Evropa na hraně blackoutu?

V pátek 8. ledna 2021 došlo v propojené evropské přenosové síti k mimořádné události. Společnosti ČEPS, jejímž úkolem je mimo jiné řízení elektrizační soustavy ČR (v koordinaci s ostatními evropskými provozovateli přenosových soustava a provozovateli distribučních soustav), byla tak říkajíc „v centru dění“. Co se vlastně stalo a nakolik hrozil Evropě blackout? Rozhovor na toto téma nám laskavě poskytl Miroslav Šula, ředitel sekce Dispečerské řízení ČEPS, a.s.

Už se ví, jaké byly příčiny mimořádné události v propojené evropské přenosové síti 8. ledna letošního roku?
Podle dosavadních zjištění stálo v počátku této události vypnutí spínače přípojnic nadproudovou ochranou v rozvodně 400 kV Ernestinovo v Chorvatsku. Vlivem změn v tocích elektrické energie v této oblasti došlo poté k přetížení vedení Novi Sad – Subotica v Srbsku a jeho vypnutí nadproudovou ochranou, následovaly kaskádovité výpadky dalších vedení. Celkově došlo k výpadku 14 vedení napěťové úrovně 400 a 220 kV.

Co se v elektrizační soustavě poté stalo?
Vzhledem k propojenosti evropské elektroenergetické přenosové sítě se synchronní zóna rozdělila na dvě samostatné části s rozdílnou odchylkou frekvence oproti normálnímu stavu. V jihovýchodní části kontinentální Evropy vznikla v důsledku přebytku výkonu nadfrekvence až 50,6 Hz, ve zbylé části kontinentální Evropy včetně ČR zároveň nastal nedostatek výkonu a došlo ke krátkodobému poklesu kmitočtu až na hodnotu 49,74 Hz. Těsně po rozdělení na jihovýchodě přebývalo 6 300 MW a stejný výkon naopak v severozápadní části chyběl.

Jak situaci hodnotíte? Byla Evropa setiny vteřiny od blackoutu, jak uváděly některé zdroje?
Z našeho pohledu šlo o velmi významný incident v propojené evropské přenosové síti. Pro tyto případy však máme na evropské úrovni připraveny procesy a nápravná opatření pro minimalizaci dopadu a rychlé navrácení do normálního stavu. Tato opatření jsou jak technická, kdy například dojde k rychlým automatickým zásahům na straně elektráren nebo spotřeby s cílem co nejrychleji stabilizovat síť, tak následně i organizační, v jejichž rámci provozovatelé přenosových soustav ve vzájemné spolupráci navracejí soustavu do standardního bezpečného stavu. I tuto komplikovanou poruchu zvládli provozovatelé přenosových soustav vyřešit velmi rychle a efektivně tak, že ji drtivá většina spotřebitelů ani nezaznamenala. Z tohoto důvodu podle mého názoru blackout nehrozil.

Hovoří se o tom, že systém zachránily v tu chvíli pracující klasické elektrárny. Jaká je jejich hlavní role ve chvíli, kdy dojde k takovému incidentu?
Klasické elektrárny připojené do přenosové soustavy automaticky reagovaly na pokles frekvence a přešly z běžného režimu výkonové regulace do režimu regulace otáček, kdy automaticky regulují svůj výkon podle okamžité frekvence. Stejný požadavek je však od roku 2019 kladen na všechny nově připojované zdroje větší než 30 MW. Určitě můžeme říci, že významně přispěly ke stabilizaci frekvence, samozřejmě jako součást celé řady dalších připravených opatření. V prvním okamžiku například pomohlo velmi rychlé odstavení části průmyslové spotřeby ve Francii a v Itálii ve výši cca 1 700 MW. Tyto podniky jsou ochotny na smluvním základě a za kompenzaci automaticky snížit spotřebu při dosažení stanovené podfrekvence. Chování zdrojů vyhodnocujeme a v tuto chvíli můžeme konstatovat, že se zachovaly z velké většiny správně.

Jak na událost reagovali dispečeři ČEPS a jak se podíleli na jejím řešení?
Naši dispečeři vyřešili tuto situaci perfektně – díky sofistikovaným řídicím a výstražným systémům incident okamžitě zaznamenali, vyhodnotili a provedli potřebné kroky. Po stabilizaci frekvence pak postupně převedli všechny elektrárny zpět do režimu regulace výkonu a tím obnovili standardní provoz elektrizační soustavy ČR.

Jak dlouho trvalo, než se podařilo vrátit frekvenci na 50 Hz?
K rozdělení synchronní zóny došlo ve 14:04. Působením automatických opatření se další pokles zastavil a kmitočet se přibližně po 10 vteřinách navrátil do normálního pásma provozu ±200 mHz, přičemž ve 14:09 již byla odchylka snížena pod 100 mHz. Po splnění podmínek fázování provedl chorvatský provozovatel přenosové soustavy v 15:07 resynchronizaci obou částí, a porucha tak byla vyřešena přibližně za hodinu.

