HEIDI KROHNS SUURHÄIRIÖN SELVITYS. Projektityö

Transkriptio

1 HEIDI KROHNS SUURHÄIRIÖN SELVITYS Projektityö

2 TIIVISTELMÄ TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Sähkötekniikan koulutusohjelma KROHNS, HEIDI: Suurhäiriön selvitys Projektityö, 21 sivua, 1 liitesivu Helmikuu 2008 Pääaine: Sähkömarkkinat Tarkastaja: tutkija Sami Repo Tässä työssä on tarkasteltu UCTE:n (Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity) sähköjärjestelmässä tapahtunutta suurhäiriötä. Häiriö aiheutti UCTE:n verkon jakautumisen kolmeen osaan ja tämän seurauksena Länsi- Euroopassa noin 15 miljoonaa asiakasta jäi ilman sähköjä. Suurhäiriön tarkastelu on tehty pääasiassa UCTE:n julkaiseman tutkintaraportin, Final Report - System Disturbance on 4 November 2006, pohjalta. Tarkastelussa on myös hyödynnetty UCTE:n verkkosivuilta löytyviä tietoja organisaation toiminnasta. Suurhäiriö sai alkunsa, kun laivayhtiö Meyerwerft pyysi siirtojärjestelmä operaattori E.ON Netz:iä (Saksa) kytkemään Conneforde-Diele välisen sähkölinjan irti, jotta heidän laivansa pääsisi kulkemaan jokea pitkin linjan alta. Pyynnön jälkeen operaattori teki tarpeelliset laskelmat, jotta linjan irtikytkeminen ei aiheuttaisi häiriötä muuhun verkkoon (N-1 sääntö). Myöhemmin laivayhtiö kuitenkin pyysi muutoksia aikatauluun, ja tällöin E.ON Netz ei suorittanut kaikkia tarpeellisia varmuuslaskelmia uudestaan. Tämän myötä kun Conneforde-Diele -linja kytkettiin irti, tippui useita suurjännitelinjoja Saksan alueelta. Tämä linjojen tippuminen aiheutti myös UCTE:n verkon jakautumisen kolmeen osaan, joista kahdessa oli liian matala taajuus ja yhdessä liian korkea taajuus. UCTE:n asettama tutkintakomissio totesi suurhäiriön tärkeimmiksi syiksi häiriöön N-1 säännön huonon noudattamisen sekä operaattoreiden välisen yhteistyön vähyyden. N-1 säännössä varmistetaan, ettei yksittäinen häiriö verkossa aiheuta ongelmia muuhun järjestelmään, joten sen täydellinen noudattaminen on tärkeää. Suositus vastaavan välttämiseksi olisi, että UCTE tekee tarkennuksia sääntöön ja sen noudattamiseen, sekä määrää pakolliseksi N-1 kriteerin toteutumisen reaaliaikaisen tarkastelun. Operaattoreiden välisen tiedon kulun parantamiseksi suositellaan yhteistä tietojärjestelmää, josta kaikki operaattorit voisivat seurata koko UCTE:n järjestelmän tilaa reaaliaikaisesti. Tällöin osattaisiin ennakoida mahdollisia häiriöitä ja pystyttäisiin paremmin hoitamaan normaalitilan palauttamistoimet vian sattuessa. Operaattoreiden tulisi myös järjestää yhteisiä harjoituksia, joissa harjoiteltaisiin häiriöitä, jotka ovat aiheutuneet viereisellä alueella olleesta viasta. UCTE:n tulisi myös huolehtia, että operaattorit harjoittelisivat vastaavanlaisia kokoverkkoa koskevia vikoja. Näiden suositusten lisäksi ehdotetaan, että operaattoreiden toimintaohjeita ja kansallisia lakeja ja säädöksiä yhdenmukaistettaisiin niin että häiriön sattuessa, kaikki toimisivat samaan tapaan. Tällöin olisi myös helpompi keskittää normaalitilan palauttamistoimenpiteet. II

3 SISÄLLYS 1. Johdanto UCTE (Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity) UCTE:n toiminta Siirtojärjestelmän operaattorit (TSO) N-1 Sääntö Rajasiirtojen kapasiteetin määrittäminen Tutkintakomitea Suurhäiriön tapahtumat ja syyt Tilanne ennen suurhäiriötä Tärkeimmät syyt häiriön syntymiselle N-1 Sääntö Yhteistyön puute operaattoreiden välillä Muut häiriöön vaikuttaneet tekijät Tuotannon vaikutus Verkon ruuhkan hallitsemistoiminta Suojaus- ja palautussuunnitelma Uudelleen synkronointi Operaattoreiden koulutus Kommunikointi Operaattoreiden välillä Suurhäiriön seuraukset Verkon jakautuminen osiin Suurhäiriöiden välttäminen tulevaisuudessa Tutkintakomitean suositukset Muita ehdotuksia Yhteenveto...20 Lähteet...21 Liite III

4 1. JOHDANTO Tämä työ on tehty Sähkövoimatekniikan projektityökurssille. Työssä käsitellään UCTE:n (Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity) alueella tapahtunutta suurhäiriötä, jossa yli 15 miljoonaa asiakasta Länsi-Euroopassa jäi ilman sähköjä. Työn tarkoituksena on esitellä kyseinen suurhäiriö sekä tarkastella siihen johtaneita syitä, sen seurauksia ja sitä miten vastaava häiriö voitaisiin tulevaisuudessa välttää. Työn on tarkoitus antaa kuvan millaisia ongelmia voi tulla vastaan, kun järjestelmät laajenevat ja muuttuvat yhä kansainvälisemmiksi. Vapaampien sähkömarkkinoiden myötä siirretään yhä suurempia tehoja entistä pitempiä matkoja, ja tästä voi tulevaisuudessa aiheutua yhä enemmän häiriöitä. Myös lisääntynyt hajautettu tuotanto sekä yli 50 vuotta vanha tekniikka verkossa tuovat omat haasteensa sähkönsiirtojärjestelmien ylläpitoon. UCTE valvoo 24 kansallista siirtojärjestelmäoperaattoria ympäri Eurooppaa ja vastaa sähkönsiirron toimimisesta sekä kehittämisestä alueellaan Euroopassa tapahtunut sähkökatkos oli suurin häiriö koko UCTE:n historiassa. Häiriön syiden selvittämiseksi UCTE kokosi tutkintakomission, joka selvitti mistä häiriö johtui ja mitä toiminnassa tulisi muuttaa. Tämä työ perustuu pääasiassa UCTE:n tutkintakomission raportteihin. Työ on rajattu niin, että siinä esitellään UCTE:n ja sen siirtojärjestelmäoperaattoreiden toimintaa lyhyesti, sekä selvitetään häiriöön liittyneen N-1 säännön sisältö. Myös tutkintakomissio ja sen toiminta on esitelty lyhyesti. Suurhäiriön tapahtumia työssä on käyty läpi yhdessä siihen johtaneiden syiden kanssa. Tapahtumaan johtaneiden syiden lisäksi työssä käsitellään tapahtuman kulkuun niin positiivisesti kuin negatiivisesti vaikuttaneita lievempiä tekijöitä. Tämän jälkeen on esitelty suurhäiriön seurauksia lyhyesti. Seurausten rajaamiseen vaikutti seurauksista saatavilla olleen tiedon vähyys. Seurausten jälkeen käsitellään suosituksia toimenpiteistä, joiden avulla voidaan vastaavanlaiselta suurhäiriöltä välttyä jatkossa ja joilla voidaan parantaa toiminnan laatua. Suositukset perustuvat häiriön aiheuttamien tärkeimpien tekijöiden eliminoimiseen. 1

