Regulacija frekvencije
Regulacija frekvencije
Okosnicu sustava napajanja električnom energijom predstavlja prijenosna infrastruktura, kojom upravlja operator prijenosnog sustava (OPS) – u Hrvatskoj je to HOPS no svaka zemlja ima vlastitog OPS-a. OPS pruža usluge uravnoteženja, tj. danonoćno, svake sekunde, osigurava ravnotežu između elektroenergetske potrošnje i proizvodnje u prijenosnom sustavu kako bi se izbjegao raspad sustava.
Održavanje frekvencije prijenosnog sustava na 50 Hz ključno je za stabilnost mreže – to se odnosi na kontinentalnu Europu. Odstupanja od idealne frekvencije svakodnevna su pojava. Potrošnja električne energije tek je djelomično predvidljiva; nitko nam ne govori kada da uključimo pećnicu ili električni bojler. Osim toga, zahvaljujući sve češćoj integraciji sunčanih elektrana i vjetroelektrana u energetski miks, naše procjene elektroenergetske proizvodnje sve su manje pouzdane, za razliku od centraliziranih izvora proizvodnje kao što su termoelektrane na ugljen.
Dakle, izazov s kojim je HOPS suočen nije neprestano održavanje frekvencije na točno 50 Hz (takvo što je nemoguće), već minimizirati odstupanja frekvencije od ciljane vrijednosti. Ako je odstupanje veće od +/- 0,01 Hz, HOPS će započeti s aktivnom nadoknadom korištenjem usluga uravnoteženja energije ugovorenih na tržištima uravnoteženja (detaljno pojašnjeno ovdje).
Način na koji neki OPS odgovara na odstupanje frekvencije od zadanih 50 Hz više-manje ovisi o nacionalnom OPS-u, no zahvaljujući Europskoj mreži operatora prijenosnog sustava za električnu energiju (ENTSO-E) na raspolaganju su im digitalne platforme (primjerice, MARI, PICASSO ili TERRE) zbog kojih je aktivacija usluga uravnoteženja u prosjeku jeftinija. To, međutim, znači da parametri i značajke tih usluga moraju biti identični u svim zemljama.
ENTSO-E, Europska mreža operatora prijenosnog sustava za električnu energiju, udruženje je za suradnju operatora prijenosnih sustava (OPS-ova). Članstvo u udruženju ima ukupno 39 OPS-ova iz 35 zemalja. Misija udruženja jest osigurati siguran i koordiniran rad europskog elektroenergetskog sustava, najveće svjetske međusobno povezane elektroenergetske mreže.
U praksi možemo zamisliti sljedeću pojednostavljenu verziju uravnoteženja u Hrvatskoj (i drugim europskim zemljama):
- HOPS odlučuje da postoji potreba za nadoknadom odstupanja od zadane vrijednosti od 50 Hz, koje je rezultat veće potražnje za električnom energijom od njezine ponude (i obratno).
- HOPS odlazi na prekogranično tržište električne energije i kupuje tzv. kapacitet za uravnoteženje sustava od drugih tržišnih sudionika. To su često goleme elektrane (u slučaju Hrvatske, tu ulogu uglavnom imaju termoelektrane na ugljen) no tržište se sve više okreće i manjim izvorima energije (kogeneracijska postrojenja, bioplinske elektrane, pričuvni generatori i sl.), za koje smo se specijalizirali svi mi u tvrtki Nano Energies.
- Budući da je HOPS dio paneuropske mreže, koristi se standardiziranim alatima za regulaciju frekvencije ili različitim vrstama pomoćnih usluga, i to sljedećim redom:
- Prva usluga jest primarna regulacijska rezerva ili FCR rezerva snage (Frequency Containment Reserve). To je prvi alat koji HOPS koristi i odgovara na odstupanje frekvencije unutar 30 sekundi. FCR rezerva snage potpuno je automatizirana usluga, tj. jamstvo brze korekcije odstupanja frekvencije koja ne zahtijeva ljudsku intervenciju.
- Drugi alat jest aFRR rezerva snage (rezerva za ponovnu uspostavu frekvencije s automatskom aktivacijom). Ta sekundarna regulacijska rezerva u Hrvatskoj se mora aktivirati unutar 7,5 minuta i također je automatizirana.
- Tercijarna regulacijska rezerva koju koristi HOPS jest mFRR rezerva snage (rezerva za ponovnu uspostavu frekvencije s ručnom aktivacijom). Zaposlenik HOPS-a mora unutar 12,5 minuta ručno aktivirati sustave koji omogućuju mFRR rezervu snage.
Te tri regulacijske faze redom se izmjenjuju i nadograđuju jedna na drugu. Gotovo svaki puta nakon što je aktivirana FCR rezerva snage, moramo dodati aFRR rezervu snage, a u složenijim situacijama u prijenosnoj mreži dodajemo i treći alat, mFRR rezervu snage.
Povoljan rezultat međusobnog povezivanja europskih tržišta jest veća učinkovitost, a time i niži troškovi pomoćnih usluga za OPS-ove. Niže cijene prenose se zatim i na krajnje korisnike. S druge strane, ako dođe do značajnije obustave napajanja na drugoj strani Europe, a vremenske prilike nepovoljne su na većem dijelu kontinenta, to će nepovoljno utjecati na cijene usluga uravnoteženja za HOPS, čak i ako spomenute neprilike ne utječu izravno na Hrvatsku.