoje zasilanie dopiero od częstotliwości 50,2Hz i wyłączają się całkowicie dopiero od częstotliwości powyżej 51,5Hz. 

 

Źródło: https://www.netzfrequenz.info/

Ogromne zakłócenia w europejskiej sieci energetycznej

W piątek po południu, 8 stycznia 2021 r., ledwo otarliśmy się o ogólnoeuropejską awarię zasilania, tzw. Blackout. Kilka służb informacyjnych przekazało informację o regionalnej awarii zasilania w Transylwanii w Rumunii. W tym samym czasie we Francji istniało regionalne wąskie gardło energii elektrycznej. Zazwyczaj kraje europejskie pomagają sobie nawzajem i pokonują wąskie gardła. W tym konkretnym przypadku te dwa nieprzewidziane wydarzenia, które miałyby miejsce jednocześnie, stałyby się niemal katastrofą dla całej Europy. Wystąpiły poważne wahania częstotliwości i groziło zanikiem prądu.

Futurezone informuje - W piątek po południu około godziny 14 nastąpiła krótka przerwa w europejskiej sieci energetycznej. Jak potwierdza Austriacka Sieć Energetyczna (APG), wystąpiło odchylenie częstotliwości. Normalna częstotliwość 50 Hz spadła gwałtownie do 49,75 Hz. „Musiał odłaczyć się większy obszar zasilania”, wyjaśnia ekspert ds. Blackoutów Herbert Saurugg z działu Futurezone. Krótkoterminowe odchylenie częstotliwości wynosiło około 260 mHz, co również potwierdziła Austria Power Grid.

Zdaniem Saurugga, który od lat zajmuje się zarządzaniem kryzysowym, jest to drugi najgorszy incydent od czasu awarii prądu w Europie w 2006 roku. W tym czasie wyłączenie dwóch linii wysokiego napięcia w Niemczech spowodowało spadek częstotliwości i w rezultacie utracono moc w kilku krajach europejskich. Na szczęście tak się nie stało w piątek, ale było blisko.

All video

Zsynchronizowana sieć energetyczna

Zwykle europejska sieć energetyczna jest zsynchronizowana, aby skompensować wszelkie wahania. Jeśli częstotliwość spadnie zbyt nisko, synchronizacja zostanie automatycznie przerwana. Występuje tak zwany tymczasowy podział sieci.

W takim przypadku działa wiele mechanizmów bezpieczeństwa - wyjaśnia rzecznik APG Futurezone. Aby częstotliwość powróciła do normalnego zakresu, aktywowane są również rezerwy kilku elektrowni, również w Austrii. Tak też stało się dzisiaj - powiedział rzecznik APG. Po około godzinie przywrócono normalny stan.

Przyczyna prawdopodobnie leży w Europie Wschodniej

„Jeśli wystąpi kilka takich problemów, może to spowodować Blackout” - wyjaśnia Saurugg. Na europejską sieć elektroenergetyczną wpłynęły również silne wahania 10 stycznia 2019 r. Jednak spadły one do 49,8 Hz - to nawet więcej niż obecnie. Wtedy jednak sieć się nie wyłączyła.

Obecnie badana jest przyczyna zdarzenia. Według wstępnych doniesień incydent mógł mieć miejsce w południowo-wschodniej Europie. W każdym razie według APG było to poza Austrią.

Zdarzenie to nie należy do serii odchyleń częstotliwości, które są częstsze w okolicach zmiany godzinowej (patrz Aktualna sytuacja lub zdarzenia krytyczne 2019: 1.10.19 i 14.01.19). Dokładne powiązania są nadal badane. Pierwotne założenie, że przyczyną było zdarzenie w Rumunii, teraz (01/26/21) okazało się błędne. Zdarzenie wyzwalające miało raczej miejsce w Chorwacji, powodując przeciążenie 13 innych hubów w południowo-wschodniej Europie (reakcja łańcuchowa lub kaskada). Dla własnej ochrony odłączyły się one od sieci, co doprowadziło do podziału europejskiego połączonego systemu na dwie części. W północno-zachodniej Europie (kolor niebieski) wystąpił niedobór mocy, co spowodowało bardzo szybki spadek częstotliwości do 49,746 Hz. W części południowo-wschodniej natomiast wystąpił nadmiar mocy i krótkotrwały wzrost częstotliwości do 50,6 Hz.

Źródło: Biuletyn GfK Herbert Saurugg

Awaria w Elektrowni Bełchatów

17 maja 2021 r. 10 bloków elektrowni Bełchatów o łącznej mocy 3,6 gigawatów zostało automatycznie odłączonych od sieci w ciągu kilku minut. Bardzo niepokojący spadek częstotliwości do 49,84 Hz. Ma to istotne konsekwencje dla całej europejskiej sieci elektroenergetycznej. Powodem tego były problemy na stacji dystrybucyjnej w Rogowcu.

