Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Hrozí „blackout“ také Česku?

 |  22. 7. 2010
 |  Vesmír 89, 485, 2010/7
komerční prezentace

Elektrizační síť a její provoz se principiálně liší od všech dalších síťových infrastruktur – plynovodů, produktovodů, ale např. i od telekomunikačního systému nebo silniční sítě. Předně – na elektřině a na její dodávce v každém okamžiku je naše civilizace se všemi propojenými systémy a spotřebiči bytostně závislá. Víme, co pro nás znamená i jen několikaminutové přerušení, ať jsme doma, v práci, v tramvaji nebo ve výtahu… K tomu se musí navíc přidat několik dalších atributů elektřiny a elektrizační soustavy, které dále komplikují situaci. Elektřinu lze jen obtížně a v omezeném množství skladovat. A navíc synchronně propojená elektrizační soustava, pracující z řady technických důvodů se střídavým proudem, tvoří fyzikální systém, ve kterém se vzruch od každé poruchy okamžitě šíří celým systémem a ovlivňuje kvalitativní parametry elektřiny, jako je frekvence, napětí, toky výkonů… Jednotlivé poruchy, jako jsou například výpadky výrobních zdrojů nebo jednotlivých vedení, rozvoden atp., mohou kaskádovitě způsobovat přetěžování sousedních prvků systému a jejich nucené výpadky i vlivem „rozkývání“ celého propojeného systému.

Všechny tyto fenomény mohou způsobit za krajních okolností i zhroucení systému na velkých územích – blackout. Obecně jsou následky výpadků na velkých územích podstatné a srovnatelné s přírodními katastrofami. Fungování celé společnosti je ochromeno nebo velmi narušeno (všechny služby, infrastruktura, obchod, zdravotnictví, průmysl…). Ekonomické škody jsou ohromné, tak jako i zásah do života František Cahyna jednotlivých lidí.

Jaké je z hlediska tohoto nebezpečí postavení České republiky a její přenosové soustavy?

Česká elektrizační soustava a její vrcholová součást – přenosová soustava s páteřními vedeními velmi vysokého napětí 220 a 400 kV – tvoří jednu regulační zónu, ve které musí být bilance výroby, spotřeby, exportu a importu striktně vyrovnaná. Tato soustava, řízená a rozvíjená provozovatelem přenosové soustavy, společností ČEPS, a. s., je propojena se všemi svými sousedy až do úrovně kontinentální synchronní zóny. Tímto propojením využíváme výhod rezervních zdrojů v celé kontinentální soustavě, která je vzhledem ke své velikosti velkým stabilizačním faktorem pro náš systém. Na straně druhé však ke společnému provozu musíme přispívat svým dílem a navíc spolupracovat se všemi účastníky tak, aby byla zajištěna bezpečnost provozu nejen našeho, nýbrž celého systému.

Spolupráce provozovatelů přenosových soustav (PPS) v Evropě je zajištěna asociací ENTSO-E, která od roku 2009 jednak koordinuje provoz a rozvoj přenosových soustav svých členů, jednak se stává podle evropské legislativy – 3. energetického balíčku – partnerem unijních politických a regulačních orgánů. Synchronní zóna Kontinentální Evropa, která se rozkládá od Portugalska do Polska a z Dánska do Řecka, je jednou z největších elektrických propojení na světě. Za jednotlivé regulační zóny jsou odpovědni většinou národní provozovatelé přenosových soustav. Hustě propojený systém sloužící 500 milionů zákazníků není řízen z jednoho centra, ale každý PPS je odpovědný za bezpečný provoz ve své zóně a spolupracuje se svými sousedy i na regionálních úrovních. Kodex závazných pravidel Provozní příručka (Operation Handbook) upravuje povinnosti jednotlivých PPS i formu jejich spolupráce a je právně vymahatelný.

Poslední vývoj v evropském elektrizačním sektoru se vyznačuje dvěma fenomény:

  • liberalizace obchodu s elektřinou, takže nyní je umožněno obchodníkům nakupovat a prodávat elektřinu napříč Evropou – a prakticky bez poplatků;
  • raketový nárůst větrných a solárních zdrojů, tedy zdrojů s přerušovanou výrobou, které jsou závislé na počasí a které nereflektují momentální poptávku po elektřině.

Oba tyto vlivy přispívají k masivnímu nárůstu přeshraničních toků elektřiny. Zvláště markantní je to v případě severního Německa, kde jsou koncentrovány větrné elektrárny. Za příznivého počasí je zde vyráběno velké množství elektřiny, které nemůže být v regionu spotřebováno ani nemůže projít na jih Německa, protože v dané oblasti neexistují dostatečná propojení. Tyto výkony se tzv. kruhovými toky „přelévají“ do Polska a přes českou přenosovou soustavu zpět do jižního Německa a do Rakouska. Vznikají tak nepříznivé provozní stavy, které mohou vyústit i v závažné výpadky zásobování elektřinou.

