Blackout – šta je to?

Prije par dana se Crna Gora, kao i djelovi nekoliko država u okruženju, suočila sa onim sa čim smo se dosad, na sreću, samo teorijski sretali: raspadom elektroenergetskog sistema (EES) ili blackoutom u modernoj terminologiji. To je i povod ovog osvrta sa ciljem upoznavanja šire, laičke javnosti, sa ovom problematikom koja je sve više aktuelna u stručnim krugovima širom svijeta. Pritom, ni na koji način ne želim da prejudiciram i donosim zaključke o stvarnim razlozima i inicijalnom mjestu kvara niti je to moguće u nedostatku informacija. Pravi razlozi će se znati nakon detaljne studije slučaja od strane ENTSO-a, Evropske mreže operatora prenosnog sistema, koja objedinjava 40 operatora sistema u 36 evropskih zemalja.

U ranijim, konvencionalnim EES, električna energija je generisana isključivo upotrebom rotacionih elektromehaničkih pretvarača – sinhronih generatora u hidroelektranama i termoelektranama. Riječ je o mašinama ogromnih snaga i ogromnih zamajnih masa. Takve su mašine sposobne da za vrijeme kratkotrajnih, čak i značajnih poremećaja u EES, takve poremećaje najčešće uspješno prebrode zahvaljujući ogromnoj energiji koja je akumulisana u rotacionim masama – rotoru ogromne mase koji rotira velikom brzinom. Njihova inercija daje vremena drugoj zaštiti da reaguje (recimo, isključi vod na kom je došlo do kvara) prije nego što oni ispadnu iz sinhronizma. Ukoliko to nije slučaj, dolazi do kaskadnog ispadanja iz pogona više različitih izvora električne energije u sistemu, čime dolazi do potpunog kolapsa sistema, poznatog kao raspad EES ili blackout. Dakle, ukratko, blackout je situacija kada na širem geografskom prostoru, u dužem vremenskom intervalu, dođe do prekida napajanja električnom energijom.

Dodatno, stabilnosti EES jedne države značajno doprinosi njegova uvezanost sa EES ostalih država u okruženju putem visokonaponskih vodova, kakav je slučaj i sa Crnom Gorom.

Međutim, razvojem savremenih EES sve češće i u sve većoj mjeri električna energija se generiše i iz obnovljivih izvora energije, sunca i vjetra, iako ne treba zaboraviti da je i voda obnovljivi izvor energije, preko čega se često prelazi.

Što se tiče električne energije dobijene iz solarnih elektrana, u tom procesu nema rotacije i zamajnih masa tako da ove elektrane ni na koji način ne doprinose stabilnosti EES u prethodno navedenom smislu – tranzijentnoj stabilnosti koja podrazumijeva stabilnost sistema na značajne poremećaje u mreži.

Što se uticaja vjetrogeneratora na tranzijentnu stabilnost EES tiče, tu je situacija značajno komplikovanija a dominantno zavisi od tipa vjetrogeneratora. Danas je aktuelna podjela na četiri tipa vjetrogeneratora pri čemu su dva tipa najčešće u upotrebi: a) dvostruko napajani asinhroni generator sa statičkim konvertorom ograničene snage u kolu rotora (prisutni i u vjetroparkovima u Crnoj Gori) i b) sinhroni generator vezan preko statičkog konvertora pune snage na mrežu. Namotaj statora prvog je direktno vezan na mrežu i ukoliko je pretvarač u kolu rotora inertan, a u velikoj mjeri jeste, on kratkotrajno može pozitivno uticati na tranzijentnu stabilnost. Kod drugog je to povezano sa odgovarajućim algoritmima upravljanja konvertora preko kog je generator vezan na mrežu. Sa druge strane, treba imati na umu da je energija akumulisana u rotacionim masama ovih mašina i inače značajno manja od one kod konvencionalnih sinhronih generatora.

Drugim riječima, u savremenim EES je dominantno na račun solarnih i vjetroelektrana uočljiv rast količine generisane električne energije, pri neznatno promijenjenim uslovima što se tiče rotacionih masa, pa sve više postaje uočljiv problem tranzijentne stabilnosti EES. Ova tema je zadnjih godina vrlo aktuelna i predmet je analize u stručnim krugovima širom svijeta.

Što se Crne Gore tiče, upliv novih, obnovljivih izvora energije nije još uvijek tako veliki da bi se mogao očekivati njihov negativan uticaj na tranzijentnu stabilnost sistema. Naravno, njihovo planiranje u budućnosti treba svakako da uzme u obzir i ovaj aspekt. Međutim, treba se osvrnuti i na jedan crnogorski specifikum. To je postojeća HVDC (high voltage direct current) interkonekcija Italija - Crna Gora. Ova interkonekcija značajnog kapaciteta ima svojih brojnih pozitivnih strana. Što se tiče njenog uticaja na tranzijentnu stabilnost našeg sistema treba reći da ta veza može imati značajan pozitivan efekat. Međutim, to zavisi od makar dva faktora. Prvi je pitanje kakav je dogovor o preuzimanju snage između Italije i Crne Gore u slučaju ovakvih, kritičnih situacija. Drugi je u vezi sa prvim, a to je kakav je kontrolni algoritam odnosno kako se upravlja konvertorima sa obje strane jadranske obale u ovakvim slučajevima.

Na stabilnost EES se može gledati i sa druge strane. Naime, ranije su EES tako planirani i projektovani da zadovoljavaju potrebe industrije i stanovništva države koju pokrivaju. Danas je situacija značajno drugačija. Uspostavljanjem tržišta električne energije, visokonaponski električni vodovi postaju u velikoj mjeri tranzitni vodovi kroz koje nije moguće prosto i jednoznačno definisati tokove snaga, pa može doći i do njihovog značajnog preopterećenja koje može rezultirati eventualnim ispadom.

Usput treba reći da je indikativno i to da se nije desio raspad makar dijela EES Srbije i/ili Kosova. Kao osnovni razlog tome vidim upravo činjenicu da se oba ta EES još uvijek dominantno baziraju na klasičnim sinhronim turbo-generatorima kao primarnim izvorima električne energije, dakle velikim zamajnim masama i energiji koja je u njima akumulirana. Najvjerovatnije zahvaljujući toj činjenici su kratkotrajan, iako očigledno značajan poremećaj, uspješno prebrodili.

Ono što je na nama u budućnosti jeste da naučimo lekciju, suočimo se sa realnošću i izazovima, pravilno planiramo, investiramo i redovno održavamo naš EES na svim naponskim nivoima imajući i ovaj aspekt u vidu. Sve to sa ciljem da nam se ovakvi ispadi nikada više ne dogode bez obzira na to gdje je i šta je njihov primarni uzrok.

Autor je profesor Elektrotehničkog fakulteta, Univerzitet Crne Gore

( Prof. dr Gojko Joksimović )