Ze względu na ogromny spadek napięcia Polska musiała na krótki czas uruchomić elektrownie szczytowo-pompowe i sprowadzić energię elektryczną z zagranicy. Dzięki pomocy sąsiednich krajów ledwo udało się uniknąć zaciemnienia. Osiem z dziesięciu bloków działa ponownie od wtorku 18 maja 2021 r.

Elektrownia Bełchatów wytwarza około 20 proc. całej energii elektrycznej w Polsce.

Żródło: Ekonomia

2 miliony ludzi w południowo-zachodniej Europie tymczasowo bez prądu

W dniu 24 lipca 2021 r. o godzinie 16:36 sieć w europejskim systemie połączonym została odłączona i tym samym nastąpiło drugie poważne zakłócenie w ciągu ostatnich 7 miesięcy. Ale mało kto zwrócił na to uwagę, zgodnie z mottem „W porządku, nic się nie dzieje!”, mimo że około 2 miliony ludzi we Francji, Hiszpanii i Portugalii przez krótki czas było pozbawionych prądu z powodu automatycznego zrzutu obciążenia. Częstotliwość sieci w Hiszpanii spadła do 48,66 Hz. Europejscy operatorzy systemów przesyłowych po raz kolejny wykonali świetną robotę! Nadal jednak jest więcej pytań otwartych niż odpowiedzi.

Źródło: Biuletyn GfK autorstwa Herberta Saurugga

Kiedy dzieje się coś, co wydaje się całkowicie niewyobrażalne

Kiedy nie ma już światła, nie ma telefonu komórkowego, internetu, ogrzewania, bankomatu, stacji benzynowej, kasy ani metra. Kiedy windy po prostu się blokują lub nawet woda przestaje płynąć, a toaleta już nie działa, stało się coś, co wielu uważa za niemożliwe: Blackout. Nasze codzienne życie jest całkowicie uzależnione od dostaw energii elektrycznej. Służby ratunkowe są również zależne od nienaruszonej infrastruktury i są tylko częściowo chronione przed skutkami poważnej awarii zasilania. Nasze bardzo wysokie bezpieczeństwo dostaw sprawiło, że rzadko zdajemy sobie z tego sprawę. Mało kto jest przygotowany na to, aby obejść się bez zasilania i infrastruktury.

Thriller Marca Elsberga Blackout, opublikowany w 2012 roku, opowiada o załamaniu się europejskiej sieci energetycznej. Dopiero po przeczytaniu tego wielu z nas zdaje sobie sprawę, jak bardzo jesteśmy uzależnieni od działającej sieci energetycznej

All video

Jak możemy się chronić przed blackoutem?

Znajdujemy się w bardzo trudnych czasach. Na początku 2020 r. pandemia koronawirusa z dnia na dzień wywróciła nasze dotychczasowe życie do góry nogami. Częściowo dlatego, że się tego nie spodziewaliśmy i dlatego nie byliśmy na to przygotowani. Ani państwo, ani organizacje i firmy, a już na pewno nie my jako społeczeństwo. Dzięki dużej improwizacji i szczęściu przeszliśmy przez ten kryzys stosunkowo bez szwanku. Nawet jeśli wiązało się to z bardzo wysokimi dodatkowymi kosztami. Nie tylko finansowe, ale także wiele ludzkiego cierpienia i podzielone społeczeństwo.  Wojna na Ukrainie również zaskoczyła nas zupełnie nieprzygotowanych. Na szczęście nie dotknęła nas bezpośrednio. Niemniej jednak skutki będą nas zajmować przez wiele lat i prawdopodobnie przyniosą kilka niespodzianek i kolejnych kryzysów. Austriackie Towarzystwo Zapobiegania Kryzysom chciałoby zatem przyczynić się do zapewnienia, że będziemy lepiej przygotowani na spodziewane i jeszcze nieznane wydarzenia w przyszłości. W tym celu powstała bezpartyjna inicjatywa społeczeństwa obywatelskiego "Przyłącz się! Austria staje się odporna na kryzys!". Ta inicjatywa parasolowa ma na celu wzmocnienie świadomości kryzysowej i poczucia własnej skuteczności. W końcu należy się spodziewać, że po dziesięcioleciach stabilności stoimy teraz w obliczu bardziej burzliwego czasu, który możemy pokonać tylko wtedy, gdy będziemy współpracować i będziemy dobrze przygotowani.  Ten podcast ma na celu przyczynienie się do edukacji i komunikacji w zakresie bezpieczeństwa oraz zapewnienie konkretnej pomocy w przygotowaniu osobistym i organizacyjnym na niepewne czasy. Początkowym scenariuszem będzie możliwa ogólnoeuropejska awaria zasilania, infrastruktury i dostaw, tak zwany "blackout".  Ci, którzy poradzą sobie z tym scenariuszem, będą również w stanie lepiej poradzić sobie z wieloma innymi możliwymi zdarzeniami. Ponieważ żadne inne zdarzenie nie ma tak wielu nieoczekiwanych skutków jednocześnie. Więcej informacji na stronie www.krisenfit.jetzt

