V súčasnosti, keď spoločnosť prechádza rôznymi krízami, či už ide o prekonanú krízu spojenú s ochorením COVID-19, alebo o vyše roka trvajúci konflikt na Ukrajine, alebo o problémy s vysokými cenami elektriny a plynu, dôležitosť prípravy na riziká si uvedomujeme omnoho intenzívnejšie ako predtým. Ani naši ukrajinskí kolegovia si donedávna nevedeli predstaviť, že ich prenosová sústava môže byť skúšaná takým vážnym spôsobom, ako je nepredvídateľná strata výroby alebo spotreby elektriny.
Black-out
Náležite dobe, v ktorej sme sa ocitli, sa na Slovenskom elektroenergetickom dispečingu pripravujeme na riziká, nech sú ich príčiny akékoľvek. Najzávažnejším nebezpečenstvom pri prevádzke prepojenej elektrizačnej sústavy je porucha typu black-out. Najčastejšie ju spôsobuje kombinácia viacerých nepredvídateľných okolností, ktoré spustia kaskádu na seba nadväzujúcich porúch. Pri masívnom výpadku elektriny, o ktorom hovoríme, sa celá elektrizačná sústava, alebo jej významná časť dostáva do stavu bez napätia. Elektrárne sa v rámci obranných automatík dostávajú do režimu napájania len vlastnej spotreby, no pri rozsiahlych poruchách môže dôjsť k úplnému zastaveniu výroby elektriny. Dôležité veľké elektrárne potrebujú pre svoj nábeh podanie napätia na vlastnú spotrebu. Dodáva ho externý zdroj, ktorý zabezpečí rozbeh rôznych elektrických pohonov a iných technologických zariadení. Tie sú nevyhnutné na rozbeh generátora a jeho opätovné uvedenie do prevádzky, čím sa rozbehne výroba elektriny pre potreby sústavy.
Obnova elektrizačnej sústavy po masívnom výpadku elektriny
Pre obnovu elektrizačnej sústavy Slovenska sú nevyhnutne dôležité tzv. systémové elektrárne. Sú schopné vytvárať veľké elektrické ostrovy, do ktorých sa postupne pripájajú ostatní výrobcovia a spotrebitelia elektriny. Tieto elektrárne však v prípade potreby opätovného nábehu potrebujú pre svoj štart podanie napätia pre zabezpečenie vlastnej spotreby. Zabezpečenie napájania vlastnej spotreby systémových elektrární je možné realizovať dvomi spôsobmi. Prvým spôsobom je podanie napätia z okolitých nepostihnutých prenosových sústav. Druhým spôsobom je podanie napätia z elektrárne, ktorá poskytuje podpornú službu „Štart z tmy“.
Slovenský elektroenergetický dispečing má pre prípad poruchy typu black-out vypracované rôzne scenáre postupu obnovy elektrizačnej sústavy. V najpriaznivejšej situácii budeme môcť využiť podanie napätia pre pokrytie vlastnej spotreby systémových elektrárni z okolitých elektrizačných sústav. V opačnom prípade, teda ak by nebolo možné podanie napätia z okolitých prenosových sústav, je nutné spoliehať sa na zdroje v rámci našej sústavy, tzv. zdroje štartu z tmy, ktoré sú technicky schopné obnoviť výrobu samostatne, nezávisle od vonkajšej podpory.
Význam reálnych skúšok štartu z tmy
Slovenská elektrizačná prenosová sústava, a. s., vykonala už niekoľko reálnych skúšok štartu z tmy, prvú v roku 2014. Pri každej jednej sa preukázalo ich opodstatnenie, pretože priniesli dôležité informácie, ktoré by sa nedali získať „za stolom“.
Aj keď sú postupy obnovy elektrizačnej sústavy dôkladne podložené rôznymi výpočtami a simuláciami, reálna skúška odhalí aj nedostatky, ktoré sa neukázali pri týchto analýzach. Počas skúšok bolo odhalených množstvo takýchto nedostatkov, či už išlo o nesprávne nastavené ochrany, chybnú signalizáciu v riadiacich systémoch, telekomunikačné problémy, nefunkčné ovládanie prvkov počas napájania vlastnej spotreby rozvodní zo záložného zdroja a mnoho ďalších, ktoré by bránili úspešnej reálnej obnove elektrizačnej sústavy. Na základe poznatkov získaných počas skúšok boli tieto problémy odstránené aj na ostatných zariadeniach zapojených do Plánu obnovy. Taktiež boli zdokonalené postupy dispečerov a manipulantov. A práve v tomto pramení opodstatnenosť vykonávať skúšky nielen teoreticky, ale predovšetkým reálne.
Ďalším z rozmerov reálneho testu je aj kontrola rizika poškodenia zariadení, nakoľko počas skúšky sa prevádzkové parametre dostávajú na úrovne mimo bežnej prevádzky. Z minulosti sú známe prípady poškodenia prenosových zariadení, turbín či zariadení vo vlastnej spotrebe, preto je mimoriadne dôležité venovať pozornosť analytickej časti skúšky a preventívnymi opatreniami pripraviť optimálne podmienky aj z pohľadu týchto rizík.
Štart z tmy na medzinárodnej úrovni
V súčasnosti sa pripravujeme na prvú skúšku štartu z tmy realizovanú zostupnou stratégiou. Pri zostupnej stratégii je napätie podávané zo susednej prenosovej sústavy na vlastnú spotrebu systémovej elektrárne. Na spoluprácu sme oslovili prevádzkovateľa prenosovej sústavy Poľskej republiky, spoločnosť Polskie Sieci Elektroenergetyczne S.A.
O spoluprácu sme požiadali aj obe systémové elektrárne na východnom Slovensku, čiže elektráreň vo Vojanoch a tepláreň v Košiciach. Rovnako sme sa obrátili aj na prevádzkovateľa distribučnej sústavy v regióne.
Všetky oslovené strany vyjadrili záujem o participáciu, preto v súčasnosti pracujeme na splnení všetkých legislatívnych požiadaviek súvisiacich s vykonaním skúšky štartu z tmy a na zadaní štúdie pre jej realizáciu. Medzinárodný rozmer skúšky predstavuje novú výzvu nielen pre pracovníkov dispečingu, ale aj pre mnohých ďalších kolegov v našej spoločnosti. V rámci pripravovaného testu sa plánujú recipročne odskúšať aj postupy obnovy na poľskej strane, kde by mala byť s našou podporou rozbehnutá tepelná elektráreň Polianec.
Budeme pripravení
Aj napriek obrovskej snahe udržiavať bezpečnú a spoľahlivú synchrónne prepojenú sústavu, nie je možné vylúčiť výskyt poruchy typu black-out. Ak však nastane, chceme byť čo najlepšie pripravení, preto aj naďalej budeme zdokonaľovať svoje schopnosti a vedomosti v čo najkratšom možnom čase uviesť sústavu do normálneho stavu.
A práve praktické testovanie patrí k najlepším cestám v takejto príprave.
Ing. Martin Jedinák, PhD.
vedúci odboru prípravy prevádzky ES