5 2 2. UCTE (UNION FOR THE CO-ORDINATION OF TRANSMISSION OF ELECTRICITY) 2.1. UCTE:n toiminta UCTE eli Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity valvoo siirtojärjestelmäoperaattoreita 24:ssa Euroopan maassa ja sen vuotuinen kulutus on 2500 TWh luokkaa. UCTE:n päätehtävä on varmistaa yhtenäisen sähkönsiirtojärjestelmän toiminta Euroopan alueella. UCTE on toiminut jo yli 50 vuotta ja sen tavoitteena on saada kehitettyä järjestelmää uusien markkinoiden asettamien vaatimusten mukaan, säilyttäen samalla sen luotettavuuden. UCTE tarjoaa sähköä yli 450 miljoonalle ihmiselle. UTCE:n tämänhetkinen toiminta-alue on nähtävissä kuvassa 2.1. (UCTE 2006a) Kuva 2.1. UCTE:n toiminta-alue (UCTE 2006a) Tällä hetkellä UCTE tutkii yhdistymistä Turkin järjestelmän kanssa. Tämän lisäksi tutkittavana on Tunisian ja Libyan verkkojen yhdistäminen. Tärkeimpänä tutkintakohteena tällä hetkellä on UCTE:n ja IPS/UPS:n järjestelmien yhdistäminen, jotta Euroopan yhtenäinen järjestelmä saataisiin laajennettua Itä-Eurooppaan. (UCTE 2008a) 2.2. Siirtojärjestelmän operaattorit (TSO) UCTE ohjaa kansallisia siirtojärjestelmäoperaattoreita (The Transmission System Operator TSO). Operaattoreiden tehtävä on huolehtia sähkönsiirron toiminnasta, 2

6 järjestelmän luotettavuudesta ja vakaudesta, tasoittaa kysynnän ja tarjonnan suhdetta kokoajan sekä ylläpitää ja kehittää infrastruktuuria, kuten sähköverkostoa ja siihen liittyviä teknisiä laitteistoja. UCTE antaa operaattoreille erilaisia ohjesääntöjä, joilla yritetään varmistaa yhteistyötä ja yhteisen järjestelmän hyvää toimivuutta. TSO ei itse ole osallinen sähkömarkkinoihin, mutta sen kuuluu ylläpitää sähkönsiirtopalvelua kaikille markkinoilla toimiville tahoille.(ucte 2008b) Kuva 2.2. Suurhäiriön raportissa esiintyvät TSO:t Saksa: E.ON Netz ja RWE TSO, Hollanti: TenneT ja Sveitsi: ETRANS (E. ON. Netz 2008) Kuvassa 2.2 on esitetty tapahtuneen suurhäiriön keskeisimmässä asemassa olleet operaattorit. E. ON Netz sekä RWE TSO toimivat Saksan alueella ja TenneT toimii Hollannissa. 3

7 2.3. N-1 Sääntö N-1 sääntö on yksi UCTE:n toimintaohjeista operaattoreille. Se on esitetty toiminnan turvaamisosiossa (säännöstö 3) Operation Handbook:ssa, joka on UCTE:n yleinen toimintaohjekirja operaattoreille. N-1 säännön tarkoitus on varmistaa yhteisen järjestelmän toimivuutta aina toimintoja suunnitellessa sekä reaaliaikaisissa tapahtumissa. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että yksittäinen vika ei saa aiheuttaa katkosta koko järjestelmään. N-1 sääntöön kuuluu, että jännitteet ja virrat pysyvät alueella sallituissa rajoissa sekä taajuus pysyy vakiona. (UCTE 2004) Operaattoreiden tulee jatkuvasti valvoa toiminnoissaan N-1 säännössä pysymistä, tekemällä varmuuslaskentoja ja riskianalyysejä. Häiriön sattuessa jokaisen operaattorin tulee palauttaa oma järjestelmänsä mahdollisimman nopeasti N-1 säännön mukaiseksi. Jos järjestelmän palauttaminen viivästyy jollakin alueella, tulee kyseisen alueen operaattorin välittömästi ilmoittaa asiasta muille lähialueiden operaattoreille. Myös jos operaattorilla tulee ongelma täyttää N-1 sääntö, siitä tulee ilmoittaa välittömästi toisille operaattoreille, joita se koskee. (UCTE 2004) Operaattoreilla on kaksi toimintatapaa varmistaa N-1 sääntö. Ensimmäinen on ennustusanalyysit perustuen verkoston tietoihin ja useisiin hypoteeseihin sähkön vaihtamisesta, tuotannon malleista, saapuvasta tehon määrästä sekä järjestelmän topologiasta. Toinen toimintatapa on reaaliaikainen analyysi perustuen verkostotietoon, joka operaattorille on annettu sekä tietoon vierekkäisten järjestelmien osista, joilla on suuri vaikutus kyseisen operaattorin järjestelmään. (UCTE 2004) Näiden lisäksi säännössä pysymistä voidaan valvoa reaaliaikaisesti internetin avulla. Tällöin on käytössä reaaliaikainen tieto koko kyseisen alueen järjestelmästä. Verkossa olevien laitteiden mittauksia ja toimintatilan statusta tutkitaan yksityiskohtaisemmin, jotta saataisiin tehokkaasti valvottua verkkoa. Näin lähempinä vikaa olevat sähköverkon silmukat saadaan erotettua vian vieressä olevista solmupisteistään. Siten muut verkon osat saadaan erotettua mahdollisimman hyvin vikaalueesta. Tämä toiminta antaa operaattoreille mahdollisuuden käyttää algoritmejaan reaaliaikaiseen verkon turvallisuuden tarkistamiseen mallina, joka käsittää ylirajojen menevän toiminnan ja huomioi oikean tilanteen millä tahansa tarkasteluhetkellä. (UCTE 2004) 2.4. Rajasiirtojen kapasiteetin määrittäminen UCTE:n operaattorit noudattavat rajasiirtojensa kapasiteettia määrittäessä ETSO:n (European Transmission System Operators), Euroopan siirtojärjestelmäoperaattoreiden yhdistyksen, ohjeistuksia. ETSO:n mukaan eri operaattoreiden välisten verkkojen 4