Kritické situace v české přenosové soustavě

V listopadu 2008 došlo v přenosové soustavě České republiky ke kritické situaci, která trvala cca 11 dní. Důvodem byl souběh provozních událostí uvnitř naší soustavy – vypnutá vedení do Polska, odstavení 2. bloku elektrárny Temelín – a u našich sousedů – extrémně vysoká výroba větrných zdrojů v severním Německu, import elektřiny ze Skandinávie a masivní export této energie do Rakouska. To vyvolávalo velké rozdíly mezi sjednanými dodávkami a skutečnými fyzickými toky v celém regionu a přetížení některých našich vnitřních vedení. Vznikaly kritické stavy, při kterých elektrizační soustava nedisponuje rezervními kapacitami pro případ výpadků jednotlivých prvků. Tato mimořádná situace byla zvládnuta jenom enormním pracovním nasazením dispečerů a jejich podpůrných pracovišť, jimž se podařilo najít opatření, která zabránila rozpadu soustavy (např. změny konfigurace sítí, cílená regulace výkonů jednotlivých elektráren, spolupráce se sousedními soustavami). Stále vzrůstající výroba na severu Německa, kde je v současné době instalováno již více než 25 000 MW ve větrných elektrárnách (v celé české ES je necelých 18 000 MW instalovaného výkonu všech zdrojů) vedla k podobným situacím znovu o rok později v listopadu 2009.

Příklady „blackoutů“ ve světě

V extrémních situacích mohou podobné problémy vyústit v rozsáhlé výpadky soustav – „blackouty“ – jak je dokumentováno v několika příkladech z našeho „civilizovaného“ světa.

Spojené státy a Kanada – 2003

14. srpna 2003 postihl část Spojených států a Kanady v oblasti velkých jezer masivní výpadek, který zasáhl cca 50 milionů lidí. Příčinou bylo přetížení linek velmi vysokého napětí, jejich průhyb a následné přerušení vlivem přeskoků napětí na nevymýcené stromy pod vedeními. Vlivem softwarové chyby nebyly tyto poruchy dispečerskou službou monitorovány, a tedy nebyla ani přijata nápravná opatření, která by výpadku mohla zabránit. Blackout zasáhl všechny sféry života společnosti v regionu a ekonomické škody se odhadují na 4 až 8 miliard dolarů.

Itálie – 2003

28. září 2003 se celá Itálie ponořila do tmy poté, co kaskádovitě vypadla propojovací vedení mezi Itálií a Švýcarskem v důsledku chybné koordinace švýcarského dispečinku s italským. Itálie jako deficitní elektrický „ostrov“ nebyla schopna bez dostatečných pohotových výrobních kapacit udržet stabilitu své soustavy. Během celého dne byly dodávky postupně obnovovány. Ekonomické náklady tohoto zhruba jednodenního výpadku se odhadují řádově do 1 miliardy Eur.

Západní a střední Evropa – 4. listopad 2006

Poté, co bylo na externí žádost vypnuto jedno vedení v severozápadním Německu (aby pod vedením mohla po řece proplout nově vyrobená loď) bez náležité analýzy, zda nedojde k narušení technických kritérií pro bezpečný provoz soustavy, došlo k přetížení linek a jejich postupnému výpadku. Celý kontinentální evropský synchronní systém se rozpadl na 3 oblasti, ve kterých kvůli narušení rovnováhy spotřeba/výroba a odchylkám od nominální frekvence docházelo k výpadkům spotřeby v řádu hodin. Zvláště postiženy byly oblasti Francie a Německa.

Stabilita a bezpečnost soustavy především

Provozovatel přenosové soustavy České republiky – společnost ČEPS – reaguje na vývoj v evropském kontextu opatřeními, která zvýší bezpečnost provozu soustavy a omezí pravděpodobnost rozsáhlých systémových výpadků:

  • investičním programem – posílení a stavba nových vedení, výstavba, rekonstrukce a rekonfigurace rozvoden;
  • optimalizací přípravy a řízení provozu;
  • intenzivní spoluprací na bilaterální a regionální úrovni se svými středoevropskými partnery. ČEPS se účastní také iniciativy 11 středoevropských PPS nazvané „ Transmission System Operator Security Cooperation“. Tato společná technická a organizační platforma bude předem identifikovat kritická ohrožení a koordinovaně jim čelit, a to i v reálném čase;
  • harmonizací rozvojových investičních plánů středoevropských PPS tak, aby bylo dosaženo synergií a zamezilo se plýtvání prostředků, nebo dokonce kontraproduktivním řešením.

V kontextu potřeby udržet bezpečnost provozu je důležité, aby se povolovací termíny staveb přenosové infrastruktury zkrátily tak, aby byly srovnatelné s povolovacími procesy staveb větrných a slunečních výrobních kapacit. V evropském měřítku není možné navyšovat nové „zelené“ kapacity bez odpovídajícího rozvoje přenosové infrastruktury. Jinak skutečně, i přes všechna přijatá opatření, může dojít k oslabení bezpečnosti provozu přenosového systému na národní i evropské úrovni.

Ovšem s vážnými důsledky, které si nepřejeme…

Ke stažení

O autorovi

František Cahyna

RNDr. František Cahyna je původním povoláním geofyzik, absolvoval Přírodovědeckou fakultu UK v Praze. Od devadesátých let se jako odborný pracovník věnuje zahraniční spolupráci v elektroenergetice, od r. 1999 působí v ČEPS. Zastával rovněž funkci sekretáře CENTREL a dlouhodobě pracoval v sekretariátu UCTE v Bruselu.

Doporučujeme

Jak si delfíni ucpávají uši

Jak si delfíni ucpávají uši audio

Jaroslav Petr  |  17. 12. 2017
Hluk v mořích a oceánech produkovaný člověkem ohrožuje kytovce. Může je dočasně ohlušit nebo jim trvale poškodit sluch. Nově objevený fenomén by...
Tajemná sůva šumavská

Tajemná sůva šumavská

Jan Andreska  |  17. 12. 2017
Byl vyhuben a vrátil se. Na Šumavu lidskou snahou a do Beskyd vlastním přičiněním. Puštík bělavý teď žije opět s námi, ale ohrožení trvá.
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné