Til hovedinnhold
Hva kan vi lære av høstens store nettsammenbrudd i Europa og USA
Relaterte tema

Publisert 2. juni 2005

Høsten 2003 inntraff det uvanlig mange og store systemsammenbrudd i elkraftsystemer rundt om i verden. Det startet i det østlige USA og Canada 14. august hvor 51 mill. innbyggere mistet forsyningen i inntil 3 døgn. Avbrutt effekt var ca 61000 MW. Kraftforsyningen i Sør-Sverige og Øst-Danmark kollapset 23. september med 6600 MW avbrutt effekt. Avbruddet berørte 4,2 mill. innbyggere, derav 2,2 mill. innbyggere i Danmark hvor det tok inntil 10 timer å få gjenopprettet forsyningen.

Mellom disse to hendelsene skjedde det også to uvanlig store avbrudd i elforsyningen til hhv Helsingfors (23. august) og deler av London (18. august). Den (hittil) siste av de store systemsammenbruddene skjedde 28. september da så å si hele kraftsystemet i Italia kollapset med ca 28000 MW og 57 mill. innbyggere. Det tok 10 timer før Roma fikk tilbake forsyningen og ytterligere 10 timer før normal drift var gjenopprettet.

Uten å gå i detalj på hver enkelt hendelse skal vi her se litt på fellestrekk ved hendelsene, og hva man evt kan lære av disse når det gjelder muligheter for å unngå eller redusere risikoen for slike hendelser i framtiden.

Først må det understrekes at dette dreier seg om (statistisk sett) svært sjeldne hendelser (selv om de inntreffer med korte mellomrom). Systemet kan ikke og bør ikke dimensjoneres for hendelser som har ekstremt lav sannsynlighet for å inntreffe. Kraftsystemene drives normalt på en slik måte at det skal tåle utfall av enhver enkeltkomponent, det såkalte N-1 kriteriet. Spesielt når det gjelder hendelsen i Sverige var det en konsekvens av flere uavhengige feil, som oppsto med meget korte mellomrom og som systemet ikke var dimensjonert for å tåle.

Det synes likevel helt klart når man leser rapportene som etter hvert har kommet omkring alle disse hendelsene, at det er fellestrekk både når det gjelder selve årsakene, og hva man bør fokusere på for å bli bedre til å håndtere og unngå lignende situasjoner. Her vil vi fokusere på noen av disse forholdene, og så vil vi i senere artikler fokusere på hvilke forskningstema SINTEF Energiforskning jobber med innenfor disse områdene.

Informasjonssystemer og kommunikasjon
Sammenbruddene i USA/Canada og Italia startet med utfall av enkeltlinjer eller generatorer som isolert sett ikke skulle være kritisk. Nye og til dels uavhengige utfall ga imidlertid en kaskaderende effekt som til slutt førte til de utstrakte sammenbruddene. Det kan hevdes at dette kunne vært unngått dersom operatørene hadde hatt bedre oversikt over situasjonen i startfasen og innsikt i problemstillingen, slik at de raskt kunne ha foretatt korrektive tiltak. I rapportene etter disse hendelsene legges en stor del av skylden for dette på at kommunikasjonen og informasjonsutvekslingen mellom ulike netteiere og systemansvarlige var mangelfull. Selve organiseringen av TSOer, netteiere og andre systemansvarlige selskaper vil være et viktig tema framover. Dette berører også kommunikasjonsrutiner og ansvarsforhold mellom aktørene.

Bedre informasjonssystemer og verktøy som gir hurtig og presis informasjon omkring driftstilstanden i nettet, og som gir mulighet for hurtige kontrolltiltak er et annet viktige tema i denne sammenheng.

Opplæring av driftssentralpersonell
Når det skjer en feil i kraftsystemet som utvikler seg til et mer alvorlig sammenbrudd, er det gjerne et fellestrekk at operatørene har for lite tid til å opprettholde sikker drift. Dette setter fokus på opplæringen av driftspersonell, og det å utarbeide gode planer for og trening i håndtering av store driftsforstyrrelser.

Vedlikehold og skogrydding
Spesielt i USA, men også i Sveits/Italia skyldes flere av de innledende linjeutfallene at det var mangelfull skogrydding i kraftgatene. Dette har satt fokus på vedlikehold generelt og skogrydding spesielt. Dette er et tema som heller ikke er en ukjent problemstilling her hjemme.

Revisjonskoordinering
Et annet fellestrekk ved flere av hendelsene, var at de skjedde i perioder med betydelig revisjonsarbeid eller i forbindelse med vedlikeholdsarbeid. Dette understreker viktigheten av å ha gode rutiner med hensyn til revisjonskoordinering. Det gjelder også å ha gode rutiner og nøyaktighet i vedlikeholds- og monteringsarbeid. Hendelsen i London understreker dette, da systemet ville berget hvis ikke et relevern var feil montert

Tilstrekkelig produksjon og nettkapasitet
Etter systemsammenbrudd av denne typen vil det alltid være diskusjon omkring hvorvidt man har tilstrekkelig produksjon og nettkapasitet til å gi sikker forsyning. En enkel konklusjon i en slik diskusjon er at jo mer selvforsynt man er av elektrisk kraft i sitt nærområde, desto mindre vil konsekvensene bli på grunn av feil og avbrudd i overføringsnettet. Dette gjør at et system med større grad av distribuert produksjon (som vi har i Norge) er mindre utsatt for de helt store nettsammenbruddene.

Hva så med overføringskapasiteten i systemet? Bør man ikke bygge nye linjer for å møte utviklingen med større markedsområder og høyere kraftoverføring over store avstander og mellom land? Bedre overføringskapasitet er viktig for kunne bedre forsyningssikkerheten, dvs. sikre oss tilgang på energi til lavest mulig kostnad i kritiske perioder. Dette vil også bidra til å øke driftssikkerheten over tid, men det er ikke sikkert at store investeringer i nettforsterkninger nødvendigvis hindrer de store nettsammenbruddene. Kraftmarkedet vil i utgangspunktet søke å utnytte den over-føringskapasitet som er tilgjengelig. Dersom for eksempel etterspørselen er stor i Sør-Sverige og det er overskudd av vann på Vestlandet, vil ønsket kraftoverføring fra Norge til Sverige i perioder helt sikkert kunne fylle kapasiteten som en ny overføringslinje ville representere.

Det er altså driftssikkerhetskriteriene og håndtering av disse sammen med de tekniske systemvern- og kontrolløsningene som er avgjørende. Det spiller mindre rolle hva som er den faktiske overføringen eller overføringskapasiteten så lenge man driver systemet med de samme marginene. Kollapsen i Italia er et eksempel på at stor overføringskapasitet kan gi meget alvorlig konsekvenser når uhellet først er ute. For på redusere konsekvensene av feil i nettet, er det avgjørende at man har intelligente informasjonssystemer som gir presis informasjon om tilstanden i systemet, og at man har mulighet for hurtige kontrolltiltak for å gjenopprette sikker drift. Kontrolltiltak i denne sammenheng inkluderer både korrektive tiltak iverksatt av operatør og automatiske kontrollsystemer.

Pågående forskningsprosjekt
Erfaringer og lærdom etter høstens hendelser har satt fokus på flere problem-
stillinger som er tema for pågående forskningsprosjekter ved SINTEF Energiforskning. Fleksible driftssikkerhetskriterier, intelligente kontroll- og informasjonssystem er noen eksempler og vi vil skrive mer om dette i Xergi.


Fotomontasje: Roger Bjerkan


Kontakt: