II Konferencja Naukowo-Techniczna "Blackout a Krajowy System Elektroenergetyczny"

Sprawozdanie i wnioski

W dniach 18 – 20 kwietnia 2007 r. odbyła się II Konferencja Naukowo-Techniczna „Blackout a Krajowy System Elektroenergetyczny”
zorganizowana przez Instytut Elektroenergetyki Politechniki Poznańskiej przy współudziale przedsiębiorstw energetycznych PSE-Operator S.A. i ENEA S.A.. Miejscem obrad był Hotel Lake położony w otulinie Wielkoplskiego Parku Narodowego nad jeziorem Dymaczewskim. Przewodniczącym Komitetu Programowego był Dyrektor Instytutu Elektroenergetyki dr hab. inż. Józef Lorenc, prof. nadzw. PP, a Komitetu Organizacyjnego dr inż. Ireneusz Grządzielski.

Głównym celem Konferencji było określenie roli Operatorów Systemów Dystrybucyjnych w procesie obrony przed awarią katastrofalną a także doskonalenia strategii i metod odbudowy KSE. Była ona kontynuacją I Konferencji z roku 2004, zorganizowanej również przez Instytut Elektroenergetyki, na której zaprezentowano zrealizowane i planowane przedsięwzięcia umożliwiające utrzymanie i odtworzenie zdolności wytwórczych elektrowni cieplnych i gotowości do samostartu źródeł rozruchowych umożliwiające szybką realizację planów odbudowy podsystemów
KSE.

Ostatnie duże awarie i zakłócenia pracy, które w latach 2003 i 2006 dotknęły połączone systemy elektroenergetyczne krajów europejskich (UCTE) oraz stan awaryjny z czerwca 2006 roku, który objął swoim zasięgiem północno-wschodni rejon Polski, wskazują dobitnie na aktualność tematyki tych Konferencji. Z tego względu ciesząc się one tradycyjnie dużym zainteresowaniem przedstawicieli zarówno uczelni jak i firm zajmujących się wytwarzaniem przesyłem i dystrybucją energii elektrycznej, stanowią forum wymiany doświadczeń, ścierania się poglądów i wypracowywania wspólnych strategii przeciwdziałania awariom i restytucji KSE. Fakt ten podkreślił w swoim wystąpieniu JM Rektor Politechniki Poznańskiej prof. dr hab. inż. Adam Hamrol w trakcie uroczystego otwarcia obrad II Konferencji, którego dokonał Dyrektor Instytutu Elektroenergetyki dr hab. inż. Józef Lorenc, prof. nadzw. PP w towarzystwie Dziekana Wydziału Elektrycznego prof. dr. hab. inż. Ryszarda Nawrowskiego.

Na Konferencję zgłoszono 29 referatów, które podzielono na 3 sesje tematyczne:

 

  • rola sieci dystrybucyjnej 110 kV w procesie obrony i odbudowy KSE(uregulowania prawne w zakresie stanów awaryjnych oraz awarii systemowej, bilansowanie mocy biernej – stabilnośći napięciowa, automatyka SCO, wydzielanie i tworzenie torów rozruchowych i układów wyspowych, synchronizacja układów wyspowych itp.),
  • praca źródeł wytwórczych w warunkach obrony i odbudowy KSE(wymagania w stosunku do bloków cieplnych, aktualny stan elektrowni wodnych umożliwiający black–starty, eksperymenty systemowe, warunki pracy wyspowej bloków EC, możliwości udziału farm wiatrowych w obronie i odbudowie),
  • możliwości pracy łączności ruchowej OSD w warunkach blackoutu oraz rolę systemów SCADA w zakresie zdalnego sterowania po zaniku napięcia w systemie.

Wszystkie referaty zostały opublikowane w specjalnym zeszycie tematycznym nr X czasopisma Energetyka.

W Konferencji wzięło udział 119 osób reprezentujących Politechniki: Gdańską, Lubelską, Poznańską, Śląską, Warszawską i Wrocławską, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Instytut Energetyki Oddział Gdańsk a także PSE S.A., PSE-Operator S.A., przedsiębiorstwa dystrybucyjne: ENEA S.A., EnergiaPro KE S.A, STOEN S.A., KE ENERGA S.A., Vattenfall Poland S.A., GZE Vattenfall S.A., LUBZEL S.A., ŁZE S.A., ZE Białystok S.A., ZE Łódź-Teren S.A., ZEORK S.A., oraz elektrownie i elektrociepłownie: BOT Bełchatów S.A, BOT Opole S.A, BOT Turów S.A, Elektrownia Połaniec S.A., Elektrownia „Stalowa Wola” S.A., Zespół Elektrowni Dolna Odra S.A, Zespół Elektrowni Ostrołęka S.A., Vattenfall Heat Poland S.A., ZE PAK S.A., DALKIA Poznań ZEC S.A., EC Wybrzeże S.A., ELDEKS Sp. z o.o., Elektrownie Szczytowo-Pompowe S.A. i Towarzystwo Elektrowni Wodnych, a także firmy: ELKOMTECH S.A., SIEMENS Sp. z o.o., ZPBE ENERGOPOMIAR Gliwice Sp. z o.o., ZPBE ENERGOPOMIAR-ELEKTRYKA Sp. z o.o.

