Domů
Elektřina
Severská elektrizační soustava v červnu zaznamenala rekordně nízkou setrvačnost
Zdroj: TenneT

Severská elektrizační soustava v červnu zaznamenala rekordně nízkou setrvačnost

V neděli 13. června byla v severské elektrizační soustavě naměřena historicky nejnižší setrvačnost. Údržba elektráren, vysoký dovoz a vysoká výroba větrných elektráren tak donutily provozovatele přenosových soustav k navýšení objemu nasmlouvaných záloh pro regulaci frekvence. Uvedl to finský provozovatel přenosové soustavy Fingrid.

Co je setrvačnost a jak ovlivňuje bezpečnost provozu?

Setrvačnost je schopnost energetického systému bránit změnám frekvence díky rotujícím hmotám připojeným k systému, které zachovávají rovnoměrný otáčivý pohyb a moment hybnosti. Setrvačnost rotujících hmot je v elektrizační soustavě potřebná k udržení rovnováhy mezi výrobou a spotřebou elektřiny v případě náhlých událostí, jako jsou poruchy v elektrárnách nebo v prvcích přenosové soustavy.

V době nízké setrvačnosti může porucha na velkém výrobním bloku nebo ve stejnosměrných přenosových propojeních způsobit větší než obvyklou okamžitou odchylku frekvence. Pokud by byla odchylka frekvence neboli výkonová nerovnováha příliš velká, mohla by být ohrožena bezpečnost provozu elektrizační soustavy.

Setrvačnost je obvykle nejnižší, když je k elektrizační soustavě připojeno málo konvenčních elektráren, je k dispozici značný výkon z větrných a fotovoltaických elektráren a je vysoký dovoz elektřiny vysokonapěťovými stejnosměrnými přenosovými linkami. Situace s nízkou setrvačností nastávají obvykle v letním období,“ uvádí Fingrid v tiskové zprávě.

Historicky nejnižší hodnota setrvačnosti v severské soustavě

V neděli 13. června nastala v severské energetické soustavě (zahrnující Finsko, Švédsko, Norsko a východní Dánsko) situace, kdy současně procházelo údržbou mnoho jaderných bloků, dovoz elektřiny prostřednictvím vysokonapěťových stejnosměrných přenosových linek byl vysoký a do sítě dodávaly velké množství výkonu větrné elektrárny.

Tyto faktory přispěly ke vzniku nízké setrvačnosti. Celková kinetická energie severské elektrizační soustavy naměřená v neděli 13. června mezi 14. a 15. hodinou činila 110 GWs, přičemž její hodnota se obvykle pohybuje mezi 120-280 GWs.

Setrvačnost neboli kinetická energie (GWs) v severské elektrizační soustavě v průběhu června. Kinetickou energii severské energetické soustavy odhadují provozovatelé přenosové soustavy pomocí telemetrie jednotlivých generátorů v reálném čase. Zdroj: Fingrid

Řešení klesající setrvačnosti

Provozovatelé severských přenosových soustav se na situace nízké setrvačnosti připravili navýšením objemu nasmlouvaných záloh pro regulaci frekvence, v důsledku čehož situace nepředstavovala riziko pro bezpečnost provozu elektrizační soustavy.

Očekává se, že období s nízkou setrvačností budou v budoucnu nastávat častěji než dosud. Důvod spočívá zejména v nárůstu podílu větrných a fotovoltaických elektráren na výrobě elektřiny. S úbytkem konvenčních elektráren, a tedy kinetické energie rotujících hmot v soustavě, bude zásadní zajištění tzv. umělé setrvačnosti.

Umělou setrvačnost definuje legislativa EU jako schopnost nesynchronního výrobního modulu nebo vysokonapěťové stejnosměrné soustavy, která má nahradit účinek setrvačnosti synchronního výrobního modulu podle předepsané funkčnosti.

Komentáře

(33)

PetrV

10. červenec 2021, 14:20

A bude hůře. Klasické elektrárny zustanou pouze v Rusku a BR. Nestabilita prenosové soustavy

Zbyněk Poisl

11. červenec 2021, 11:34

Jsem zvědav, kolikrát bude muset Evropa zhasnout, aby mocipáni přiznali, že tohle zelené šílenství byl omyl!

energetik

11. červenec 2021, 12:24

Naopak, setrvačnost je již omezující vlastnost současné sítě a stavu techniky. Nerotační zdroje dokážu dle potřeby měnit výkon rychleji a ve větším rozsahu, neomezuje je setrvačnost.

Emil

11. červenec 2021, 13:07

Článek vypovídá o tom, že skuteční energetici si myslí pravý opak toho co tento rádobyenergetik.

