Awaria napięciowa, która wystąpiła w dniu 26.06.2006 i objęła swym zasięgiem znaczny obszar kraju wynikała z deficytu mocy biernej w północnej i centralnej części KSE. Na jej powstanie podstawowy wpływ miały awaryjne odstawienia zlokalizowanych w tym rejonie źródeł mocy biernej oraz utrzymujące się wysokie  temperatury powodujące maksymalne wykorzystanie przez odbiorców urządzeń chłodzących (wentylatory, klimatyzatory), które pobierają znaczne ilości mocy biernej. Zdarzenie, aczkolwiek wystąpiło w  ekstremalnych warunkach pogodowych i przy równoczesnym awaryjnym wyłączeniu kilku kluczowych źródeł mocy biernej, powinno być traktowane jako bardzo poważny sygnał ostrzegawczy.Należy przy tym wyraźnie zaznaczyć, że zagrożenie tego typu awarią nie wynika z braku mocy czynnej lub braku linii przesyłowych w KSE. Jego istotą jest brak właściwej gospodarki mocą bierną w całym systemie elektroenergetycznym i dotyczy wszystkich podmiotów których urządzenia do tego systemu są przyłączone. Szukanie rozwiązań dla opanowania lokalnych deficytów mocy biernej wyłącznie na poziomie sieci przesyłowej jest niewłaściwe. Grozi to ponoszeniem bezsensownie wysokich kosztów i nie gwarantuje skuteczności. Produkcja mocy biernej powinna odbywać się możliwie jak najbliżej miejsca jej zużycia. Zgodnie z tą zasadą sieć przesyłowa i przyłączone do niej elektrownie mogą być źródłem mocy biernej, ale wyłącznie dla pokrycia poboru mocy biernej przez urządzenia sieciowe (linie energetyczne NN i WN, transformatory sieciowe). Pobór mocy biernej przez urządzenia sieciowe niższych napięć oraz przez odbiorców końcowych powinien być w podstawowej części pokrywany ze źródeł lokalnych (baterie kondensatorów). W tym celu należy dokonać weryfikacji aktualnych przepisów oraz taryf z punktu widzenia zapewnienia właściwej gospodarki mocą bierną w skali całego kraju. Każdy podmiot, którego urządzenia tworzą wspólną sieć lub są do niej przyłączone powinien mieć jasno określone zasady wprowadzania i pobierania mocy biernej.  
Podstawowe znaczenie dla bezpieczeństwa pracy KSE ma zarządzanie siecią zamkniętą obejmującą sieć 400, 220 kV oraz równolegle z nią pracującą sieć 110 kV przez OSP. Aktualnie zarządzana jest ona w trzypoziomowym układzie hierarchicznym przez trzy typy samodzielnych podmiotów: PSE-Operator (jako operatora systemu przesyłowego), Spółki Terenowe PSE SA (świadczące usługi operatorskie na rzecz PSE-Operator) i Spółki Dystrybucyjne (jako operatorzy systemów dystrybucyjnych). Stan ten wykazuje istotne wady zwłaszcza w zakresie szybkiego dostępu do istotnych danych o pracy systemu, możliwości oceny zagrożeń i szybkości realizacji niezbędnych działań operacyjnych. PSE-Operator widzi pilną potrzebę zmian w sposobie zarządzania siecią zamkniętą. Współczesne środki techniczne pozwalają na istotne uproszczenie struktury oraz scentralizowanie najbardziej istotnych z punktu widzenia bezpieczeństwa pracy KSE funkcji. Nasza idea stworzenia wspólnie ze Spółkami Dystrybucyjnymi kilku obszarowych centrów prowadzenia ruchu sieciowego zapewniających efektywną koordynację pracy sieci 400/220 kV i sieci 110 kV nie spotkała się jak dotychczas ze zrozumieniem naszych partnerów.
Z punktu widzenia awarii napięciowej w dniu 26.06. istotne było, że opierając się na danych planistycznych pozyskanych od Spółek Dystrybucyjnych poprzez ODM (spółki terenowe) w ramach obecnych procedur, operator systemu przesyłowego nie mógł we właściwym czasie rozpoznać skali zagrożenia.
Poniżej przedstawiono podstawowe informacje dotyczące awarii napięciowej w dniu 26.06. oraz  opis podjętych przez PSE-Operator działań, które pozwolą na minimalizację zagrożeń.

