Vyzbrojení teóriou si teraz poďme povedať, čo sa vlastne v tom Španielsku 28.apríla 2025, krátko po poludní, stalo. Vychádzame pritom zo správy správcu španielskej prenosovej sústavy [4], takže ide o ich pohľad na danú udalosť.
Onoho dňa prebiehalo všetko hladko - seť bez problémov prestála rannú špičku a v priebehu slnečného doobeda postupne prechádala do stavu, keď väčšinu elektriny (niečo cez 50%) začali dodávať solárne elektrárne, takže konvenčné elektrárne (vodné, plynové, jadrové) znížili svoj výkon resp. boli vypnuté. Celkovo sa v Španielsku vyrábalo asi 30GW, pričom spotreba bola asi 25GW a rozdiel bol vyvážaný do Francúzska a Portugalska (elektrina sa vyváža tak, že na strane zdroja je vyššie napätie ako na strane spotrebiča, v ceste sú rôzne regulačné mechanizmy napr. transformátory s prepínanými vinutiami ktoré umožňujú meniť transformačný pomer v určitom nie veľkom rozsahu, ale aj bezpečnostné odpojovače apod.). Súčasne cena elektriny, ktorá sa určuje priebežne (v štvrťhodinových intervaloch) klesla do záporných hodnôt - tento ekonomický zázrak je umožnený dotovanými cenami elektriny z obnoviteľných zdrojov.
O 12:03 operátori zaznamenali 0.6Hz oscilácie napätia v sieti (t.j. asi 0.8s napätie rástlo, potom 0.8s klesalo). Neboli to bezvýznamné oscilácie, ich amplitúda dosahovala na 400kV vedení až 30kV, t.j. 7.5%, pričom pravidlá ovbykle stanovujú maximálne výkyvy +-10% (presné číslo závisí od konkrétnej siete). Operátori urobili zásahy, ktoré sú pre tento prípad pripravené: prepojili navzájom niektoré 400kV vedenia, ktoré za normálnych okolností bežia oddelene, aby zaťažili sieť rovnomernejšie; znížili export do Francúzska a súčasne jednu z exportných liniek, ktorá využíva jednosmerné napätie pre diaľkový prenos, prepli z režimu „tvár sa ako bežné striedavé vedenie“ do režimu „prenášaj konštantný výkon“. Jednosmerné diaľkové prenosové vedenia totiž majú na oboch koncoch elektronické konvertory z a na striedavé napätie, a tie, keďže sú elektronické, je možné prestavovať do rôznych režimov. Po niekoľkých minútach síce tie 0.6Hz oscilácie začali vyvolávať aj pomalšie „transkontinentálne“ 0.2Hz oscilácie, ale uvedené opatrenia zafungovali a za necelých 5 minút všetky oscilácie utlmili.
O ďalších 10 minút neskôr sa však 0.6Hz oscilácie obnovili a o ďalšie 3 minúty prerástli do „čistých“ „transkontinentálnych“ 0.2Hz oscilácií.
Odkiaľ sa tie 0.6Hz oscilácie vlastne vzali? Nie je to úplne jasné, ale vyšetrovanie naznačuje, že ich vyvolala porucha na regulátore solárnej farmy v provincii Badajoz, ktorá v tom čase dodávala 0.25GW výkonu, a práve v čase vzniku druhej vlny oscilácií zvýšila svoj dodávaný výkon na 0.35GW. Vyšetrovanie tiež ukazuje, že menej intenzívne 0.6Hz oscilácie boli prítomné v sieti už dve hodiny pred incidentom.
Aj napriek opatreniam na utlmenie oscilácií nastala celá skupina udalostí. Jednou z nich bolo, že počas udalosti zo siete „zmizlo“ takmer 1GW zdrojov, čo pravdepodobne sú rôzne malé „nástrešné“ alebo „dedinské“ solárne zdroje. Tieto sú pripojené k sieti prostredníctvom meničov, ktoré môžu dodávať energiu do siete len ak je sieť v poriadku - v tomto prípade zrejme meniče vyhodnotili podpätie počas spodnej polperiódy oscilácií ako výpadok a tak sa odpojili od siete. Operátori toto kompenzovali spomenutým znížením exportu do Francúzska.
Inou udalosťou bolo, že na transformačných staniciach pripájajúcich stredne veľké solárne farmy regulátory tiež vyhodnotili oscilácie v prenosovej sieti ako podpätie, a prepli vinutia na transformátoroch tak, aby na strane farmy bolo dodržané predpísané napätie. Keď boli oscilácie zvládnuté, napätie v prenosovej sieti začalo následkom obmedzenia exportu do Francúzska rásť, a to naopak vyvolalo na strane farmy vyššie napätie. A tam nastal bod zlomu.