Zbyněk Poisl

11. červenec 2021, 13:32

Přesně tak! Skuteční energetici si myslí zcela něco jiného než většina zelených fanatiků a politiků! Bohužel je jim to houby platné!

energetik

11. červenec 2021, 14:27

Já si to naštěstí nemyslím, já to vím a i několik let se o takové sítě bez rotačních zdrojů starám.

Vinkler

11. červenec 2021, 14:36

Zkuste specifikovat, co myslíte takové.

Izolované ostrovy?

Pracující do veřejné sítě - Jaký výkon?

Zbyněk Poisl

11. červenec 2021, 13:30

Rychlost změny výkonu je jedna věc a udržet kmitočet je věc druhá! Měniče stejnosměrných zdrojů jsou tzv "kopírovací." Je to v podstatě jediný způsob, jak je možné je připojit do elektrizační soustavy a přitom respektovat její kolísání, kterému není možné zabránit! Takže kopírovací měnič kopíruje frekvenci sítě, což znamená, že není schopen frekvenci stabilizovat. Je sice schopen s poklesem frekvence zvýšit výkon, jenže pokud bude setrvačnost celého systému příliš malá, tak se celá elektrizační soustava rozhoupá a následně dojde totálnímu BO! Setrvačnost je nutná právě kvůli tomu, aby se zabránilo rozhoupání soustavy. Je to matematicko-fyzikální problém!

energetik

11. červenec 2021, 14:45

Kdyby byla pravda to co píste potom by střídače nemohli otravovat sinusovku, poskytovat spotřebičům deformační výkon a tím "filtrovat" harmonické se kterými si rotací zdroje neví rady a používat je jako aktivní filtry.

Tak napište třeba do Škodovky, že ten jejich systém na zkvalitnění sítě v lakovnách vůbec nefunguje a jen pouze kopíruje síť :-)).

Ano k rozhoupání soustavy může dojít, ale právě díky tomu že se budeme spoléhat na setrvačnost. V sítích kde se na setrvačnost nespoléhají (třeba protože tam žádná není), tak k tomuto rozhoupání nedochází.

Zbyněk Poisl

11. červenec 2021, 17:02

Děkuji za vysvětlení. "Střídače nemohli otravovat sinusovku....!" To mi naprosto stačí, už je mi to naprosto jasné. Prostě mi chybí vzdělání... :-)

Martin Prokš

11. červenec 2021, 23:39

Dobrý den,

Mluví jeden o voze a vy pane s nickem energetik o koze. Ale nepochybuji že o tom moc dobře víte.

Vyšší harmonické je něco úplně jiného jak setrvačnost (stabilita frekvence v řádu 0 až několika s) a to je zase něco úplně jiného než výkonové řízení sítě v řádu vyšších vteřin, minut a desítek minut. Jalový výkon to samé, řízení napětí to samé.

A něco jiného je malý ostrov (z pohledu rychlosti světla) s dominantním zdrojem a něco zcela jiného je rozsáhlá síť kde z jednoho konce na druhý to už je významná prodleva a s velkým množstvím srovnatelných zdrojů i spotřebičů bez dominantního tahouna co by dokázal utáhnout, převálcovat a srovnat do latě rozhádané prvky.

Ale to vše vy moc dobře víte, jen se Vám to nehodí do krámu a tak se tváříte že to neexistuje.

energetik

11. červenec 2021, 15:10

Ano kmitočet také. Viz PPDS 2020 příloha č.4. strana 47:

"Výrobní modul musí být schopen poskytovat plnou frekvenční odezvu činného výkonu minimálně po dobu

15 minut pro parní zdroje a 30 minut pro ostatní. Doba plné aktivace frekvenční odezvy nemá přesáhnout

30 s včetně počáteční prodlevy, která nemá být delší než 2s pro synchronní výrobní moduly. Pro nesynchronní

výrobní moduly připojené prostřednictvím výkonové elektroniky je doba plné aktivace frekvenční odezvy do 1s."

Takže z jaké důvodu mají praní zdroje povinnost jen 15 minutovou a s prodlevou 2s zatímco ostatní zdroje musí reagovat do 1s po dvojnásobnou dobu?

Přece snad tu legislativu v ČEZku nepíšou lidi co by nějakým způsobme nedůvěřovali rotačním zdrojům nebo je snad těmito "měkčími" podmínkami chtěli nějak zvýhodnit a nerotační zdroje poškodit?

