Balkanski presežki elektrike ogrožajo stabilnost slovenskega omrežja

V zadnjem času je elektroenergetski sistem v Evropi doživel več pomembnih sprememb, med posledicami izstopa največji izpad električne energije v 20 letih v Španiji in na Portugalskem. Pri nas ob tem prihaja več opozoril, da imamo enega od najbolj varnih in stabilnih elektroenergetskih sistemov, toda s hitrim večanjem deleža nestabilnih obnovljivih virov pri nas in v okolici so opazili nekaj težav. 

Urban Rudež s Fakultete za elektrotehniko v Ljubljani je potrdil, da glavnega vzroka za španski mrk še niso razkrili, sosledje dogodkov pa je znano. Začelo naj bi se na meji med prenosnim in distribucijskim omrežjem. Eden od transformatorjev je izpadel zaradi previsoki balkanski presežki elektrike ogrožajo stabilnost slovenskega omrežja napetosti na nizkonapetostni ravni. Izhodišče so bile napetostne razmere na sistemu.

Vsi ti dogodki, tudi razpadi, so pričakovani v elektroenergetskem sistemu, pravi Tomaž Tomšič iz Elesa. Zanje se sistemski operaterji pripravljajo, na voljo imajo določene ukrepe, ves čas spremljajo razmere v sistemu in jih tudi predvidevajo. V Španiji je bila napetost previsoka in določene elektrarne so se izklopile iz sistema. Španski in portugalski operaterji so izvedli številne ukrepe, na koncu pa se je pokazalo, da ni bilo dovolj oziroma mogoče se bo pokazalo, da je tudi kakšen ukrep šel v napačno smer. Za ugotovitev, kaj je šlo zares narobe, je treba analizirati bistveno več podatkov kot pri, denimo, letalski nesreči. 

Rudež je dodal, da sta previsoka napetost in dovzetnost sistema za takšna nihanja, ki so se pojavila, precej povezani. Če imaš v sistemu previsoke napetosti, morajo vse konvencionalne elektrarne, ki poskušajo to napetost uravnavati, v tistem trenutku absorbirati precejšnje količine jalove moči. To je področje obratovanja, ko so manj stabilne oziroma bolj dovzetne za nihanja.

Malce prehiter jug

V Slovenijo z juga prihaja preveč jalove moči, kar dviga napetost tudi pri nas na pragu jedrske elektrarne. Tomšič je potrdil, da smo pri nas do zdaj zaznali najvišjo napetost 432 kilovoltov. Visoke napetosti so zlasti izrazite v južnem delu Slovenije, so pa posledica velike količine jalove energije, ki prihaja z območja Balkana. Vzrok za to jalovo moč, ki prihaja proti našemu sistemu, je velika implementacija obnovljivih virov v zadnjih letih. Obnovljivi viri namreč manjšajo obremenitev sistema, neobremenjen sistem pa viša napetost.

Presežek jalove moči je smiselno reševati čim bolj lokalno. V zadnjih letih je bil razvoj obnovljivih virov na področju Balkana mogoče malce prehiter, meni Tomšič. Slovenija je tukaj precej drugačna. Izkušnje z visokimi napetostmi smo imeli pred 13, 14 leti. Zdaj imamo ukrepe, ki so čisto obratovalni, pa tudi kompenzacijske naprave, s katerimi lahko uravnavamo količino jalove moči v sistemu in s tem profil. Taka naprava je tudi prečni transformator. Med ukrepi je izklapljanje praznih daljnovodov. Potem so seveda še investicije v nove naprave.

Urban Rudež in Tomaž Tomšič. FOTO: Marko Feist

Eles je bil tudi na tem področju v zadnjih letih zelo aktiven. Imeli so znan projekt Sinchro Grid s Hrvaško, pri katerem so vgradili kompenzacijske naprave za 450 megavatov. »Danes, ko ugotavljamo, da se nam napetosti znova višajo, vidimo, da iz Hrvaške dobivamo po 500 megavatov jalove moči. Če bi se v drugih državah po Balkanu enako vlagali v sistem, v Sloveniji težav s previsokimi napetostmi ne bi imeli,« pravi Tomšič.

V jedrski elektrarni pravijo, da previsoka napetost pospešeno stara opremo. Tomšič odgovarja, da Eles, pa tudi drugi sistemski operaterji po Evropi, že več kot 20 let zahtevajo od novih elektrarn, ki se priključujejo na sistem, da so sposobne obratovati pri višjih napetostih. Danes ta vrednost ni več pri 420, temveč pri 440 kilovoltih. »Razmere, ki so veljale pred 20 leti, danes na žalost ne veljajo več. Okolica se je precej spremenila,« pravi Tomšič, ki je napovedal, da bodo tudi z NEK poskušali doseči dogovor, da investirajo v novo opremo, ki bo prenesla tudi višje napetosti, če se pojavijo. »Naredili bomo vse, da se to ne bo zgodilo, ampak če se bodo pojavile, da ne bo takega rezultata, kot se je zgodil v Španiji,« je opozoril Tomšič.