8 siirtokapasiteetit saadaan määriteltyä verkon siirtokapasiteetin (Net Transfer Capacity, NTC), saatavilla olevan siirtokapasiteetin (Available Transfer Capacity, ATC), siirron luotettavuusmarginaalin (Transmission Reliability Margin, TRM) sekä tiedetyn siirtotehon (Notified Transmission Flow, NTF) pohjalta. (ETSO 2001a) Siirron luotettavuusmarginaali (TRM) antaa rajasiirron toimivuudelle varmuusmarginaalin. Luotettavuusmarginaalia määrittäessä huomioidaan säädöksistä seuraavat suunnittelemattomat poikkeamat siirrettävän tehon määrässä, rajojen väliset siirrot odottamattoman epätasapainotilanteen aikana sekä tiedon keräämisen ja mittausten epätarkkuudet. (ETSO 2001a) Verkon siirtokapasiteetti (NTC) saadaan määritettyä NCT=TTC-TRM, (1) jossa TRM on luotettavuusmarginaali ja TTC kokonaissiirtokapasiteetti. Kokonaissiirtokapasiteetti tarkoittaa suurinta mahdollista tehoa, jota voidaan siirtää kahden alueen välillä niin, että turvallisuuslaskelmat täyttyvät. Tällöin oletuksena on, että tiedetään tulevaisuuden verkon kunto ja tuotanto verkossa sekä kuormitusmallit. Verkon siirtokapasiteetti saadaan vähentämällä kokonaissiirtokapasiteetista luotettavuusmarginaali. (ETSO 2001a) Saatavilla oleva siirtokapasiteetti (ATC) määritetään ATC=NTC-AAC, (2) jossa NTC on verkon siirtokapasiteetti ja AAC tarkoittaa jo käytössä olevien siirtooikeuksien määrää. Tiedossa oleva siirtoteho (NTF) tarkoittaa tehoa kahden alueen yhdistävien linjojen välillä, joka on määritetty perustilanteessa. Tällöin ei määrittelyssä vielä ole mukana mitään muita alueiden välisiä tehosiirtoja, kuin normaalit aikataulutetut siirrot. (ETSO 2001a) Näiden tietojen avulla operaattorit voivat määrittää alueidensa välisten rajasiirtojen kapasiteetin suuruutta, niin että molemmat saisivat samankaltaisia tuloksia. Siirtokapasiteetteja määrittäessä operaattoreiden tulee myös noudattaa UCTE:n N-1 sääntöä. Kapasiteetteja määrittäessä tulee myös huomioida tarvittaessa muiden läheisten alueiden merkitys rajasiirtoon. (ETSO 2001b) 2.5. Tutkintakomitea Suurhäiriön tapahduttua UCTE kokosi tutkintakomitean selvittämään tapahtumien syitä sekä ehdottamaan keinoja, joilla häiriöltä olisi voitu välttyä. Tutkintakomitean johtoon valittiin UCTE:n toimintakomitean (UCTE Steering Committee) puheenjohtaja Gerard A. Maas. Hänen lisäkseen komiteaan kuului UCTE:n yleissihteeri Marcel Bial (UCTE), tutkintakomitean sihteeri Jakub Fijalkowski (UCTE) sekä häiriössä jakaantuneiden alueiden alaryhmien puheenjohtajat Clotilde Levillain (RTE, France) alueelta 1, Jerzy Dudzik (PSE-Operator, Puola) alueelta 2 ja Yannis Kabouris (HTSO/Desmie, Kreikka) alueelta 3. Alaryhmiin kuuluivat puheenjohtajien lisäksi edustajat kaikista alueilla toimineista Operaattoreista. (UCTE 2007) 5

9 Tutkintakomitean päätehtävät olivat tutkia tapahtumassa mukana olleiden maiden tapahtumia ja syitä häiriöön liittyen. Tämän lisäksi tutkintakomitean tuli arvioida toimivatko operaattorit UCTE:n toimintaohjekirjan (Operation Handbook) sekä 2005 vuonna tehdyn yhteisen sopimuksen mukaan. Heidän tuli myös tutkia noudattivatko operaattorit standardeja ja väliaikaisten toimenpiteiden menetelmiä, joihin he olivat sitoutuneet. Tämän lisäksi tutkintakomitea arvioi nykyisten käytäntöjen ja standardien toimivuutta sekä määritti parannusehdotuksia näihin käytäntöihin ja standardeihin. (UCTE 2007) 6

10 3. SUURHÄIRIÖN TAPAHTUMAT JA SYYT 3.1. Tilanne ennen suurhäiriötä Suurhäiriö tapahtui , joka oli lauantai. Kuten usein viikonloppuisin, kun tehon kulutus on pienempää kuin arkisin, moni siirtoverkon osa oli poissa käytöstä suunniteltujen kunnossapito- ja rakentamistoimenpiteiden takia. Erityisesti E.ON Netz:n Borkenin ala-asemalla oli kaksi kiskostoa jaettu kahteen osaan rakennustöiden vuoksi ja tämän vuoksi tehon siirto idästä länteen kyseisellä alueella oli mahdotonta. (UCTE 2007) Kello 22:09 koko UCTE:n verkon alueella tuotantoa oli noin MW, josta noin MW tuli tuulivoimaloista. Taajuus tähän aikaan oli normaalitasolla noin 50 Hz. (UCTE 2007) E.ON Netz oli saanut Meyerwerftin (laiva/telakkayhtiö) telakalta pyynnön katkaista Conneforde-Diele -linja (kuvassa 3.1) kello 01:00, jotta Norwegian Pearl -laiva voisi kulkea Ems-joelta Pohjanmerelle. Pyynnön myötä E.ON Netz teki laskelmat linjan poiskytkemisen vaikutuksista käyttäen tavallista suunnittelutietoa. Pyyntö hyväksyttiin , koska analyysin perusteella toimenpide ei näyttänyt rikkovan N-1 sääntöä. Samalla E.ON Netz ilmoitti TenneT:lle ja RWE TSO:lle, jotta nämä voivat tehdä omat N-1 analyysinsä. Analyysien tulos oli, että verkko tulee olemaan korkeasti kuormitettu, mutta varma. (UCTE 2007) 7

11 Kuva 3.1. Suurhäiriössä vaikuttaneet linjat ja ala-asemat (UCTE 2008c) TenneT ja E.ON Netz päättivät yhteistoimin vähentää rajat ylittävää siirtoa E.ON Netz:stä TenneT:hen 350 MW marraskuun viidennen päivän kello 00:00 ja 06:00 välillä. Neljäs marraskuuta TenneT päätti RWE TSO:n ja E.ON Netz:n kanssa vähentää siirtoa Saksan ja Hollannin välillä huomioiden tuulivoimaennusteen. RWE TSO:n siirrosta TenneT:n alueelle vähennettiin 159 MW, koska E.ON Netz:ltä ei näyttänyt tulevan tuulivoiman syöttöä suunnitellun Diele-Conneford katkon aikana. (UCTE 2007) 8