Martin Hájek

12. červenec 2021, 14:48

Energetiku, jen dokazujete, že o tom nevíte vůbec nic. Tady se bavíme o setrvačnosti a ta právě dodává energii do sítě naprosto okamžitě. Je to fyzikální jev, který se nemusí nijak aktivovat, takže funguje 1. Naprosto spolehlivě 2. Naprosto okamžitě. Tohle nahradit není vůbec jednoduché. Jakmile totiž chcete regulovat, tak máte nějaký regulátor a ten má dopravní zpoždění, takže vždy reaguje s nějakým zpožděním a to je problém, protože tady se bavíme o milisekundách, ne o sekundách nebo minutách. Právě ta setrvačnost potom umožňuje regulovat výkonovou nerovnováhu v síti v řádu sekund a minut. Ale byste byl v této komfortní situaci, tak potřebujete automaticky regulovat v rádu milisekund. O to se dnes zdarma stará ta setrvačnost roztočených synchronních strojů. Když je eliminujete, máte obrovský problém, soustava přestává být řiditelná. Malá odchylka výkonu způsobí obrovskou změnu frekvence a soustava se rozpadne, než řeknete blackout.

energetik

13. červenec 2021, 06:46

Martin Hájek

já i naši zákazníci si na sítích bez rotačních zdrojů ceníme hlavně tu stabilitu kterou v distribuční síti v tak vysoké kvalitě prostě nikde nevidím.

"regulovat v rádu milisekund" A co, v čem je problém? Klidně i v mikrosekundách. Jo problém je v setrvačnosti, že na rotačním zdroji nezměníte výkon 0-100-0 % za milisekundu když potřebujete.

Ta legislativa provozu sítě hovoří jasně. Při problému v síti synchronní zdroje odpadnou dříve než ty co jsou tam uváděny jako "nesynchronní" tedy střídače a mají povolenou delší časovou odezvu na regulační požadavky.

Tomaš

16. červenec 2021, 18:06

Zas nějaký odborník:)

Vinkler

11. červenec 2021, 11:57

Nejsem velkým propagátorem OZE, ale vím, že je možno setrvačnost vyřešit i elektronicky (speciální měnič s kapacitou), bude-li za to někdo platit. Rotační stroje mají službu zadarmo.

energetik

11. červenec 2021, 12:18

"Rotační stroje mají službu zadarmo."

Jo zadarmo se točí, zato kapacita se pracně platí. Tak takové nesmysly jsem tu zase dlouho nečetl.

Vinkler

11. červenec 2021, 13:46

Nevím co se vám nezdá.

Rotační stroje mají setrvačnost rotorů tj. kapacitu energie (GD2). Ta se neplatí pokud vím. Měniče co to dovedou nahradit, mají kapacitory (nebo baterie) a za tuto službu rychlé doplňování sinusovky a energie při poklesu frekvence se jim platí.

energetik

11. červenec 2021, 15:01

No to jistě a proto se rotační zdroje mohou při poklesu napětí v síti odpojit dříve než ty se střídači které musí v síti zůstat déle.

Stačí jen porovnat grafy požadavků na funkce UVRT v příloze č.4 PPDS 2020 na straně 38 a 39 pro zdroje synchronní a připojené přes střídače a každému to jasné. Že při skutečném větším průseru v síti se mohou dříve odpojit synchronní zdroje než střídače, které mají povinnost v síti zůstat a řešit to, ale naštěstí to už bude omezují setrvačnost rotačních zdrojů od sítě odpojená.

Vinkler

11. červenec 2021, 16:46

Kapitola 9 řeší činný a jalový výkon. Myslím, že ten se setrvačností rotoru mnoho nesouvisí.

Vinkler

11. červenec 2021, 18:17

pouze v bodě 9226 se praví, že musí být připraveny na aktivaci tlumení oscilací...

a bodě 9227, že musí být připraveny na aktivaci umělé setrvačnosti...

Martin Hájek

12. červenec 2021, 14:51

Ničemu nerozumíte a mícháte jabka a hrušky. Zaměňujete rychlost reakce a rozsah, kdy dané zařízení může fungovat. Turbíny samozřejmě mají přísnější limity pro rozsah frekvence, kterou snesou. To ale nemění nic na tom, že poskytují setrvačnost, což běžné střídače neumí. Kapišto?

tk

11. červenec 2021, 16:00

Nízká setrvačnost? A od čeho máme energetické setrvačníky, když synchronní stroje mizí??

http://upase.it.cas.cz/skladovani-energie-v-setrvacnicich/

Vinkler

12. červenec 2021, 06:16

Hezká hračka. Ono by se to muselo točit ve vakuu a hlavně hodně rychle. Tím pádem není možné přímé napojení na rotor generátoru 50Hz. Kouzlo přímé setrvačnosti do sítě mizí. To máte jako větrníky, i když mají setrvačnost mechanickou, jdou přes měnič a tu elektrickou nemají.

Carlos

12. červenec 2021, 20:26

A nebo to být hodně velké.... V Ostravě je v některém museu elektrický stroj pro tahání klecí ze šachet a k tomu je motorgenerátor a ten byl s to po výpadku sítě ještě několik klecí s lidmi vytáhnout... Ale není to zase tak praktické.