Organizatorzy II Konferencji, dla uatrakcyjnienia pobytu, przewidzieli w programie uroczystą kolację koleżeńską połączona z występami greckiego zespołu „Dimitris”, którą uświetniła swoją obecnością Pani Prorektor Politechniki Poznańskiej dr hab. inż. Aleksandra Rakowska, prof. nadzw. PP. Gorące rytmy greckiej muzyki i możliwość wspólnej zabawy w rytmie zorby pozostawiły bardzo miłe wspomnienia.

Drugim bardzo ciekawym punktem programu towarzyszącego obradom było zwiedzanie Muzeum Narodowego Rolnictwa w Szreniawie połączone z pokazem działania zabytkowych maszyn i narzędzi rolniczych w tym lokomobili wyprodukowanej w Zakładach H. Cegielskiego w Poznaniu w początkach ubiegłego wieku. Dodatkową atrakcją była degustacja świeżo wypieczonego chleba z tradycyjnym smalcem i „gzikiem”.

Obrady II Konferencji Naukowo-Technicznej „Blackout a Krajowy System Elektroenergetyczny” zakończyła dyskusja plenarna podsumowująca przedstawione problemy naukowe, organizacyjne i techniczne.

Na bazie przedstawionych referatów oraz prowadzonych merytorycznych dyskusji wypracowano wnioski obejmujące obszary rozwiązań technicznych i regulacji prawnych.

Stwierdzono, że:

  • istnieje możliwość wystąpienia awarii katastrofalnej w KSE jako zjawiska o dużych negatywnych skutkach społecznych,
  • konkurencja rynkowa w energetyce powoduje ograniczenie inwestycji w źródłach energii elektrycznej i infrastrukturze sieciowej oraz wynikające stąd niebezpieczne ograniczenie rezerw mocy wytwórczej oraz zdolności przesyłowych i obniżenie stanu bezpieczeństwa energetycznego kraju,
  • celowe byłoby powołanie komisji składającej się z przedstawicieli sejmu, senatu, OSP, OSD, elektrowni, która opracuje niezbędną nowelizację prawa w zakresie bezpieczeństwa systemu elektroenergetycznego będącą podstawą zapisów w instrukcjach IRiESP oraz IRiESD.

Dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego Polski, w zakresie zasilania w energię elektryczną należy:

  • ustalić kryteria działań i odpowiedzialności służb dyspozytorskich w procesach obrony i odbudowy KSE w przypadku wystąpienia awarii systemowej na poziomach wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii,
  • wyposażyć OSP i OSD w narzędzia prawne umożliwiające działanie w warunkach zagrożenia bezpieczeństwa (np. w zakresie wprowadzania ograniczeń awaryjnych i katastrofalnych i zdjęcia odpowiedzialności za ich skutki),
  • uwzględnić w ustawie o stanie klęski żywiołowej specyfikę awarii katastrofalnej (blackoutu), co powinno zapewnić odpowiednią współpracę pomiędzy służbami energetyki zawodowej a samorządem, policją, itp.,
  • po ogłoszeniu stanu awarii katastrofalnej, wprowadzić scentralizowaną hierarchię służb dyspozytorskich obejmującą swoim zakresem działania całą sieć zamkniętą,
  • zapewnić rozwój sieci przesyłowych i dystrybucyjnych niezbędnych do znacznego ograniczenia prawdopodobieństwa wystąpienia awarii KSE przez zabezpieczenie źródeł finansowania w programach operacyjnych (środki unijne) ściśle dedykowanych rozwojowi KSE.

