Zagon Slovenije iz teme: kako bi se spopadli z električnim mrkom?

Električni mrk, ki je 28. aprila opoldne prizadel Španijo in Portugalsko, je nazorno pokazal, kako nemočna je sodobna družba, ko zmanjka električne energije, ter kako pomembna je neprekinjena in stabilna oskrba z elektriko za dejansko vse vidike življenja.

Španski in portugalski operaterji omrežja so se takoj po razpadu, ki se je zgodil ob 12.33, lotili vzpostavljanja napajanja. Portugalcem je povrnitev v normalo uspela malo po polnoči naslednji dan, Špancem, ki upravljajo s precej večjim sistemom, pa je to uspelo naslednji dan do približno 4. ure zjutraj.

Elektrarne, ki lahko sistem postavijo na noge

Vzpostavitev vnovičnega napajanja po razpadu sistema ni tako preprosta, kot si mogoče kdo misli. Elektrarne se, ko zaznajo preveliko odstopanje frekvence v sistemu, samodejno izklopijo, sicer tvegajo poškodbe na opremi in trajne okvare. Oprema v elektroenergetskem omrežju je zasnovana za delovanje v določenem ozkem razponu, vsako večje odstopanje od teh parametrov pa sproži samodejne varnostne izklope.

Obnovljivi proizvodni viri, kot so sončne in vetrne elektrarne, so navadno odvisni od stabilnega delovanja omrežja; brez njega sami navadno ne zmorejo pravilno obratovati. Številne elektrarne se brez zunanjega vira napajanja sploh ne morejo »zagnati«. Tak primer so: jedrska elektrarna Krško, premogovni bloki v TEŠ in Energetiki Ljubljana idr., ki za zagon potrebujejo elektriko iz omrežja.

Vsak elektroenergetski sistem pa ima tudi elektrarne, ki omogočajo t. i. zagon iz teme, brez zunanjega vira napajanja. Običajno so to plinske elektrarne in hidroelektrarne. Z njimi lahko operaterji začno omrežje vnovič postavljati na noge.

»Dejavnikov, ki bi lahko povzročili mrk, je veliko …«

Čeprav je električni mrk v Sloveniji malo verjeten, nikakor ne gre za scenarij, ki ga je mogoče povsem odpisati. »Dejavnikov, ki bi lahko povzročili električni mrk, je veliko,« nam je povedal Franc Kropec, vodja službe za obratovanje na Elesu. »Mi pa se borimo proti temu, da bi se to res zgodilo. Do zdaj nam je še vedno uspelo, tudi ob zelo neugodnih vremenskih razmerah, kot je bil na primer žled leta 2014. Nevarnost predstavlja tudi morebiten kibernetski napad, čeprav smo tudi proti temu vzpostavili močno obrambo.«

Franc Kropec (Foto: Luka Pašič/Eles)

Če bi se v Sloveniji zgodil električni mrk, kakršnega so doživeli na Iberskem polotoku, bi dežurni operaterji v Elesovem republiškem centru vodenja, ki je srce slovenskega elektroomrežja, takoj zagnali vnaprej predpisane protokole. Dizelski agregati bi zagotovili neprekinjeno delovanje vse ključne nadzorne in komunikacijske opreme v centrih vodenja in v ključnih objektih, ki so potrebni za začetek vnovičnega zagona sistema.

Če bi lahko, bi za pomoč prosili sosede

»Obstajata dva pristopa vnovičnega vzpostavljanja obratovanja po električnem mrku,« nam je povedal Franc Kropec. »Eden je s pomočjo posredovanja napetosti iz sosednjih držav, za kar imamo sklenjene ustrezne sporazume s sosedi.«

V tem primeru bi omrežje lahko po razpadu pomagali vzpostaviti s pomočjo čezmejnih daljnovodov. Njihove prenosne kapacitete so dovolj velike, da bi lahko napajali celotno Slovenijo, ne da bi delovala ena sama naša elektrarna, če bi v danem trenutku v sosednjih sistemih razpolagami z ustreznimi rezervami proizvodnje električne energije.