Nicméně někde jsem před nějakou dobou četl že se v SRN mají k dodání setrvačnosti používat generátory které budou roztočené ale bez aktivního přívodu páry. (Resp možná jen o takovém aby tam nevznikalo vakuum) To se dá v principu provozovat i na hydroelektrárnách, zejména takových které mají Peltonovu nebo Bánkiho turbínu které se volně otáčejí ve vzduchu. Výhodou je že se mezi turbínovým a "kompenzátorovým" provozem dá přecházet zcela volně. Girardovu, Fourneyronovu ani Zupppingerovu bohužel už nikdo neprovozuje, byť by možná nebylo od věci kdyby se při budování a rekonstrukcích elektráren s vyšším spádem preferovaly právě turbíny rovnotlaké.

Ivan Novák

12. červenec 2021, 21:37

Pokud si vzpomínám, ve zveřejněné roční přípravě ČEPS se pro případ potřeby s provozem EDS a EDA v kompenzačním režimu explicitně počítá, ale až po vyčerpání jiných prostředků.

Vinkler

13. červenec 2021, 08:26

Přestavba turbogenerátoru na kompenzátor to už tady v OE bylo. Vyžaduje to odpojení turbíny a motor na roztočení a zasynchonisovani. Turbína parní či vodní se nemůže točit kvůli ztrátám.

Ivan Novák

13. červenec 2021, 10:27

Uhnuli jsme od nového tématu "setrvačnost" k něčemu, co se řeší už dlouho a víc se o tom ví, ale jde o něco jiného. Tedy zpátky: Problém soustavy s převahou (schválně neuvádím číslo, protože ho neznám, a asi nyní nikdo) střídačových zdrojů je v rozdílu reakce na vydatnou impulsní změnu oproti synchronním strojům - není spojitá. Regulovat s vzorkovací frekvencí řádu GHz nebo rychleji, to je ta otázka.

Evropské nařízení, na které odkazuje úvodní článek, sice pojem setrvačnost několikrát používá, ale alibisticky nechává na jednotlivých provozovatelích soustav, ať si vymýšlejí samostatně. Že jde o prohnilý kompromis mezi zájmy je zřejmé i z toho, jak se v preambuli dovolává nutnosti nediskriminovat, a o kousek dál stanoví jakési podmínky pro nesetrvačné zdroje na pevnině, a jiné pro zdroje na moři.

Carlos

14. červenec 2021, 00:42

Tak pánové, trochu jsem se na to díval a možná tu opravdu máme zmatení pojmů mezi přifázovanou rotující masou synchronního stroje a rotačním kompenzátorem. V sekci Mechanical energy storage je přímo toto řešeno a turbína jim zůstává spojená s alternátorem. www. sciencedirect. com/topics/engineering/synchronous-condenser

Z toho bych si dovolil vyvodit že u soustrojí s mnou jmenovanými turbínami není problém a elektrárna takové koncepce se dá provozovat. Otázka tam je ten přechod mezi turbínovým a kompenzátorovým provozem.

Jan Freez

11. červenec 2021, 17:48

Aha. Jdu si vyrobit nějaké louče.

Jose

11. červenec 2021, 18:46

A proto místo povolené odchylky napětí 5% máme 10%. Ničíme tím spotřebiče koncových zákazníků. V jednu chvíli tak může nastat pěkný chaos až odvaříme dost spotřebičů a vloží se do toho pojišťovny s právníky.

T

12. červenec 2021, 00:45

Primotopy na prazskem hrade to pravdepodobne nenici...horsi to bude se siti IT,az se vse potentuje...

Martin Hájek

12. červenec 2021, 14:54

Stejný problém čeká brzy celou EU. Pak se teprve ukáže, kolik ta zelená legrace doopravdy stojí.

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna u komentáře
Vyžadované informace jsou označeny *
Pravidla diskuze
Veškeré příspěvky v diskuzi na webu oEnergetice.cz musí splňovat Pravidla diskuze. Přidáním příspěvku do diskuse uživatel vyjadřuje souhlas s těmito pravidly a zavazuje se je dodržovat.
Komentáře pouze pro přihlášené uživatele
Upozorňujeme diskutující, že komentáře v diskuzi budou moci přidávat již brzy pouze přihlášení uživatelé. V diskuzi se stále častěji objevují příspěvky od anonymních uživatelů, které porušují pravidla diskuze. Věříme, že díky tomuto opatření bude diskuze pod články pro všechny přínosnější.
Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj na této stránce.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
OM Solutions s.r.o.
Kpt. Nálepky 620/7, Nové Dvory, 674 01
Třebíč
IČ: 02682516
SOCIÁLNÍ SÍTĚ
© 2021 oEnergetice.cz All Rights Reserved.