Printre diversele discuții și opinii publicate, punctele de vedere exprimate de experți pe teme legate de sistemele de energie electrică pe Powerglobe prezintă un interes deosebit. Powerglobe este o platformă cu 2100 de membri înregistrați din întreaga lume, operată de universitățile din Idaho, Michigan și Berlin sub supravegherea Comitetului pentru Educație în Inginerie Energetică IEEE (PEEC).
Conform datelor publicate până în prezent și fără a aduce atingere anunțurilor oficiale ale operatorilor de sistem relevanți din Spania (Red Eléctrica) și Portugalia (REN) și analizelor Rețelei Europene a Operatorilor de Transport și Sistem ENTSO-E, au fost înregistrate următoarele evenimente (date de la Luis Badesa, profesor asociat la Universitatea Politehnică din Madrid (UPM):
La ora 12:20, în sistemul european au apărut oscilații de joasă frecvență. Încă nu se știe ce a cauzat aceste oscilații inițiale. Oscilațiile au dus la o pierdere a generării de energie aproape simultan, la 12:33:16 și 12:33:18 în partea de sud-vest a Sistemului Peninsulei Iberice. Amploarea pierderii de putere în aceste două momente consecutive nu este cunoscută. Aceste perturbații au dus la deconectarea automată a liniei Spania/Franța aproximativ 3,5 secunde mai târziu, izolând sistemul spaniol de cel european (încărcarea în insulare) și cu pierderea a 15 GW de producție, ceea ce a dus la o pană de curent.
Cert este că o astfel de perturbare nu este legată de problema supraproducției de surse regenerabile de energie cu care se confruntă sistemul grec în perioadele de sarcină redusă (de exemplu, Paștele) și care duce la reduceri forțate ale producției de energie regenerabilă, deoarece Sistemul Iberic s-a prăbușit din cauza pierderii unei producții semnificative de energie și nu din cauza problemelor de suprafrecvență. Pierderea simultană a 2 unități de generare a energiei electrice este clasificată drept eveniment N-2 și este considerată un eveniment extrem de rar, dacă luăm în considerare faptul că unitățile funcționează independent. Majoritatea operatorilor de sisteme energetice mențin o piață de rezervă pentru pierderea unei unități (N-1). Faptul că am avut două evenimente consecutive de pierdere de putere într-o perioadă de 1,5 secunde indică faptul că aceste evenimente nu au fost independente, adică cauzele care le-au provocat nu au fost fără legătură, fără a se înțelege încă ce le-a cauzat.
Unii dintre experți au susținut că cauza principală a întreruperii curentului a fost lipsa unei inerții mecanice suficiente și că acest lucru nu s-ar fi întâmplat dacă ar fi existat mai multe unități termice în funcțiune. Este un fapt că sistemele fotovoltaice nu au mașini (mase) rotative, iar parcurile eoliene sunt conectate în principal prin convertoare electronice care deconectează masele mecanice rotative de la rețeaua electrică. Deși tehnologiile moderne de conversie a energiei permit asigurarea unei inerții virtuale, funcționarea surselor de energie regenerabilă (RES) în prezent reduce inerția fizică furnizată sistemului de motoarele termice și îl face mai sensibil la dezechilibrele de generare și de sarcină, care se exprimă în variații de frecvență.
Conform datelor de la Red Eléctrica, compoziția mixului energetic al Spaniei în ziua penei de curent includea 59% fotovoltaică, 12% eoliană, 11% nucleară și 5% unități cu ciclu combinat de gaze naturale. Trebuie menționat că această zi nu a fost un caz excepțional de penetrare ridicată a surselor de energie regenerabilă; Cu o săptămână înainte de pana de curent din 21 aprilie, Spania funcționa cu 22 GW de panouri fotovoltaice, față de 17,7 GW, și 2 GW de panouri nucleare, față de 3,4 GW în ziua penei de curent.
Este evident că există și alte fenomene, pe lângă penetrarea ridicată a surselor regenerabile de energie (RES), care au dus la întreruperea curentului. De asemenea, trebuie menționat că niciun sistem nu poate face față unei pierderi de producție corespunzătoare de 15 GW într-o situație insulară, indiferent dacă producția provine din unități regenerabile sau termice.
O întrebare cheie este ce a dus la deconectarea liniei de interconectare Spania-Franța. O posibilă explicație este pierderea sincronizării dintre cele două sisteme interconectate din cauza diferențelor dintre unghiurile de tensiune din cele două sisteme. O explicație mai puțin probabilă este activarea protecțiilor în sudul Franței din cauza depășirii limitei maxime de putere transmisă în timpul perioadei tranzitorii.
Trebuie menționat aici că Peninsula Iberică, care este interconectată prin câteva linii cu sistemul european, s-a confruntat cu o situație similară de insulare în iulie 2021, datorită activării protecțiilor de subtensiune care au respins sarcinile și au reușit să mențină echilibrul în sistem. Evident, această tehnică nu a funcționat de data aceasta.
O întrebare și mai fundamentală este ce a dus la reducerea producției de 15 GW, care a dus la întreruperea totală a curentului. Cea mai probabilă explicație este că se datorează activării protecțiilor datorate ratei de modificare a frecvenței (ROCOF). Unitățile de generare sunt protejate de întrerupătoare de circuit controlate de relee care detectează rata de modificare a frecvenței și sunt de obicei activate pentru valori care depășesc 1 Hz/sec. Deși înregistrările de frecvență din sistemul spaniol nu par să depășească această limită, este posibil ca acest lucru să se fi produs local pe unele magistrale la care erau conectate unități generatoare.
Activarea protecțiilor din cauza reglării necorespunzătoare a ROCOF-urilor pare să fi dus la deconectarea prematură a unui număr mare de unități dispersate. Este evident că în sistemele cu latență redusă, aranjamentele tradiționale ar putea să nu mai poată oferi o protecție adecvată și este imperativ ca acestea să fie revizuite în funcție de noile caracteristici ale rețelelor în evoluție.
Deci putem atribui întreruperea curentului inerției scăzute a sistemului? Răspunsul este probabil negativ, inerția scăzută a jucat un rol în deconectarea a 15 GW, dacă ipoteza funcționării protecțiilor din cauza setărilor ROCOF necorespunzătoare este corectă, dar perturbația inițiatoră a fost evenimentul N-2. Și acest lucru nu a fost încă clarificat. Rata de schimbare a frecvenței în aceste prime secunde nu pare atât de mare. De asemenea, oscilațiile de frecvență cu 10 minute înainte de începerea evenimentului indică existența unei anomalii mai generale în sistemul interconectat european, care nu a fost încă investigată.
Un alt fapt surprinzător este că pana de curent a cauzat și perturbarea rețelelor de telecomunicații din Spania. De obicei, infrastructura critică ar trebui să aibă propria sursă de rezervă, care ar prelua automat alimentarea atunci când sursa principală de alimentare nu mai funcționează, dar acest lucru nu s-a întâmplat. Acest lucru este deosebit de îngrijorător, deoarece astăzi depindem din ce în ce mai mult de telefonia mobilă pentru majoritatea activităților noastre. Mai ales când electrificarea se extinde rapid și la alte activități, cum ar fi transportul. Reziliența infrastructurilor critice interconectate la diverse perturbări devine din ce în ce mai importantă
