Czym jest blackout?

Blackout- stan awarii systemu elektroenergetycznego
Pojęcie „blackout” w przypadku systemu elektroenergetycznego oznacza przerwę w pracy całego systemu lub jego znacznej części powodującą zanik napięcia w sieci elektroenergetycznej na dużym obszarze. Każda katastrofalna awaria systemowa typu blackout ma inne przyczyny i przebieg zjawiska, ale można mówić o pewnym generalnym schemacie rozwoju tego typu awarii.

W wyniku nałożenia się kilku losowych zdarzeń (np. awarie sieciowe, planowe bądź awaryjne odstawienia bloków elektrowni, ekstremalne zjawiska atmosferyczne) dochodzi do przekroczenia dopuszczalnych wartości podstawowych parametrów technicznych pracy systemu (częstotliwości i napięcia). Prowadzi to następnie do automatycznego odłączania od sieci jednostek wytwórczych i utraty napięcia na całym obszarze objętym zakłóceniem.

Cechą charakterystyczną awarii systemowych jest ich kaskadowość. Niekiedy charakteryzując tę cechę używa się pojęcia "efektu domina". Po ustabilizowaniu się sytuacji (realizowany jest plan obrony systemu) operator systemu przesyłowego (OSP) przystępuje do odbudowy systemu (realizowany jest plan odbudowy systemu). Odbudowa ta w wielu przypadkach może trwać nawet kilka dni . Na Rys.1. pokazano możliwe stany pracy systemu elektroenergetycznego na podstawie aktualnego stanu wiedzy.


Rys.1. Możliwe stany pracy systemu elektroenergetycznego – aktualny stan wiedzy

Analiza ostatnich dużych awarii systemowych wskazuje w sposób oczywisty, że większość blackoutów wydarzyła się wskutek lawinowych zdarzeń ostrzejszych niż kryterium (n-2). Na razie niewiele przedsiębiorstw energetycznych i operatorów decyduje się na regułę niezawodności pracy systemu (n-2), jeszcze rzadziej na bardziej skrajną większą niż (n-2), pozostając przy regule klasycznej (n-1).

W wielu dyskusjach słusznie argumentuje się, że pełna obrona przed blackoutem jest ekonomicznie nieuzasadniona i technicznie niemożliwa bez realizacji ogromnych inwestycji systemowych, których efekt i tak mógłby być wątpliwy.

Panuje przekonanie, że lepiej skupić się na minimalizacji skutków blackoutów:

 

  • stosując lepszy monitoring, automatyki zabezpieczeniowe i systemowe oraz lepsze sterowanie (plany obrony)
  • doskonaląc techniki odbudowy poawaryjnej (plany odbudowy).

W ramach np. planu obrony w krajowym systemie elektroenergetycznym (KSE) wyodrębniono dwa scenariusze postępowania szczegółowego dla następujących przypadków:

 

 

  • spadek częstotliwości w KSE poniżej wartości znamionowej,
  • wzrost częstotliwości w KSE powyżej wartości znamionowej.

Scenariusze obrony uwzględniają wszystkie dostępne aktualnie w KSE środki techniczne i operatywne obrony.

Zakłada się, że tworzenie układów wyspowych w oparciu o cieplne jednostki wytwórcze, które przeszły w stan pracy wydzielonej (PWE) lub zostały uruchomione z zewnętrznych źródeł rozruchowych, będzie w warunkach KSE podstawowym scenariuszem odbudowy systemu po awarii katastrofalnej. Scenariusze te zawarte są w ogólnych instrukcjach dyspozytorskich dotyczących np. odbudowy danego podsystemu obszarowego oraz w szczegółowych - dotyczących np. podania napięcia ze źródła samostarującego do elektrowni cieplnej, tworzenia układów wyspowych w oparciu o cieplne jednostki wytwórcze itp.

Przedstawione powyżej zagadnienia są przedmiotem prowadzonych w kraju w różnych ośrodkach naukowo-badawczych badań. Przedstawiane są na konferencjach specjalistycznych „Blackout a Krajowy System Elektroenergetyczny” organizowanych w cyklu dwuletnim.