Vzpostavitev sistema s pomočjo čezmejnih daljnovodov je preprostejša možnost, pravi Kropec. »Ni pa nujno, da bi bili ob razpadu omrežja sosednji sistemi na voljo za pomoč. Morebiten električni mrk namreč zelo verjetno ne bi prizadel samo Slovenije, ampak države na širšem območju.«

Če bi se morali znajti sami, pa bi prišel v poštev drugi pristop: »Zagon elektrarn brez zunanjega vira napajanja in postopno vzpostavljanje otočnega obratovanja, povezovanje otokov ter v končni fazi vnovična sinhronizacija s sosednjimi omrežji.«

Takoj ko bi zaznali težave v slovenskem omrežju, bi operaterji najprej preverili, kakšno je stanje pri sosedih in ali nam lahko priskočijo na pomoč. Če to ne bi bilo mogoče, pa bi odredili zagone agregatov brez zunanjega vira napajanja.

Elesov republiški center vodenja (Foto: Luka Pašič/Eles)

45 minut po telefonskem klicu

Če bi morali slovensko omrežje vzpostavljati sami, brez pomoči sosedov, bi telefon zazvonil v štirih elektrarnah na različnih koncih Slovenije. Na Elesu namreč vsako leto jeseni objavijo javni razpis za zagon iz teme za prihodnje leto in izberejo najugodnejšega ponudnika, ki izpolnjuje razpisane tehnične pogoje.

Pogojev za sodelovanje na razpisu je več, med drugim tudi doseganje polne moči obratovanja v 45 minutah po prejetem klicu z Elesa, nato pa tudi sposobnost vsaj 4-urnega neprekinjenega obratovanja itn.

Razpis je javno objavljen, njegovih rezultatov pa ne razkrivajo.

Slovensko električno otočje

Štiri elektrarne, ki bi se zagnale iz teme, bi služile kot začetni viri za vzpostavljanje lokalnih otokov napajanja v slovenskem omrežju (shema na naslovni sliki). Z njimi bi vzpostavili otok osrednje Slovenije z Ljubljano, otok na Štajerskem, Dolenjskem in na Primorskem.

Predvidena otoka na vzhodu Slovenije sta sistemska, kar pomeni, da bi sčasoma omogočila prehod na najvišje napetostne nivoje in s tem vnovično povezovanje s sosednjimi državami. Ljubljanski in primorski otok bi bila namenjena samo vzpostavitvi lokalnega napajanja. 

Še pred zagonom elektrarn bi morali operaterji na Elesu pripraviti omrežje. »To storijo tako, da odklopijo določene povezave v razdelilno-transformatorskih postajah in s tem izolirajo otoke, ki naj bi se vzpostavil,« je razložil Kropec.

Med prvimi bi se zaradi potrebe po zagotovitvi napajanja Nuklearne elektrarne Krško zagnal eden od blokov v Termoelektrarni Brestanica (Foto: TEB)

Najprej bolnišnice, vodovod …

Ko je vse pripravljeno, se lahko elektrarne, predvidene za zagon iz teme, zaženejo in posredujejo napetost na 110 kV nivo. »Tako bi lahko potem v čim krajšem času začeli napajati prednostne odjemalce.« To so na primer bolnišnice in druge ključne javne službe, na primer vodovodne črpalke.

Ko je enkrat vzpostavljeno vnovično napajanje, pa bi se lahko na omrežje v koordinaciji s posameznimi elektrodistribucijskimi in proizvodnimi podjetji postopno priključevali dodatni proizvodni viri pa tudi dodatni odjemalci. »Otoke je treba obremenjevati postopoma, sicer se lahko spet zgodi razpad. Ko enkrat otoki dosežejo dovoljšno velikost in moč napajanja, pa je naloga Elesa, da jih znova poveže v enovit sistem,« je razložil Kropec.