12 Marraskuun 3. päivä noin kello 12:00 telakka pyysi E.ON Netz:ltä linjan irtikytkemisen siirtämistä kolme tuntia aikaisemmaksi eli kello 22:00. E.ON Netz myönsi luvan uuden analyysin jälkeen, jonka mukaan N-1 kriteeriä ei rikottu. Myöhäisen ilmoituksen vuoksi vaihto-ohjelmia Saksan ja Hollanin välillä ei ehditty muuttaa samalla tavalla kuin viidennelle päivälle oli tehty. TenneT:n mukaan mitään muutoksia siirtorajoihin muuten kuin häiriötilanteissa ei voida tehdä tapahtumaa edeltävän päivän kello 08:00 jälkeen kauppasääntöihin perustuen. TenneT ja RWE TSO saivat tiedon uudesta irtikytkemisajasta vasta kello 19:00. (UCTE 2007) TenneT ja RWE TSO ilmoittivat hyväksyntänsä linjan Conneforde-Diele irtikytkemiseksi 21:30, koska heidän verkkonsa vaikuttivat turvallisilta vaikka teho Saksan ja Hollannin välillä nousisikin suureksi. 21:38 E. ON Netz avasi ensimmäisen piirin Conneforde-Diele väliltä ja seuraavalla minuutilla he avasivat myös toisen piirin. Tämän jälkeen he saivat useita varoituksia korkeista tehoista Elsen-Twistetal ja Elsen- Bechterdissen linjoilta. 21:41 he saivat myös RWE TSO:lta ilmoituksen, että suojausasetusta 1795 A lähestyttiin Landesbergen-Wehrendorf -linjalla. 22:05 ja 22:07 välillä kuorma kasvoi 100 MW:lla Landesbergen-Wehrendorf -linjalla niin, että 1795 A suojausraja ylittyi. (UCTE 2007) 3.2. Tärkeimmät syyt häiriön syntymiselle Tutkimuskomitea on määritellyt suurhäiriön tärkeimmiksi tekijöiksi N-1 kriteerin toteuttamatta jättämisen sekä operaattoreiden välisen kommunikaation puutteen. Näiden lisäksi komitea löysi useita tärkeitä vaikutustekijöitä, jotka edesauttoivat suurhäiriön kasvamista. (UCTE 2007) N-1 Sääntö N-1 sääntö on UCTE:n perustoimintasääntö. Se on määritetty häiriöiden estämiseksi. Säännön mukaan yksittäisen tuotannon elementin tai siirron puute ei saisi vaarantaa muun verkoston toimintaa. Conneforde-Dielen -linjan (380 kv:n) irrottaminen E.ON Netz:in verkosta ei täyttänyt N-1 säännön vaatimia kriteereitä. Tutkintakomitea määritti tämän N-1 säännön rikkomisen tärkeimmäksi syyksi suurhäiriöön. (UCTE 2007) Conneforde-Diele -linjan irrottamisen jälkeen Landesbergen-Wehrendorf -linja joutui Wehrendorfin ala-asemalla niin lähelle suojausjärjestelmän asetuksia, että jopa pieni tehon poikkeama riittäisi aiheuttamaan linjoja tiputtavan tapahtumasarjan. Todisteena N-1 kriteerin pitämättömyydestä on se, että pieni tehon nousu ja välillä Landesbergen-Wehrendorf -linjalla laukaisi linjojen irtoamissarjan. (UCTE 2007) Tutkintakomitea todensi N-1 säännön rikkomisen simulaatiolla. Jos Bechterdissen-Elsen -linjalla tai Elsen-Twistel -linjalla olisi sattunut odottamaton katkos heti Conneforde-Diele -linjan irrottamisen jälkeen, tehonkulku Landersbergen- Wehrendorf -linjalla olisi ylittänyt hälytyskynnyksen sekä E.ON Netz:in verkon 9

13 puolella että RWE TSO:n puolella. Tällöin sähkökatko kummalla linjalla tahansa olisi aiheuttanut Landersbergen-Wehrendorf -linjan välittömän irtoamisen. (UCTE 2007) UCTE:n toiminnan ohjauskirjassa määritetään säännöstössä 3, että jokaisen Operaattorin tulisi huolehtia N-1 säännön toteutumisesta sekä omalla toimintaalueellaan että erikseen määritetyillä vierekkäisillä järjestelmillä mihin aikaan tahansa. Säännön toteutumista tutkitaan tehonkulutuksen arvioinnin, tuotannon mallin ja järjestelmän mallin pohjalta ennustavilla analyyseillä sekä reaaliaikaisella tiedolla järjestelmän tilasta. Jos kolmatta säännöstöä olisi noudatettu , olisi N-1 kriteerin rikkomiselta vältytty. Tämä ilmenee esimerkiksi siinä, että marraskuun 3. päivänä E.ON Netz antoi luvan aikaistaa Conneforde-Diele -linjan irroittamista eikä varsinaista tapahtuma analyysiä arveltu tarpeelliseksi. Tämän lisäksi TenneT:lle ei tiedotettu uudesta ajoituksesta vielä 3. päivä vaan vasta 4. päivänä kello 19:00. Näin heidän turvallisuusanalyysinsä jäivät tekemättä. E.ON Netz:in tapahtumatiedot muille UCTE:n operaattoreille marraskuun 3. päivänä kello 18:00 ei sisältänyt Conneforde- Diele -linjan irrottamista. Näiden tapahtumatietojen avulla operaattorin pitäisi pystyä tekemään edeltävän päivän turvallisuusanalyysit huomioiden muitakin alueita kuin heidän omansa. Juuri ennen Conneforde-Diele -linjan avaamista turvallisuusanalyysiä N-1 kriteerin toteutumisesta ei koettu tarpeelliseksi, vaan ainoastaan kokemuksiin pohjautuen ajateltiin, ettei N-1 sääntö tule rikkoutumaan. Myöskään linjan avaamisen jälkeen E.ON Netz ei suorittanut turvallisuuslaskelmia. Toisin kuin suurin osa operaattoreista, E.ON Netz ei tee tapahtuma-arviointeja säännöllisesti. E.ON Netz:llä ei ole integroitu automaattista tapahtuma-analysointia sen SCADA-järjestelmiin. RWE TSO:n tekemissä analyyseissa näkyi, ettei Landesbergen-Wehrendorfin tippuminen aiheuttausi tippumisketjureaktiota verkossa, heidän alueellaan eikä naapuriyhteyksissä. Tämä analyysi ei kuitenkaan ottanut huomioon mahdollisia tapahtumia E.ON Netz:n verkossa. (UCTE 2007) Tulee myös huomioida, että Borken ala-asema (380 kv) toimi poikkeuksellisesti kahden kiskoston tilassa ja näin tehoa ei ollut mahdollista siirtää tällä alueella idästä länteen. Tämä toimi hyvin epäedullisena tekijänä häiriön tapahtumisen kannalta. (UCTE 2007) E.ON Netz:n 380 kv:n verkossa oli heidän ja RWE TSO:n välisen Landesvergen-Wehrendorf -linjan lisäksi voimakkaasti kuormittuneena itälänsisuunnassa Mecklar (E.ON Netz)-Dipperz (E.ON Netz)-Grosskrotzenburg (E.ON Netz)-Dettingen (RWE TSO)-Urberach (RWE TSO) sekä Redwitz (E.ON Netz)- Remptendorf (VE-T) -linjat. Katkoksen sattuessa kummassa tahansa piirissä, olisi toisessa piirissä hälytyskynnys ylitetty. Toimintasäädökset E.ON Netz:n valvontakeskuksessa antavat sähköntoimittajille luvan ylittää hälytyskynnyksen tehorajat pieniksi ajoiksi, jotta tilanteen palauttamiseksi ehditään tehdä toimenpiteitä. (UCTE 2007) Vaikka turvallisuustilanne oli tiukka, ei välittömiä parannustoimenpiteitä tehon vähentämiseksi Landesbergen-Wehrendorf -linjalla tehty. Kello 22:02 ja 22:10 välillä teho linjalla nousi 130MW, joka selittyy pääasiassa lyhytaikaisella tehon vaihdon 10