Przebieg  awarii napięciowej

W dniu 26 czerwca br. ok. godz. 12.00 KSE znalazł się w stanie zagrożenia. Praktycznie wszystkie elektrownie zlokalizowane w centralnej i północnej części kraju pracowały z pełnym obciążeniem mocą bierną tracąc możliwości dalszego utrzymywania zadanych wartości napięcia w punktach ich przyłączenia do sieci przesyłowej.
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania KSE na moc czynną i bierną następowało stopniowe obniżanie się napięcia w północnej i centralnej części kraju obejmując także rozdzielnie, do których były przyłączone bloki elektrowni: Ostrołęka, Żarnowiec, Pątnów Konin, Adamów, Kozienice, Dolna Odra osiągając poziomy dopuszczalne jedynie w stanach zakłóceniowych.
O godz. 13.08 nastąpiło samoczynne wyłączenie obu pracujących bloków w elektrowni Ostrołęka, następnie jednego z pracujących bloków w elektrowni. Kozienice (o godz.13.09) i połączenia stałoprądowego ze Szwecją, którym realizowane były dostawy do systemu polskiego (o godz. 13.13). W wyniku powyższych wyłączeń nastąpiło załamanie napięcia w rozdzielniach sieci przesyłowej w centralnej i północnej części kraju oraz utrata możliwości utrzymania zadanych wartości napięcia w punktach przyłączenia do sieci przesyłowej pozostałych elektrowni. Krajowy deficyt mocy biernej był pokrywany przez systemy zagraniczne. W związku z załamaniem napięcia w sieci przesyłowej poważnemu obniżeniu uległo napięcie u znacznej liczby odbiorców zasilanych z sieci rozdzielczej. 

Przywracanie stanu pracy normalnej KSE

W związku ze znacznymi ubytkami mocy czynnej dokonano awaryjnego zakupu energii od operatorów zagranicznych (maksymalny import wynosił ok. 1600 MW).
Podjęto decyzję o wprowadzeniu awaryjnych ograniczeń odbiorców w rejonie elektrowni Ostrołęka dla uzyskania napięcia umożliwiającego ponowną synchronizację bloków w tej elektrowni. Ograniczenia zostały wprowadzone o godz.13.50 w wysokości ok. 100 MW zgodnie z procedurą operatora systemu przesyłowego. Były one wycofywane sukcesywnie na podstawie bieżącej oceny sytuacji po synchronizacji bloków w elektrowni Ostrołęka (całkowite wycofanie ograniczeń nastąpiło o godz.16.04).  W trybie awaryjnym wydano polecenia dotyczące uruchomienia źródeł wytwórczych, które w stanie normalnym pracy KSE nie podlegają centralnemu dysponowaniu przez OSP. Dotyczyły one elektrowni, które mogły wpłynąć na poprawę lokalnych bilansów mocy biernej, m.in. elektrowni pompowo szczytowej Żydowo oraz jednostek wytwórczych w elektrociepłowniach warszawskich (Siekierki, Żerań).

Po godz. 16.00 KSE powrócił do stanu pracy normalnej.

Przyczyny powstania stanu zagrożenia w  KSE

W zakresie pracy sieci przesyłowej miały miejsce istotne wymuszone odstępstwa od wymagań określonych na poziomie planowania dobowego, a wynikających z obowiązujących kryteriów niezawodności pracy sieci  w zakresie minimalnej liczby pracujących bloków w kluczowych z punktu widzenia przebiegu awarii elektrowniach:

• w elektrowni Ostrołęka zamiast wymaganej liczby 3 bloków pracowały 2 (postój awaryjny bloku nr 1),
• w elektrowni Pątnów zamiast wymaganej liczby 5 bloków pracowały 4 (postój awaryjny bloku nr 3),

Wyżej wymienione wymagania uwzględniały prace remontowe realizowane na zbiorniku elektrowni pompowo- szczytowej Żarnowiec.  
Znaczne ubytki awaryjne mocy jakie miały miejsce przed wystąpieniem stanu zagrożenia (ok. 750 MW) oraz błąd prognozy zapotrzebowania (ok.600 MW) spowodowały maksymalne obciążenie pracujących jednostek wytwórczych i utratę znacznego zakresu rezerwy regulacyjnej, w tym rezerwy mocy biernej. Ubytki te nie mogły być zastąpione w wymaganym czasie z uwagi na długi czas uruchamiania nowych jednostek wytwórczych (ponad 6 godzin).
W zakresie pracy sieci rozdzielczej stwierdzono ekstremalne pobory mocy biernej w miejscach jej przyłączenia do sieci przesyłowej (prawdopodobnie spowodowane utrzymującymi się wysokimi temperaturami i maksymalnym wykorzystywaniem urządzeń klimatyzacyjnych). Znacznie przekroczone były wartości współczynnika określającego stosunek poboru mocy biernej do poboru mocy czynnej (tzw. tgφ), który zgodnie z obowiązującym „Rozporządzeniem przyłączeniowym” powinien być  utrzymywany poniżej wartości 0,4. Jeszcze większe różnice wystąpiły w stosunku do wartości tgφ uzyskanych w modelu obliczeniowym tworzonym przez OSP na podstawie danych dotyczących poboru mocy czynnej i biernej a przekazywanych przez Spółki Dystrybucyjne przed rozpoczęciem sezonu letniego. 
W okresie wystąpienia stanu zagrożenia wartości współczynnika tgφ wyznaczone na podstawie rzeczywistych pomiarów wynosiły od 0,47 do 0,74.
Występowanie tak wysokich wartości współczynnika tgφ spowodowało utratę możliwości pokrycia zapotrzebowania na moc bierną przez najbliższe elektrownie i konieczność jej transportu z dalszych źródeł. Konsekwencją takiego zjawiska jest zawsze znaczny spadek napięcia w sieci przesyłowej. W okresie stanu zagrożenia spadki napięcia pomiędzy miejscami przyłączenia elektrowni a rozdzielniami zasilającymi sieć rozdzielczą dochodziły do kilkudziesięciu kV.