Museli jste některé zákazníky odpojovat?
Nemuseli, v naší síti nedošlo k žádným mimořádným událostem. V rámci kontinentální Evropy se omezení odběru dotklo pouze velmi malého počtu zákazníků – celkově asi 190 MW v oblasti Rumunska, které bylo rozděleno na dvě části.

Byl incident srovnatelný s některými událostmi z minulosti?
K takovým událostem naštěstí nedochází často. Zřejmě nejrozsáhlejší incident podobného typu v evropské síti z hlediska geografického rozsahu, počtu zasažených zemí a dopadu na frekvenci nastal 4. listopadu 2006 ve večerních hodinách po plánovaném vypnutí vedení v Německu. Tehdy se následkem přetížení dalších vedení synchronní zóna rozdělila dokonce na tři oblasti. Přenosové soustavy byly opět propojeny za 38 minut a situace se vrátila do normálu v horizontu dvou hodin, uvedená porucha však přinesla omezení nebo přerušení dodávky elektřiny pro miliony zákazníků. Postižena byla také řada výrobců.

Jakou lekci si z něj odnáší ČEPS, případně i ostatní provozovatelé evropských přenosových soustav?
Celou situaci a její dopady na provoz elektrizační soustavy naše společnost ve spolupráci s partnery podrobně analyzuje. Zároveň probíhá analýza na úrovni Evropské sítě provozovatelů elektroenergetických přenosových soustav (ENTSO-E) pod záštitou regionální skupiny Continental Europe s cílem podobným událostem předcházet nebo je ještě efektivněji řešit. Již dnes vidíme řadu námětů, které je nutné prověřit, a možná bude třeba provést i úpravu nastavení některých procesů. Každá takováto porucha totiž přináší celou řadu nenahraditelných praktických zkušeností, které jsme neměli možnost si reálně vyzkoušet, a pomůže tak zlepšit postupy v obdobných situacích. Na závěrečné vyhodnocení a navrhovaná doporučení si budeme muset ještě nějakou dobu počkat, ale už teď můžeme říci, že díky robustnosti přenosové soustavy ČR a kvalitám našich zdrojů jsme pomohli k vyřešení této závažné události bez vlivu na spolehlivou dodávku pro naše zákazníky.

Co to může znamenat i vzhledem k masivnímu odklonu od klasické energetiky? Bude pro provozovatele soustav do budoucna obtížnější udržovat stabilitu sítě?
Přestože v současné době se uplatňují pro řízení elektrizační soustavy především velké zdroje se stabilním provozem, budoucnost energetiky je spojená mimo jiné s decentralizací a dekarbonizací. Naše společnost proto rozvíjí a modernizuje přenosovou soustavu ČR v souladu s rostoucím vlivem obnovitelných zdrojů energie (OZE), řízení strany spotřeby a bateriových systémů akumulace energie na jedné straně a postupným útlumem uhelných elektráren na straně druhé. Stabilita OZE je sice ve srovnání s konvenčními zdroji nižší, lze ji však zvyšovat kombinací s dalšími technologiemi, především akumulací energie. Vzhledem k tomu, že jde o zdroje s proměnlivou výrobou, musí být jejich rozvoj koordinován s odpovídajícím rozvojem přenosové a distribuční infrastruktury.

Klasické zdroje poskytují také některé tzv. nefrekvenční podpůrné služby – setrvačnost a zkratový příspěvek. Tyto služby jsou kritické pro stabilitu sítě při přenosu velkých výkonů napříč soustavou, například z větrných elektráren na moři ke spotřebě ve vnitrozemí. Uvedené parametry je tedy třeba sledovat a v případě rizika poklesu na bezpečnou mez zajistit jejich náhradu. Proto se pravidelně provádějí studie na úrovni naší synchronní zóny.

Jak jste v ČEPS připravení na potenciální blackouty? Proběhla u vás v poslední době nějaká cvičení zaměřená na řešení mimořádných událostí?
Oblast kontinentální Evropy patří k největším propojeným synchronním elektrizačním soustavám na světě, pokud jde o velikost a počet zákazníků odebírajících elektřinu. V tak rozsáhlém systému se proto podobné incidenty nedají vyloučit, a to ani do budoucna. Jak však uvedená událost ukázala, provozovatelé přenosových soustav mají na řešení podobných situací připravena efektivní technická i organizační opatření. Samotná ČEPS má pro zvládání podobných incidentů výborné předpoklady – přenosová soustava ČR patří k nejkvalitnějším v Evropě a náš dispečink využívá sofistikované řídicí systémy. Dispečerské řízení v rámci Evropy je navíc nepřetržitě koordinováno, dispečeři ČEPS denně úzce spolupracují s kolegy z ostatních zemí. Nedílnou součástí přípravy na nenadálé události je i pravidelný výcvik dispečerů, který probíhá v několika rovinách od výcviku na vlastním trenažéru umožňujícím věrně simulovat téměř jakékoliv poruchové stavy přes cvičení s distributory a provozovateli elektráren v ČR až po mezinárodní výcvik s ostatními provozovateli přenosových soustav.