14 muutoksella Saksan ja Hollannin välillä (70MW noususta). Tämän lisäksi simulaation mukaan 30 MW aiheutui joidenkin yksiköitten tuotannon noususta E.ON Netzin verkossa. Näistä yksiköistä kolme vaikutti sijaintinsa vuoksi suoraan Landesbergen- Wehrendorf -linjaan. Näin vähäinen tuulivoiman tuotannon nousu Saksassa samaan aikaan ei ollut tarpeeksi merkittävä selittääkseen myöhempää tehon nousua tällä linjalla. (UCTE 2007) Kello 22:10 E.ON Netz:n operaattorit päättivät yhdistää kaksi kiskoa yhteen linjaan vähentääkseen tehon määrää Landesbergen-Wehrendorf -linjalla liitteen 1 mukaisesti. Tämä kuitenkin aiheutti päin vastaisen reaktion ja Wehrendorfin ala-aseman suojaukset irrottivat linjan. Tämän seurauksena alkoi ketjureaktiona irrota linjoja E.ON Netz:in verkossa. Koska verkko oli jo valmiiksi turvattomassa tilassa, tämä ei ollut itsessään syy suurhäiriölle. Tämä päätös tehtiin kokemuksiin pohjaten ilman erillistä simulointia. Tutkintakomitean simuloinnista ilmenee, että toimenpide nostaa Landesbergen-Wehrendorf -linjan tehoja noin 50MW. (UCTE 2007) Kuva 3.2. Alueet häiriön aikana (UCTE 2007) Useiden korkeajännite linjojen tippuminen aiheutti 22:10 UCTE:n järjestelmän jakautumisen kolmeen osaan kuvan 3.2 mukaisesti. Läntisellä alueella, eli alue 1, tuotantoa oli MW. Idästä tuleva MW teho ei ollut käytössä, joten taajuus läntisellä alueella laski. Alueella kaksi eli koillisessa tuotantoa oli yli MW liikaa ja tästä aiheutui taajuuden nouseminen. Alueella kolme eli kaakossa tuotantoa oli MW ja kuormaa MW, joten taajuus alueella laski. (UCTE 2007) Yhteistyön puute operaattoreiden välillä Yhteistyöt eri Operaattoreiden välillä on tärkeät turvallisuuden takaamiseksi. Yhteistyö muodostuu pitkäaikaisesta suunnittelusta sekä reaaliaikaisesta toiminnasta. E.ON Netz:n yhteistyö naapuri Operaattoreiden kanssa ei ollut riittävää Conneforde-Diele -linjan aikataulun muutosten yhteydessä. Tutkimuskomitea kokee tämän yhteystyön puutteen toiseksi pääsyyksi suurhäiriöön (UCTE 2007) 11

15 Conneforde-Diele -linjan aukaisemiseen kello 01:00 ja 05:00 välillä oli varauduttu hyvin kaikissa operaattoreissa, joita tämä koski. E.ON Netz:n ilmoitus irrottamisajanmuutoksesta tuli todella myöhään muille operaattoreille, eikä ollut tarpeeksi hyvin valmisteltu ja toiminnallista suunnitelmaa tarkistettu turvallisuustoimenpiteiden varmistamiseksi alueella. E.ON Netz ei tehnyt riittäviä tukitoimia naapuri Operaattoreiden kanssa pitääkseen tarvittavan turvamarginaalin Landesbergen-Wehrendorf -linjalla Conneforde-Diele -linjan irrottamisen jälkeen. (UCTE 2007) E.ON Netz ei huomioinut RWE TSO:n ilmoittamaa suojauksien asetusarvoa 1795 A, joka Wehrendorfin ala-asemalla aiheuttaa suojausten käynnistymisen. Todella suuren siirron vuoksi kyseisellä -linjalla, tämä oli hyvin kriittinen tekijä. (UCTE 2007) Häiriötilannetta ei osattu odottaa vaikka sekä RWE TSO, TenneT ja E.ON Netz odottivatkin suuria tehonsiirtoja Conneforde-Diele -linjan sulkemisen jälkeen. Vaikka RWE TSO antoi varoituksen tiukasta varmuusmarginaalista Wehrendorfin ala-asemalla 21:41, varsinaista hätätilannetta ei tunnistettu ja näin E.ON Netz ei tehnyt välittömiä parantavia toimenpiteitä turvamarginaalin palauttamiseksi. E.ON Netz:n ja muiden asiaan liittyvien operaattoreiden välillä ei tehty ollenkaan yhteistyötä tai konsultointia juuri ennen kiskojen yhdistämistä Landesbergen ala-asemalla. (UCTE 2007) 3.3. Muut häiriöön vaikuttaneet tekijät Tutkintakomissio löysi kahden tärkeimmän suurhäiriön aiheuttaneen syyn lisäksi myös muita tekijöitä, jotka vaikuttivat suurhäiriön tapahtumiseen sekä suurensivat jo tapahtunutta häiriötä. Näihin tekijöihin kuuluivat tuotannon vaikutus häiriöön, toimenpiteet, joilla operaattorit olisivat voineet hallita verkon ruuhkaa, suojaus- ja palautussuunnitelmat, uudelleen synkronointi, operaattorien koulutus sekä kommunikointi Operaattoreiden välillä. (UCTE 2007) Tuotannon vaikutus Tuotannon vaikutus oli paikoin ratkaisevaa tapahtuman eri vaiheissa etenkin läntisellä ja koillisella alueella. Osalla operaattoreista ei ole saatavilla riittävää tietoa verkossa kiinni olevista tuotantoyksiköistä, kuten tuotanto-ohjelmia ja reaaliaikaista tietoa. Täsmällisen tehon sijainnin ja määrän tiedon puuttuminen operaattorilla aiheuttaa riittämätöntä verkon seurantaa ja järjestelmän turvallisuuden valvontaa. (UCTE 2007) Jakeluverkkoon kytketyn tuotantoyksikön irrottaminen on yleensä vähemmän säädeltyä määräyksissä kuin siirtoverkkoon kytketyn tuotannon, joten niitä voidaan irrottaa pienemmillä taajuuspoikkeamilla. Kun kynnystaajuus ylitetään, tuotantoyksikkö tippuu automaattisesti verkosta. Näin kävi myös läntisellä alueella alitaajuuden syntyessä sekä koillisella alueella ylitaajuuden takia. Läntisellä alueella tämä pahensi tilannetta heti UCTE:n verkon jakautuessa, kun koillisella alueella tilanne palautti tehotasapainon. (UCTE 2007) 12