Upravljati bo treba tudi male elektrarne

Rudež je opozoril na evropsko uredbo iz leta 2016, ki deli proizvodne enote v štiri kategorije: A, B, C in D. Enote D so največje, na najvišji napetosti, enote A so najmanjše, na najnižji napetosti, B in C so nekje vmes. »Enote C in B, torej tiste največje, bi morale nuditi podobne storitve, kot se zdaj pogovarjamo z NEK, tudi popolno dinamično spreminjanje jalovih moči pri nazivni moči v obe skrajnosti, za absorpcijo in oddajanje jalove moči. Medtem ko za tip A, kakor mi je znano, to ni določeno. To so enote do 150 kilovatov, torej hišne sončne elektrarne,« je pojasnil Rudež.

Tomaž Tomšič pravi, da bo treba upravljati tudi male sončne elektrarne, poleg tega bo treba sodelovati z operaterji na jugu. FOTO: Marko Feist

Tip B je zanimiv za prihodnost. Ta še ni izkoriščen, hkrati pa je v uredbi določeno, da na zahtevo sistemskega operaterja mora sodelovati pri regulaciji napetosti. Večina teh naprav je priključenih na distribucijsko omrežje, distribucijsko omrežje pa daje najmanj podatkov, ker se jih tam zbira najmanj. »Morate si predstavljati, da imamo pri nas pet distribucijskih podjetij, v Nemčiji jih je na stotine, tako rekoč vsaka vas lahko ima svoje, in te stvari so bolj kompleksne. To so razlogi, da tega ni,« je povedal Tomšič.

V Elesu razmišljajo tudi o tipu A. Teh sončnih elektrarn imamo pri nas največ. Če z njimi ne bi mogli nič narediti, nam to lahko predstavlja težavo. Tako da bo Eles poskušal najti rešitve, kako vplivati tudi na te elektrarne, da bi bile zmožne izvajati določen del regulacije po navodilih Elesa.

Vzdržnost sistema

Na vprašanje, kako vzdržen je sistem, v katerem sončne elektrarne proizvajajo večino elektrike, je Rudež odgovoril, da sončne elektrarne prispevajo k proizvodnji elektrike, vendar je njihova proizvodnja bolj nepredvidljiva. Sistemski operaterji morajo zato imeti rezerve in mehanizme za uravnavanje proizvodnje in porabe. »Dejansko se zdaj srečujemo s situacijami, s kakršnimi se prej še nismo,« je dejal Rudež. Dodal je, da so konvencionalne enote bolj zanesljive, vendar se zaradi večjih obremenitev bolj »trudijo«.

Španski sistem je padel, ko je padla frekvenca in so se morali odklopiti od evropskega sistema. Slovenija je v osnovi bolj vpeta v elektroenergetski sistem celotne Evrope kot Španija. Slovenija je nekje v sredini, zato se vsa nihanja ublažijo. Na udaru so predvsem Španija, Italija, pa seveda vse otoške države, denimo Irska, je pojasnil Tomšič.

Rudež je pojasnil, da so sporni deli sistema, ki so bolj izolirani od drugih. Se pravi, bodisi da so na robu ali so res kot samostojen otok. Slovenija je s tujino odlično povezana, kar je lahko plus ali minus. Dokler tujina oziroma drugo omrežje deluje stabilno, je to za nas odlična stvar. V drugem primeru, če se zgodi takšen mrk, kakršen je bil na jugovzhodnem delu Evrope prejšnje poletje, smo pa lahko kolateralna škoda.

Urban Rudež predava o frekvencah in napetosti v elektroenergetskih sistemih. FOTO: Marko Feist

Meni tudi, da bo treba prilagoditi mehanizem odklopa iz evropskega omrežja, ki ga imajo v Španiji in Italiji. Glavni ukrep je namreč izklapljanje porabnikov oziroma daljnovodov do njih. A zdaj so na teh daljnovodih tudi proizvajalci, ki jih izklopijo, kar ne prinese pravega učinka. Tomšič je dodal, da so sistemski operaterji to težavo zaznali in zdaj vsako leto izvajajo testiranje razbremenjevanja sistema.

Stabilna oskrba Slovenije

Rudež je opozoril, da ko nižamo količino konvencionalnih elektrarn, ki zagotavljajo neke vztrajnostne mase, so vsa ta frekvenčna nihanja bistveno hitrejša kot prej. Če že ne bomo obdržali določenih konvencionalnih elektrarn, bo nujen razvoj na področju tako imenovanih gridforming konverterjev. To so naprave, ki oponašajo obnašanje konvencionalnih elektrarn. Tomšič je dodal, da Eles sodeluje pri teh raziskavah. Dokler imamo NEK in Teš, je Slovenija, kar se inercije tiče, na varni strani. A to ne bo večno, zato vidijo baterije kot vir, s katerim bi bilo mogoče zagotoviti umetno inercijo v sistemu.

Slovenija ima stabilno oskrbo z elektriko, praktično vseskozi imajo uporabniki v vtičnicah 220 voltov in 50 hercev. Mrkov skoraj ne poznamo. Na vprašanje, ali lahko te prednosti izkoristimo za nižje cene elektrike, je Tomšič odgovoril, da smo dobro fizično, ob tem pa tudi komercialno povezani s sosednjimi državami. Zato uporabniki lahko pričakujejo ugodne cene elektrike. Dogajajo se celo dnevi, ko v Sloveniji nimamo proizvodnje. Imamo možnost uvoza in kadar je velika količina poceni energije v tujini, tudi naše elektrarne ne obratujejo.