Możliwość zasilania awaryjnego

Oznacza to, że w przypadku awarii zasilania połączenie przełączy się na magazyn energii. Wszystkie systemy magazynowania energii BlueSky przełączają się na zasilanie awaryjne w ciągu 20 milisekund. Dzięki temu możesz mieć pewność, że uruchomione urządzenia nie zostaną uszkodzone i będą nadal działać. Przy wyborze magazynu energii należy zwrócić uwagę na czasy przełączania. W zależności od produktu mogą one być znacznie dłuższe. Szkoda by było, gdyby oprócz niedogodności związanych z awarią prądu uszkodzone zostały również drogie urządzenia elektryczne.

W trybie zasilania awaryjnego masz energię do momentu rozładowania zasobnika - System wyspowy

Zgadłeś: system magazynowania energii z możliwością zasilania awaryjnego może zlikwidować awarię zasilania tylko na krótki czas. To, ile czasu możesz związać koniec z końcem, zależy od tego, jak pełny jest magazyn energii i czy świeci słońce, a Twój system fotowoltaiczny produkuje energię elektryczną. W pewnym momencie magazyn energii będzie pusty, a fotowoltaika będzie w cieniu lub w nocy. Twój dom pozostanie wtedy w ciemności.

Rozwiązaniem dla długotrwałych wąskich gardeł w dostawach są kompatybilne z wyspami systemy magazynowania energii elektrycznej, tak zwane instalacje wyspowe. Twoje własne źródło energii, takie jak fotowoltaika, mała energia wiatrowa lub generator, jest podłączone do systemu magazynowania w taki sposób, że możliwy jest czarny start. Oznacza to, że system jest sprzężony prądem stałym. Wiemy, na co zwrócić uwagę i chętnie Ci doradzimy.

Co oznacza czarny start i jakie korzyści daje przechowywanie kompatybilne z systemami wyspowymi?

Załóżmy, że po długiej nocy słońce znowu zaświeci następnego ranka. Aby uruchomić system fotowoltaiczny, potrzebujesz energii rozruchowej. System może wznowić pracę tylko wtedy, gdy falowniki mają wystarczającą ilość energii do uruchomienia systemu. W normalne dni energię początkową uzyskuje się z sieci. W przypadku Blackout proces ten nazywany jest czarnym startem. Energię początkową można zbudować tylko z własnego obwodu energetycznego, a zasilanie w energię można ponownie aktywować poprzez odpowiednią instalację i połączenie fotowoltaiki i magazynowania. Wyspowy system magazynowania wielokrotnie uruchamia ponownie źródło energii i system magazynowania. W ten sposób możesz wznowić operacje dostaw na dni i tygodnie.

Zrzut obciążenia i działanie określonych odbiorników

Im mniej energii potrzebujesz w przypadku awarii, tym dłużej wystarczą Twoje rezerwy. Dlatego zalecamy zdefiniowanie kluczowych odbiorników. Światło, lodówka, ogrzewanie i ewentualnie system alarmowy są podstawowymi odbiornikami na wypadek awarii zasilania. Z pewnością możesz się obejść bez zmywarki lub pompy basenowej. Integrujemy te ważne odbiorniki w oddzielnym obwodzie do zasilania awaryjnego. Zrzut obciążenia można również przeprowadzić za pomocą systemów zarządzania energią. Innymi słowy, gdy sieć osiąga swoje granice, predefiniowane odbiorniki wyłączają się.

Przykład zastosowania: dom rodzinny samowystarczalny

Po przeczytaniu książki Marca Elsberga „Blackout” rodzina posiadająca dom w Alpach Kitzbühelskich była pewna: potrzebna jest niezależność.

Właściciel domu, który sam był technikiem, zaczął instalować termiczny system solarny, aby zoptymalizować własne zaopatrzenie w ciepłą wodę. Dodatkowo na dachu zainstalowano system fotowoltaiczny o mocy 14 kWp. W kolejnym kroku rodzina zainstalowała w garażu w 2017 roku magazyn energii jonowo-sodowy. Właściciel zamienił samochód benzynowy na elektryczny.

„Jesteśmy całkowicie niezależni przez kilka dni” - mówi pani domu. Gdy stacje benzynowe już nie działają, a paliwa do silników spalinowych nie można zatankować, nadal jesteśmy mobilni. Poza tym u nas zawsze będzie światło, mogę coś ugotować, a jedzenie w zamrażarce czy lodówce się nie psuje. Jesteśmy również informowani w telewizji satelitarnej i radiu! ”

All video