16 Taajuuden palauttamiseksi verkon jakautumisen jälkeen tuotantoa lisättiin läntisellä alueella ja vähennettiin koillisella alueella. Tuulivoimalapuistot kytkeytyivät automaattisesti takaisin verkkoon jo muutaman minuutin kuluttua, ilman operaattoreiden kontrollointia. Tällä odottamattomalla takaisinkytkennällä oli pahentava vaikutus tilanteeseen, koska operaattorit eivät pystyneet hallitsemaan sitä. Läntisellä alueella oli jo lisätty tuotantoa, kun sitä yllättäen tulikin enemmän kuin oli suunniteltu. Koillisella alueella taas oli juuri saatu vähennettyä tuotantoa, joten lisääntynyt tuotanto kumosi aiempien toimenpiteiden vaikutuksen. Osa koillisalueen operaattoreista ei pystynyt vähentämään jakelu- ja siirtoverkon tuotannon muodostamaa tehon syöttöä tarpeeksi nopeasti palauttaakseen taajuuden. (UCTE 2007) Yleensä jakeluverkoissa kiinni olevalla tuotannolla ei ole ollut suurta vaikutusta koko sähkövoimajärjestelmään, verrattuna siirtoverkossa kiinni olevaan tuotantoon. Nykyään kuitenkin hajautetuntuotannon lisäännyttyä, etenkin tuulivoimaloiden, tilanne on muuttunut. Johtuen tuulivoiman sään riippuvasta tuotannosta ja suuresta osuudesta tuotantoa, tuulivoimaloilla on paikoin hyvinkin suuri vaikutus sähkövoimajärjestelmiin tuulivoimatuotannon hallitsemattomuudella oli suuri vaikutus häiriöön etenkin osalla Saksan alueesta. Tämä alue oli onneksi kuitenkin kiinni Tshekissä sekä Puolassa, joissa voitiin tehoa laskea, vähentämällä lämpövoimaloiden tuotantoa. (UCTE 2007) Verkon ruuhkan hallitsemistoiminta Poistaakseen rajoitukset ja palauttaakseen turvallisen toiminnan huomioiden N-1 sääntö, operaattoreille on määritetty monia toimia sekä kansallisissa säädöksissä että sisäisissä toimintatavoissa esimerkiksi verkkoon liittyvät toimenpiteet, markkinoihin liittyvät toimenpiteet sekä johdon erikoistoimenpiteet hätätilanteessa. Sopivat toimenpiteet tulee olla hyvin etukäteen valmisteltuja ja perusteltuja, sekä niiden tulee huomioida varmuusmarginaalissa pysyminen, monia tilanteen tekijöitä ja aika, joka operaattorilta vaaditaan toimenpiteen toteuttamiseen. Erikoistoimenpiteet otetaan käyttöön vain, jos tarvitsee tehokkaasti korjata ongelma tilanteessa, jossa tilanteen laatu ja toteutukseen tarvittava aika, on huomioitu. (UCTE 2007) Jos N-1 säännön rikkominen tai turvallisuusongelma huomataan, Saksan operaattoreiden kuuluu tutkia ensin kustannuksia aiheuttamattomia toimia ja sen jälkeen toimia, joilla on taloudellisia vaikutuksia. Suunnitteluvaiheessa toimenpiteitä on monia, mutta reaaliaikaisesti niitä on paljon vähemmän. Näitä ovat rajat ylittävän kapasiteetin vähentäminen ja tuotannon uudelleen siirtäminen sekä vastavaihdot. (UCTE 2007) TenneT:n, RWE TSO:n ja E.ON Netz:n rajojen välisen siirron aikataulut säädetään aina kyseisen päivän aamu 8:00 mennessä. Näitä sovittuja aikatauluja muutetaan myöhemmin ainoastaan hätätilanteissa. Tutkinnassa paljastui, että E.ON Netz:n suurin osa hätätilanteiden tasoittamiseen tarkoitetusta tuotannosta sisältyy sopimukseen vain yhden kauppiaan kanssa. Tässä sopimuksessa tuotannon määrän muuttaminen kuitenkin vie vähintään 15 minuuttia, joka on liian pitkä aika äkillisissä 13

17 tehon muutoksissa. E.ON Netz voi pyytää jotain muuta voimalaa vasta sitten, jos mitkään muut toimenpiteet eivät ole toimineet. (UCTE 2007) Suojaus- ja palautussuunnitelma UCTE:n toimintaohjekirjassa (Operation Handbook) sanotaan, että jokaisen operaattorin vastuulla on kehittää yksityiskohtaisten askelien suunnitelma kuorman vähentämiseksi. Estääkseen koko järjestelmän kaatumisen kuorman vähentämistoimet pitää aloittaa automaattisesti. Edistyksellisen tason saamiseksi kuorman vähentäminen aloitetaan automaattisesti taajuuden ollessa 49 Hz, irrottamalla 10-20% kulutuksesta asteittain. Aikaisemmin luodut pumppuvoimalayksiköt voidaan käynnistää kun taajuus alittaa 49 Hz. (UCTE 2007) Tapahtuman aikaan läntisen alueen kaikkien operaattoreiden suojaussuunnitelmat toimivat odotetusti. UCTE:n järjestelmän jakaantumisen jälkeen kuorman vähentäminen pysäytti taajuuden tippumisen läntisellä alueella ja sai järjestelmän tasapainoon. Kuormituksen vähentämisessä oli kuitenkin suuria eroja Operaattoreiden välillä, joka saattoi aiheutua eri maiden eroista säännöksissä kuorman vähentämisen kynnysrajoista sekä asteista. Tämän lisäksi suojaussuunnitelmat on määritetty hallitsemaan tehon epätasapainoa ja niihin liittyvä taajuuden alenema riippuu kyseisen maan kulutuksesta. Operaattoreita ei vaadita yhdistämään suojaussuunnitelmiaan. Myös taajuutta mittaavissa kuorman laskemisen käynnistävissä laitteissa on teknologiasta johtuvia tarkkuuseroja. Kuorman pudotusreleet on yleensä sijoitettu siirtoverkkoon ja kunnollisen toteutuksen ja laitteen toiminnan hallinta eroavat maittain. Edeltävät tekijät sekä joidenkin laitteiden toimintahäiriö selittävät erot kuorman vähentämisessä eri Operaattoreiden välillä. Erot eivät itsessään välttämättä ole haitaksi UCTE:n järjestelmän turvallisuudelle. (UCTE 2007) Myös palauttamissäädökset eroavat eri maissa. Jotkin jakelujärjestelmäoperaattoreista (DSO) kytkivät takaisin kuormaa ilman yhteistyötä heidän siirtojärjestelmäoperaattoreidensa kanssa. Tällöin jäi yhdistetyn verkon kokonaistila huomioimatta, jossa taajuus oli vielä merkittävästi alle 50 Hz. Nämä toimenpiteet lisäsivät epätasapainoa ja pidensivät korjaustoimintaa. Ne myös saattoivat vaarantaa järjestelmän turvallisuuden. Osa näistä toimenpiteistä kuitenkin tehtiin paikallisten säädösten mukaan, jotka sallivat kuorman takaisin kytkemisen heti kun tilanne on parempi kuin ensimmäinen kuorman vähentämiskynnys ja jännitteet pysyvät annettujen rajojen sisällä. Tällöin ei tarvitse huomioida koko yhdistetyn järjestelmän tilaa. (UCTE 2007) Uudelleen synkronointi Verkon taajuus saatiin palautettua ennalleen 40 minuutissa, ja tällöin koko yhdistetty UTCE:n järjestelmä oli palannut normaaliin toimintaan alle kahdessa tunnissa. Häiriön 14