Wnioski szczegółowe

  1. Działania prewencyjne w KSE
    • W systemach nadzoru dyspozytorskiego powinny zostać zaimplementowane aplikacje do
      ciągłego śledzenia kryteriów stabilności SE z sygnalizacją zbliżania się do stanu zagrożenia.
    • Problemy działania automatyki SCO (samoczynne częstotliwościowe odciążanie), a w dalszej perspektywie SNO (samoczynne napięciowe odciążanie), budzą wśród uczestników konferencji zrozumiałe kontrowersje. Celowym jest jednoznaczne wyjaśnienie wszelkich kwestii technicznych i prawnych związanych z instalacją, eksploatacją, nastawianiem progów zadziałania i wyłączanej mocy oraz odpowiedzialności instytucjonalnej i finansowej za skutki działania automatyki SCO i SNO, przy czym:
      1. konieczne jest opracowanie nowej filozofii działania automatyk SCO i SNO, w tym algorytmów działania, ich lokalizacji oraz sposobu doboru wyłączanych odbiorów,
      2. należy wypracować stanowisko w zakresie instalacji SCO po stronie SN transformatorów 110 kV/SN, zamiast w polach liniowych SN. Byłoby to również korzystniejsze w procesach dociążania bloków przy odbudowie KSE po blackoucie,
      3. propozycje PSE wymiany do końca 2008 r. przekaźników podczęstotliwościowych starszych typów na nowoczesne, budzą niepokój spółek dystrybucyjnych w zakresie finansowania przedsięwzięcia.
    • Utworzenie innowacyjnych klasterów z wydzielonymi systemami zasilanymi z własnych źródeł mogłoby efektywnie poprawić bezpieczeństwo dostawy energii elektrycznej do odbiorców lokalnych.
  2. Odbudowa KSE i wznowienie zasilania odbiorców
    • W zakresie odbudowy KSE po blackoucie konieczne jest ze strony OSP i OSD doskonalenie procedur tworzenia wydzielonych układów obciążeniowych wokół elektrowni, w których są bloki wyposażone w regulatory prędkości obrotowej typu P w sieci elastycznej.
    • Produkcja energii „zielonej” przez elektrownie cieplne w technologii współspalania pogarsza właściwości regulacyjne bloków przewidzianych do pracy na wydzielony układ wyspowy.
    • Dla uzyskania szybkiego zasilenia potrzeb ogólnych elektrowni dla bloków, które utrzymały się na PWE, oprócz podstawowego zasilania z elektrycznego układu wewnętrznego, należy uwzględniać również dodatkowe drogi wykorzystujące szyny rozdzielni przyelektrownianych. Zapisy takie powinny znaleźć się w kontraktach o świadczenie usług w zakresie odbudowy systemu po blackoucie pomiędzy OSP a elektrowniami i tworzonych na ich podstawie instrukcjach.
    • Zaleca się zwiększenie liczby oraz modernizację istniejących punktów umożliwiających skuteczne łączenie obszarów pracujących asynchronicznie.
    • Jako sposób rezerwowy uruchomienia zespołów wytwórczych w elektrowniach cieplnych należy w sieci KSE przewidzieć możliwość szybkiego wydzielania torów rozruchowych. Powinny one wykorzystywać sieć 400 i 220 kV. Wymaga to opracowania szczegółowych instrukcji ruchowych.
  3. Łączność ruchowa
    • Obecny stan łączności przewidzianej do wykorzystania podczas odbudowy systemu nie gwarantuje pomyślnej realizacji procedur restytucyjnych.
    • Realizacja procedur restytucyjnych koordynowanych przez PSE-Operator wymaga wykorzystania ogólnokrajowej bezprzewodowej sieci komunikacyjnej energetyki.
    • Istnieje konieczność weryfikacji i uzupełnień regulacji prawnych w dziedzinie łączności wykorzystywanej przez energetykę zwłaszcza w sytuacji awarii systemowej. Propozycja zmiany i uzupełnienia w projekcie nowego rozporządzenia Ministra Gospodarki o zapis „Urządzenia i łącza telekomunikacyjne wykorzystywane do realizacji łączności dyspozytorskiej i przesyłania danych technologicznych powinny mieć charakter dedykowanych rozwiązań komunikacyjnych”.
    • Czas utrzymania łączności przez dedykowaną sieć bezprzewodową w warunkach braku zasilania podstawowego wszystkich urządzeń wchodzących w skład infrastruktury sieci powinien być dłuższy niż 36 godzin.
    • Budowa homogenicznego radiowego systemu cyfrowej łączności radiowej, niezależnego od operatorów publicznych stanowiłaby ważny element niezawodności i obrony KSE.
  4. Przeprowadzanie testów PWE, źródła rozruchowe oraz szkolenie obsługi ruchowej
    • Przeprowadzone w wielu elektrowniach modernizacje majątku produkcyjnego znacząco poprawiły możliwości utrzymania w ruchu co najmniej jednego bloku (PWE), parametry techniczne zwłaszcza w zakresie regulacji obrotów i regulacji napięcia oraz przydatność do pełnienia roli elektrowni rozruchowych w warunkach awarii KSE.
    • W dużym stopniu została osiągnięta przez elektrownie cieplne i hydroelektrownie zdolność bloków do aktywnego udziału w procesie obrony i odbudowy zasilania. Osiągnięty przez elektrownie wodne i cieplne poziom zdolności bloków do aktywnego udziału w procesie obrony i odbudowy zasilania KSE powinien być okresowo testowany, z zaleceniem licznego udziału obsługi ruchowej jako ważnego elementu procesu szkolenia.
    • Należy przeprowadzać próby systemowe podawania napięcia ze źródeł rozruchowych torami rozruchowymi do elektrowni systemowych i EC w dużych aglomeracjach, np. w Warszawie.
    • W stanach awaryjnych powinna istnieć możliwość kontroli (blokowania) samoczynnego załączania do sieci WN, NN farm wiatrowych przez OSD.