Z vidika delovanja slovenskega sistema je cilj čim prej doseči 220 in 400 kV napetostni nivo, saj bi s tem omogočili povezovanje s sosednjimi državami. »Kot večji sistem smo namreč tudi robustnejši z vidika morebitnih motenj. Čimprejšnje povezovanje s sosedi je tudi zakonodajno vodilo. Prioritetno je treba zagotoviti povezovanje; to ima prednost pred vsesplošnim napajanjem vsega prebivalstva.«

A za vzpostavitev 220 in 400 kV napajanja je treba v sistem najprej spraviti zadostno število elektrarn, ki lahko zagotovijo dovolj moči za vklapljanje velikih transformatorjev itn.

Stik med slovenskim in madžarskim prenosnim sistemom pri Pincah (Foto: Google Street View)

V idealnem scenariju bi bili brez elektrike le nekaj ur

Če bi se električni mrk zgodil po podobnem scenariju kot v Španiji, bi po Kropčevih besedah napajanje na območju celotne države lahko povrnili v nekaj urah. »Je pa čas do povrnitve napajanja lahko odvisen od tega, kaj bi mrk povzročilo. Če bi šlo za okvaro ali uničenje pomembnega dela prenosne infrastrukture, bi lahko trajalo tudi precej dlje.«

Veliko je odvisno tudi od tega, kakšno bi bilo stanje naših virov proizvodnje. »Če bi bila vodnatost rek dovolj izdatna, bi se lahko zanesli na lastno proizvodnjo. Če bi bilo vode zelo malo in če bi se mrk zgodil v poletnem času, ko so premogovni bloki TEŠ v mirovanju, pa bi se lahko zanesli predvsem na plinske elektrarne in omejeno proizvodnjo v HE.«

Jedrska elektrarna po vsej verjetnosti ne bi bila takoj na voljo. »Nuklearka bi po izredni zaustavitvi glede na izkušnje potrebovala vsaj en dan, preden bi se vnovič vključila v omrežje. V takem primeru bi se skušali nasloniti na sosednje sisteme.«

Nepredvidljivo obnašanje samooskrbe

Če bi se razpad omrežja zgodil v svetlem delu dneva, bi morali operaterji zelo paziti pri vnovičnem priklapljanju sončnih elektrarn. »Z razmahom obnovljivih virov je priklapljanje porabnikov, ki so hkrati tudi proizvajalci, velik izziv, ker je razpon mogočih učinkov na omrežje po priklopu bistveno bolj pester kot sicer,« je razložil Kropec.

Baterijski hranilniki glede na trenutno pripravljenost pri zagonu iz teme ne bi mogli sodelovati, bili pa bi pomembni pri vnovičnem vzpostavljanju omrežja, predvsem pri zagotavljanju mehkih prehodov pri vključevanju dodatnih porabnikov. »Z njimi je mogoče kompenzirati prevelik skok odjema ali padec napetosti.«

Baterijski hranilnik v RTP Okroglo (Foto: Eles)

Ključni cilj: »Luči ostanejo prižgane«

Električni mrk, kakršnega so doživeli v Španiji in na Portugalskem, je nočna mora vsakega operaterja prenosnega omrežja. Vsi si na vse načine prizadevajo, da bi tak dogodek preprečili.

Temu je namenjen pomemben delež naložb v posodobitev omrežnih sistemov. »Izkušnja z Iberskega polotoka nas opozarja, da električna energija ni samoumevna dobrina, ampak rezultat vsakodnevnega in usklajenega dela operaterjev elektroenergetskega sistema, ki nosimo veliko odgovornost za njeno nemoteno delovanje,« pravi Aljoša Deželak, vodja Elesove službe za načrtovanje omrežja. »Naš cilj je jasen: da tudi v prihodnosti, kljub vsem spremembam in izzivom, luči ostanejo prižgane. Za vsakega posameznika, družbo in za gospodarstvo.«

 

*Članek je bil prvotno objavljen v aktualni tiskani številki revije Naš stik.