18 suuruuden takia tämä oli huomattava saavutus. Koko taajuuden palauttamistoiminta tehtiin hajautetusti, jokainen operaattori omalla alueellaan, ja jopa välillä ilman tietoa koko yhdistetyn järjestelmän tilasta. Vaikkakin hajautettu synkronointi aiheutti riskin, se oli ainoa keino suoriutua tilanteen palauttamisesta nopeasti. Tutkimusten mukaan yhteistyö tässä tilanteessa olisi voinut merkittävästi pidentää uudelleen tahdistamista ja näin olisi voinut aiheuttaa lisää jakaantumista koillisella alueella. (UCTE 2007) Operaattoreiden koulutus Tutkintakomission mukaan kaksi harjoittelukohdetta liittyy suoraan suurhäiriöön. Näitä ovat suojautumis- ja palautustoiminta. Ulkopuolisen tekijän aiheuttaman tapahtuman vaikutusta verkkoon operaattorit eivät yleensä harjoittele. Yhteisiä simulointiharjoituksia ei yleensä tehdä viereisten Operaattoreiden kanssa, mutta kokemuksia vaihdetaan ja keskustellaan toimintatavoista heidän kanssaan. (UCTE 2007) Kommunikointi Operaattoreiden välillä Kommunikointi operaattoreiden välillä oli odotetunlaista, ottaen huomioon nykyisen yhteistyötavan, yksittäisten operaattoreiden vastuut, ja reaaliaikaisen tiedon saatavuuden yksittäisiltä ohjauskeskuksilta. Yleensä häiriön ensimmäisten 15 minuutin aikana operaattorien tulee keskittyä tunnistamaan oman verkkonsa tilannetta ja hoitaa ensimmäisiä vastatoimenpiteitä häiriön leviämisen estämiseksi. Toisten operaattoreiden kanssa ei kommunikoida ennen kuin itsellä on tarpeeksi tietoa tapahtuvasta. Toisaalta jotkut hätätoimenpiteet vaatisivat yleistä tiedotusta järjestelmän sen hetkisestä tilasta. (UCTE 2007) tiedot tilanteesta UCTE:n jakautumisen jälkeen eivät olleet saatavilla heti kaikille operaattoreille. Läntisen ja itäisen osan eroaminen oli tiedossa vain muutamalla läntisen alueen operaattoreista, joita asia koski, noin minuutin sisällä tapahtuneesta. Useimmat saivat jakautumisesta tiedon vasta 5. päivä. (UCTE 2007) Läntisen alueen operaattorit odottivat että vakava häiriö tapahtuisi, kun taajuus putosi huomattavasti ja automaattiset kuorman pudotukset ilmestyivät kello 22:10. Tiedon puutteen takia ei saatu tehtyä tarkkaa vian määritystä, vaikka operaattorit soittivat useita puheluita löytääkseen vian lähteen ja tietääkseen naapurimaiden järjestelmän tilan. ETRANS:in suositus muutamille operaattoreille vaihtaa kuormataajuuden ohjaustapaa annettiin ilman selkeää kuvaa tarkasta tilanteesta koko UCTE:n järjestelmässä. (UCTE 2007) 15

19 4. SUURHÄIRIÖN SEURAUKSET tapahtunut suurhäiriö oli vakavin koko UCTE:n historiassa, jos huomioidaan häiriöön liittyneiden operaattoreiden määrä sekä taajuuden poikkeamat. Tehon epätasapaino aiheutti vakavan taajuuden putoamisen, josta seurasi merkittävä yli 15 miljoonan talouden sähkökatkos Euroopassa. (UCTE 2006b) 4.1. Verkon jakautuminen osiin Ensimmäinen suurempi seuraus häiriön alettua oli koko UCTE:n verkon jakautuminen kolmeen osaan. Tämä oli seuraus Saksassa tapahtuneesta useiden korkeajännitelinjojen tippumisesta. Kuten kuvasta 3.2 ilmenee ykkösalueeseen eli länsiosaan kuuluivat Saksan länsipuoli, Hollanti, Belgia, Ranska, Espanja, Portugali, Sveitsi, Italia ja osat Itävallasta ja Sloveniasta. Kakkosalueeseen eli koillisosaan kuuluivat Saksan itäpuoli, Puola, Tshekki, Slovakia, Unkari ja osa Itävallasta. Kolmosalueeseen eli kaakkoisosaan kuuluivat Kaakkois-Euroopan maat. Kuva 4.1. Taajuudet jakautuneilla alueilla häiriön alun jälkeen. (UCTE 2007) Kuten kuvassa 4.1 näkyy, koillisessa taajuus nousi häiriön vaikutuksesta. Lännessä ja kaakossa taajuus taas päätyi laskemaan. (UCTE 2006a) 16

20 5. SUURHÄIRIÖIDEN VÄLTTÄMINEN TULEVAISUUDESSA 5.1. Tutkintakomitean suositukset Vaikka operaattorit pystyivät suurhäiriön aikaan palauttamaan tilanteen suhteellisen nopeassa ajassa UCTE:n standardeissa ja sopimuksissa nähtiin parantamisen varaa. Erityisesti pyydetään Euroopan osakkaita yhtenäistämään lait ja säädökset koko Euroopasta. Näin saataisiin varmistettua paremmin yhteisen järjestelmän toiminta. (UCTE 2007) Koko suurhäiriö olisi todennäköisesti saatu estettyä, jos N-1 sääntöä olisi kokonaisuudessaan noudatettu. Näin onkin tärkeä että kaikki operaattorit noudattaisivat annettuja sääntöjä. UCTE:n säännöistä ei löytynyt perusteellisia virheitä, mutta selvennyksiä ja parannuksia sääntöihin suositellaan. (UCTE 2007) N-1 sääntöä ei noudatettu kunnolla tapahtuneen suurhäiriön yhteydessä. Tällaisen välttämiseksi jatkossa tutkintakomitean ensimmäinen suositus on, että UCTE:n toimintaohjekirjassa (Operation Handbook) säännöstössä kolme olevaa N- 1 kriteeriä kehitetään uudelleen niin, että tarkennetaan mitkä tilanteet vaativat myös läheisten verkkojen tilan huomioimisen operaattorin varmuusanalyyseissä. Tämän lisäksi määrätään tehtäväksi simulointeja mahdollisista operaattoreiden oman alueen ulkopuolella tapahtuvista häiriötilanteista. Myös N-1 kriteerin säännöllinen reaaliaikainen tutkiminen ja sen liittäminen hälytysjärjestelmään tulisi olla määrätty ohjekirjassa pakolliseksi. Näiden lisäksi pitäisi korjaustoimiin olla valmistauduttu etukäteen ja ne toimien tehokkuutta pitäisi säännöllisesti tarkkailla numeerisilla simuloinneilla. (UCTE 2007) Eri maissa on eri säännöksiä operaattoreiden toimintaan hätätilanteessa. Tämän lisäksi myös eri operaattoreilla on erilaisia toimintatapoja. Valvomattomat yksittäiset toimenpiteet olisivat voineet hidastaa suurhäiriöstä palautumista entisestään. Komitean toinen suositus on, että toimintaohjekirjaan säännöstöön hätätilanteista, säännöstö viisi, pitäisi lisätä osio, jossa on operaation pääperiaatteet sekä operaattoreiden vastuualueet erikseen koko UCTE:tä koskevissa sekä alueellisissa häiriöissä. Operaattoreiden tulisi miettiä uusiksi heidän hätätilasuunnitelmansa sekä kuorman pudottamisen toimintatavat ja luokitukset, tilanteissa, joissa on suuri määrä tuotantoa poissa käytöstä aiheuttaen suuria muutoksia taajuudessa. Siirtojärjestelmäoperaattoreiden tulisi johtaa normaalitilaan palauttamistoimintaa, mukaan lukien myös jakeluoperaattoreiden 17