Podjęte działania bieżące

Dla minimalizacji zagrożenia ponownej awarii napięciowej podjęto następujące bieżące działania:

• przeprowadzono wstępną analizę przebiegu awarii i przygotowano materiały szkoleniowe dla dyspozytorów, 
• polecono okresowe blokowanie układów automatycznej regulacji napięcia transformatorów (ARST) w stacjach zlokalizowanych na terenie ODM Warszawa
  i ODM Bydgoszcz (jest to działanie zalecane w przypadku zagrożenia wystąpienia zjawiska załamania napięcia),
• zweryfikowano plan wyłączeń remontowych (Wytwórcy i Spółki Dystrybucyjne nie zgodziły się w większości na zmiany harmonogramu wyłączeń remontowych),
• rozszerzono zakres monitorowania rezerw mocy biernej jednostek wytwórczych,
• podjęto prace dla weryfikacji modeli obliczeniowych na okres letni (niezbędny jest udział Spółek Dystrybucyjnych w zakresie przekazania wiarygodnych danych),
• zaangażowano ekspertów dla jednoznacznego wyjaśnienia przyczyn samoczynnego wyłączenia bloków w elektrowni Ostrołęka ( w tym ewentualnego wpływu między obszarowych oscylacji wywołanych zdarzeniami w odległych częściach systemów połączonych UCTE).

Powołana została komisja dla wyjaśnienia przyczyn i przebiegu awarii napięciowej oraz oceny prowadzonych w związku z nią działań operacyjnych.

Działania planowane w najbliższym czasie

Obserwowane w ostatnim czasie zjawisko pogarszania warunków napięciowych było podstawą zlecenia przez PSE-Operator prac studialnych mających na celu określenie przyszłych zagrożeń w zakresie stabilności napięciowej w KSE. Ich efektem miało być podjecie optymalnych decyzji inwestycyjnych. W związku z długim cyklem budowy nowych linii przesyłowych i brakiem lokalizacji nowych źródeł wytwórczych w północnej części KSE mogło okazać się niezbędne zastosowanie, bardzo rzadko stosowanego w europejskich sieciach przesyłowych, rozwiązania w postaci statycznych źródeł mocy biernej przyłączonych bezpośrednio do rozdzielni sieci przesyłowej. W związku z nową sytuacją, przyjmując jako podstawowe kryterium czas realizacji PSE-Operator planuje przyspieszenie instalowania źródeł mocy biernej w sieci przesyłowej opierając się na bieżącym rozeznaniu dotyczącym doboru ich wielkości i lokalizacji.
Operator systemu przesyłowego jest w trakcie realizacji zdania inwestycyjnego obejmującego znaczna rozbudowę dyspozytorskich systemów komputerowych wykorzystywanych w Krajowej Dyspozycji Mocy i w 5 Obszarowych Dyspozycjach Mocy. Stworzone zostaną techniczne możliwości dla pełnej, bieżącej obserwowalności całej sieci 400/220/110 kV, uzyskiwania wiarygodnych modeli obliczeniowych i skutecznego monitorowania zagrożeń w pracy całego KSE (w tej sprawie niezbędna jest współpraca Spółek Dystrybucyjnych w zakresie bezpośredniego dostępu OSP do danych pomiarowych z ich rozdzielni). PSE-Operator traktuje to zadanie jako podstawowy warunek poprawy bezpieczeństwa pracy KSE.
Niezależnie od planowanych działań inwestycyjnych PSE-Operator przewiduje umieszczenie w nowych umowach przesyłowych ze Spółkami Dystrybucyjnymi bardziej precyzyjnych zapisów dotyczących monitorowania i egzekwowania wymaganej wartości tgφ.

Ostateczna analiza ze wskazaniem ośrodków odpowiedzialności zakończy się 10 lipca 2006 r. i zostanie przekazana zainteresowanym.

Stefania Kasprzyk
Prezes Zarządu

Warszawa, dn. 30 czerwca 2006 r.