Små marginaler kan ge stora elavbrott

Små marginaler kan ge stora elavbrott

Även den mest robusta teknik drabbas av fel, det gäller även elnäten. Eftersom tillgång till el är livsviktigt finns stora säkerhetsmarginaler inbyggda i systemen som ska hindra stora elavbrott eller en systemkollaps. Men marginalerna minskar.

Ett aktuellt exempel på misslyckande finns på andra sidan jordklotet. Den 28 september i år inträffade en systemkollaps och ett stort elavbrott i South Australia. Fler än 1,5 miljoner australiensare blev utan ström i upp till ett dygn, och många samhällsviktiga funktioner slogs ut.

Händelseförloppet startade med att en extrem storm skadade tre kraftledningar som slutade fungera. Störningen gjorde att nio vindkraftparker automatiskt stängdes ner. Det skapade elbrist i delstaten och en större kraftledning till angränsande delstaten Victoria blev överbelastad och systemet kollapsade. Allt inom loppet av 88 sekunder.

Vindkraftens roll i kollapsen har debatterats hårt, inte minst eftersom den utgör mer än en tredjedel av elproduktionen i delstaten, och betydligt mer när det blåser hårt. Det var det extrema vädret som orsakade kollapsen, inte vindkraften i sig, påpekar vissa debattörer. Stamnätsoperatören AEMO:s utredning om kollapsens orsaker är inte klar, men en delredovisning har publicerats. Där pekas vindkraften ut som en avgörande faktor på grund av att de aktuella vindkraftverken automatiskt kopplades ner, vilket inte borde ha skett enligt AEMO.

I Danmark, där vindkraften har ungefär lika stor andel av elproduktionen som i South Australia, menar branschorganisationen Dansk Energi att det som hände i Australien kan hända i Danmark. Jyllandsposten rapporterar:
”Om de är storm, en transformator går sönder, och ett kraftverk är ur drift , så kan vi också få en blackout hos oss, säger Lars Aagaard på Dansk Energi.

Men Bjarne Brendstrup som är avdelningschef för systemanalys vid stamnätsoperatören Energinet.dk menar att riskerna inte ökat och säger till Jyllandsposten:
”Vi kan aldrig försäkra oss till 100 procent när det gäller försörjningstryggheten, och kan därför heller inte helt bortse från risken för  en blackout. Men jag menar, att risken för blackout är lika liten som tidigare, och jag kan därför inte hålla med om  Dansk Energis kritik.”

Svenska kraftnäts chef för marknads- och systemutveckling Ulla Sandborgh kommenterar strömavbrottet i Australien:
– Vi bedömer händelsen som ytterst allvarlig. På samma sätt som spänningskollapsen i Södra Sverige den 23 september 2003 var det flera sammanfallande fel som orsakade störningen. Det ligger i vår roll som systemoperatör att ansvara för elsystemet. Det innebär att vi ständigt utvecklar det för att möta nya utmaningar som fler förbindelser och mer väderberoende produktion. Vi använder till exempel redan idag väderprognoser som ett enormt viktigt verktyg i vår planering. Vi kommer att ta del av analysen från Södra Australien för att förstå mer vad som hände och dra lärdomar från det, säger Ulla Sandborgh till Second Opinion.

Ansvaret för att något liknande inte händer i Sverige ligger i första hand på Svenska kraftnät som helt klart får jobba på ett nytt sätt i takt med att energisystemet förändras med mer väderberoende elproduktion. Ulla Sandborgh:
– Historiskt har en storstörning inträffat med en periodicitet på cirka 20 år och varje år inträffar ett stort antal fel i näten Av dessa fel är det ett antal som är större än vad kraftsystemet är dimensionerat för att klara, men har ändå inte lett till någon större störning eller avbrott i elleveranserna. En anledning till detta är att det vid dessa tillfällen funnits stora marginaler för fel. Dessa marginaler har skapats genom att det funnits ett överskott i tillgången på systemtjänster.

Med systemtjänster avser Svenska kraftnät i första hand svängmassa, frekvenshållning och spänningsreglering. Om någon av dem skulle fallera så kan elnätet kollapsa.

– I Norden är den stora utmaningen minskad svängmassa i systemet framöver, menar Ulla Sandborgh.

Svängmassan skapar genom de roterande turbinerna tröghet i systemet som gör att tillfälliga störningar kan hanteras och frekvensen upprätthållas.

Ett verktyg som de tyska stamnätsoperatörerna har kommit att använda allt mer i väntan på utbyggda nät är ”nätstabiliserande nödåtgärder”, vilket exempelvis kan innebära att en elproducent tillfälligt kopplas bort från systemet och får ekonomisk kompensation för detta.

Har Svenska kraftnät analyserat vid vilka scenarier som det kan bli aktuellt med den här typen av åtgärder i Sverige?
– Svenska kraftnät har gjort omfattande studier på detta, och mycket av det har vi redovisat i fjolårets rapport ”Anpassning av elsystemet med en stor mängd förnybar elproduktion” till regeringen. Där konstaterar vi bland annat att eftersom marginalerna till kritiska lägstanivåer för saker som svängmassa och effekt minskar, så ökar risken för oönskade konsekvenser, säger Ulla Sandborgh.

I rapporten konstateras att Svenska kraftnät kan komma tvingas att ta till dyra och omfattande regleråtgärder i driftskedet – kanske som i Tyskland – eller ofrivillig bortkoppling av elkunder. De stora marginaler som funnits för vissa systemtjänster kommer att reduceras och med en sådan utveckling minskar marginalerna i systemet och sannolikheten ökar för att större störningar inträffar. Svenska kraftnät skriver:

”För att hantera de utmaningar som kommer att uppstå med att få nätinvesteringarna på plats i tid kan investeringar i nya ledningar och stationer kompletteras med andra åtgärder för att inte bromsa anslutningen av den förnybara produktionen. Det kan t.ex. vara avtal om bortkoppling av produktionsanläggningar vid ansträngda driftsituationer i nätet till dess att nätutbyggnaden kommit i drift. En annan lösning kan vara att justera nättarifferna så att produktion eller förbrukning anpassas bättre efter rådande driftsituation.”

Tyskland och Sverige är dock inte helt jämförbara bland annat eftersom produktion, överföringsnät och användning skiljer sig starkt åt. I Tyskland är spänningshållningen en stor utmaning, berättar Ulla Sandborgh:
– Driften av elsystemet handlar om att hela tiden optimera det efter rådande förutsättningar. Men vid extremsituationer måste vi alltid prioritera att rädda systemet framför att optimera det. Allt vi gör handlar om att skapa förutsättningar för en optimal och säker drift av elsystemet i varje stund.

 

BILD: Ulla Sandborg, Svenska kraftnät

 

1 Kommentar
Mats Olin
Av Mats Olin
VD Second Opinion
Profil Second Opinion drivs på uppdrag av Energiföretagen Sverige. Läs mer

Kommentera

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

*

  1. Göran Ronsten skriver:

    Ett snabbstopp i en reaktor har större påverkan på elnätet än predikterbara stillestånd för vindkraftverk. Elnätet i Sverige förstärks främst av tre orsaker: a) kunna hantera driftstopp i den nya finska reaktorn, b) förbättra handelsmöjligheter och c) underlätta inkoppling av distribuerad, förnybar kraft. Om stamnätet havererar i en storm som t.ex. Gudrun så lärde erfarenheten oss att det måste finnas förberedda möjligheter att skapa elektriska öar. SvK kommer inte att vara inblandade i den lokala elförsörjningen under den tid, läs veckor, som det kan ta att reparera stamnätet.