21 toiminta. Häiriössä mukana olevien tahojen vastuut ja tehtävät tulisi olla jaettu kansallisesti. (UCTE 2007) Yhteistyössä operaattoreiden välillä häiriön aikana nähtiin puutteita, jotka olisivat voineet aiheuttaa suurempiakin ongelmia. Kolmantena suosituksena tutkintakomitea antaa sen, että UCTE:n tulee kehittää standardit operaattoreille, niiden alueellisen turvallisuuden hoitamiseen sekä paikallisesti että alueen ulkopuolisten operaattoreiden yhteistoiminnan avulla. Yhteistyön tulisi sisältää niin reaaliaikaiset toimintasuunnitelmat, yhteiset harjoitukset, lisäykset vaihdettavaan tietoon, turvallisuusanalyysien tulosten ilmoittamisen sekä ennustukset korjaavista toimenpiteistä. (UCTE 2007) suurhäiriön aikaan oli ongelmana se, etteivät monet operaattorit tienneet koko muun yhdistetynverkon tilasta ja ettei heillä ollut tarpeeksi reaaliaikaista tietoa tilanteesta. Tämän takia tutkintakomitean neljäs suositus on, että UCTE tekee yleisen tiedotusjärjestelmän, jonka kautta operaattorit voivat tutkia reaaliaikaisesti järjestelmän tilaa koko UCTE:n alueella, voidakseen nopeasti reagoida mahdollisiin vikatilanteisiin. (UCTE 2007) Suurhäiriön aikana kaikki operaattorit eivät olleet perillä heidän verkossaan olevasta tuotannon määrästä. Tämä vaikeutti järjestelmän palauttamista normaaliin tilaan. Näin tutkintakomission viides suositus on, että lakeja ja säädöksiä muokattaisiin niin että siirtojärjestelmäoperaattorit hallitsisivat verkossa olevaa tuotantoa, eli voisivat vähentää tai lisätä tuotantoa tarvittaessa tai muuttaa tuotantoaikataulua. Taajuuden ja jännitteen vaihtelun aikaisen toiminnan vaatimukset jakeluverkkoon liitetyllä tuotannolla tulisi olla samat kuin siirtoverkkoon liitetyllä tuotannolla. Tämän tulisi koskea myös tuotantoyksiköitä, jotka jo ovat kytketty siirto- tai jakeluverkkoon. Siirtoverkkoon kytkettyjen tuotantoyksiköiden operaattorit pitäisi velvoittaa tiedottamaan siirtojärjestelmäoperaattoreille tuotantoaikatauluistaan sekä päivän aikana tapahtuvista muutoksista ennen näiden toteuttamista. (UCTE 2007) 5.2. Muita ehdotuksia UCTE:n järjestelmä alkaa paikoin olla jo yli 50 vuotta vanha ja verkosto on tehty ennen vapautuneita sähkömarkkinoita. Järjestelmä alkaa toimia kokoajan äärirajoillaan. Tehot joita verkossa siirretään alkavat olla suuria ja siirtojen välimatkat yhä pidempiä. (UCTE 2007). Tämä voi myös altistaa verkkoa suurhäiriölle. UCTE:n tulisi harkita nykyistä järjestelmää laajentaessaan myös mahdollisia uusimistoimenpiteitä vanhoille verkon osille. Kyseessä on helposti kallis operaatio, koska uusittavaa järjestelmää olisi paljon, mutta lisää laajennuksia tehdessä verkko joutuu yhä useammin äärirajoilleen. Monet suurhäiriön aiheuttaneista syistä liittyivät UCTE:n organisatoriseen toimintaan. Koska UCTE hallinnoi 24 pienempää operaattoria, jotka toimivat ympäri Eurooppaa, tulisi organisaation toiminta ja vastuualueet olla selvempiä. Paras tapa selvittää aiheutuneita suuria ongelmia on yleensä puuttua itse 18

22 pääorganisaation hallintatoimiin. UCTE:n tulisi huomioida miten tarkkoja säädöksiä he antavat ja miten niitten noudattamista valvotaan. Jos sääntöjen noudattamista valvotaan vasta tapahtuneiden suurhäiriöiden jälkeen, niistä todennäköisemmin laistetaan. Myös sääntöjen selkeys on tärkeää, jotta kaikkialla ymmärretään varmasti miten tulee toimia. UCTE:n olisi hyvä myös yrittää vaikuttaa paikallisiin lakeihin ja operaattoreiden toimintatapoihin. Pääorganisaationa heidän olisi helpompi hallita operaattoreiden toimintaa, jos pelisäännöt kaikilla olisivat samat. 19

23 6. YHTEENVETO tapahtunut suurhäiriö aiheutui pääasiassa sääntöjen huonosta noudattamisesta. N-1 sääntöä, joka on UCTE:n perussääntöjä, ei noudatettu tarpeeksi hyvin, ja osa laskelmista jätettiin tekemättä. Laskelmia tehdessä ei myöskään huomioitu naapurialueiden vaikutusta N-1 säännön pitävyyteen. Pelkästään N-1 säännön noudattamisella olisi voitu estää koko suurhäiriö. Jotta tulevaisuudessa N-1 sääntöä tulisi noudatettua hyvin, suositellaan UCTE:ta tekemään tarkennuksia näihin ohjesäännöksiin. Tähän auttaisi pakolliseksi määrätty N-1 kriteerin toteutumisen tarkastelu. Toinen ratkaiseva tekijä häiriön aiheuttajana on yhteistyön puute siirtojärjestelmäoperaattoreiden välillä. Operaattoreiden yhteistyö ennen häiriötä tapahtuneissa muutoksissa oli heikkoa ja asioista ei tiedotettu kunnolla etukäteen. Myös itse häiriön aikana monilla operaattoreilla oli ongelmana se, etteivät he tienneet muun verkon tilannetta. Yhteisiä harjoituksia, joissa operaattorit harjoittelisivat naapuriverkon aiheuttamia häiriötilanteita omassa verkossa, ei ole järjestetty tarpeeksi. Tiedon kulun parantamiseksi on ehdotettu tiedotusjärjestelmää, jolla jokainen operaattori saisi tiedon koko muun järjestelmän tilasta. Näin operaattorit voisivat myös paremmin ennakoida muiden alueiden aiheuttamia häiriöitä. Myös suositellaan yhteisiä harjoituksia ja simulointeja operaattoreille, että jatkossa osattaisiin paremmin toimia vastaavanlaisessa häiriötilanteessa. Tutkintakomissio suositteli muutenkin operaattoreita rajoittavien lakien ja säädösten yhdenmukaistamista, jotta olisi selkeää mitä häiriötilanteessa tehdään ja kuka on vastuussa mistäkin. Tapahtuman seurauksena oli UCTE:n sähkönsiirtojärjestelmän jakautuminen kolmeen saarekkeeseen ja sähköjen puuttuminen yli 15 miljoonalta asiakkaalta. Seurauksista olisi hyvä tietää enemmänkin esimerkiksi millaisia taloudellisia tappioita häiriöstä aiheutui UCTE:lle ja operaattoreille tai suurimmille asiakkaille. Näitä tietoja oli kuitenkin vaikea löytää kyseisen työn puitteissa. Häiriöstä kärsineitä oli runsain määrin ja niistä oli vaikeampi löytää tarkempaa tietoa ja monet asiakkaista esimerkiksi haluavat varmasti pitää aiheutuneita tappioita liikesalaisuutena. 20

24 LÄHTEET E.ON Nezt Energy map. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: ETSO. 2001a. Definitions of Transfer Capacities in liberalised Electricity Markets. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: ETSO. 2001b. Procedures for cross-border transmission capacity assessments. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: UCTE. 2008a. UCTE keeps the lights on! [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: UCTE. 2008b. Why a TSO? [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: UCTE. 2008c. UCTE Map. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: UCTE Final Report - System Disturbance on 4 November [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: UCTE. 2006a. Press release: First facts about the system disturbance on 4 November. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: UCTE. 2006b. Press release: UCTE releases detailed Interim Report on the disturbances of 4 November sequence of events, root causes and critical factors identified. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: UCTE Operational Handbook - Policy 3. [WWW]. [Viitattu ]. Saatavissa: 21

25 LIITE 1 Kiskostojen yhdistäminen Landerbergin ala-asemalla. Kiskostot ennen yhdistämistä. (UCTE 2007) Kiskot yhdistämisen jälkeen. (UCTE 2007) 22