O 12:32:57 prepäťová ochrana odpojila solárnu farmu v oblasti Granady, ktorá v tom čase dodávala 0.35GW. V tom okamihu nastal spomínaný jav, keď výpadok kompenzácie jalového výkonu danou elektrárňou spôsobil ďalšie zvýšenie napätia v sieti, kvôli čomu o 20 sekúnd neskôr vypadli v rozmedzí 360ms dve solárne farmy v oblasti Badajoz, spolu generujúce 0.72GW. Nasledovala kaskáda výpadku solárnych a veterných fariem kde počas 650ms vypadlo dokopy ďalších 0.84GW, hoci v tom čase zrejme vypadla aj ďalšia skupina malých zdrojov.
Po takejto náhlej strate asi 2GW zdrojov nasledovala už „klasická“ kaskáda z preťaženia, ktorá viedla k úplnému rozpadu siete. Rozpad siete následkom náhlych zmien bol taký rýchly, že nepomohli ani klasické opatrenia ako diaľkové vypnutie veľkých priemyselných spotrebičov (napr. elektrické pece) a prečerpávacích vodných elektrární (ktoré v čase lacnej elektriny čerpajú vodu nahor do nádrží a teda sú spotrebičmi) - a to napriek tomu, že odpojený výkon bol tiež asi 2GW. Náhle zmeny generácie aj spotreby vyvolávajú rôzne nerovnováhy prejavujúce sa prudkými výkyvmi napätia, a v tom čase už začala následkom preťaženia padať aj frekvencia siete, no a to je impulz, na ktorý sa odpájajú aj „konvenčné“ elektrárne, inak hrozí poškodenie generátorov.
Kurióznym okamihom z celého kolapsu je aj moment, keď následkom poklesu napätia v Španielsku sa export do Francúzska zmenil na import, ktorý cez striedavé linky dosiahol až 4.6GW, ale pritom jednosmerná linka nastavená do režimu „prenášaj konštantný výkon“ z toho asi 0.8GW vyvážala späť do Francúzska... Jednalo sa skutočne o moment, ochrany promptne všetky prenosové linky odpojili.
O 12:33:27, pol minúty od „bodu zlomu“, bolo napätie v celej španielskej sieti prakticky nulové.
Prenosová elektrická sústava sa dá prirovnať k mostu (a distribučná sústava k prívodnej sieti ciest a železníc k tomu mostu): jednotlivé jeho súčasti sú navzájom prepojené a musia uniesť nielen svoju záťaž a jej zmeny, ale aj záťaž a zmeny záťaže prenesené zo susediacich prvkov. Kolaps mostu síce obvykle nastáva kvôli poruche v jednej z jeho častí, ale takmer okamžite sa prenesie na ostatné časti a most spadne celý. A naopak, pri budovaní mostu treba postupovať opatrne, začať na brehu ako pevnom bode a postupne pripájať nové a nové súčasti tak, aby sa nepreťažili a neporušili tie už postavené.
A rovnako sa spúšťa aj elektrická sieť. V tomto prípade sa využili práve linky z Francúzska a Maroka ako počiatočný pevný bod, spolu s prečerpávacou vodnou elektrárňou Aldeadávila v provincii Salamanca (severo-južne zhruba uprostred Španielska), ktorá má schopnosť nabehnúť sama bez prítomnosti siete. Ostatné elektrárne sa potom postupne pripájali k sieti, ktorá taktiež bola postupne pripájaná na jednotlivé distribučné body.
No a aké sú závery a poučenie, ktoré sme si z tejto udalosti odniesli?
Okrem spomínaných otázok okolo „ľudského“ zvládnutia kríz, tie technické závery hovoria najmä o tom, aby solárne farmy prevzali časť zodpovednosti za stabilitu siete a namiesto náhleho skokového odpájania implementovali pomalé a postupné zmeny. Správa naznačuje aj na negatívny vplyv štvrťhodinovej cenotvorby, ktorá niekedy vyvoláva nečakané odpájanie elektrární využívajúcich obnoviteľné zdroje, s následkami na stabilitu siete. (Tých technických doporučení je viac, nebudeme tu však zachádzať do úplných podrobností.)
Povrchné „novinárske“ čítanie takýchto záverov niekedy vedie k skratkovému úsudku, že „obnoviteľné zdroje sú zlé“. Je to pochopiteľná reakcia na mantru naivnej ekológie, „slnko je zadarmo“. Lenže ani jedno nie je správny pohľad. Obnoviteľné zdroje sú predovšetkým iné, než tie konvenčné, na ktoré sme boli doteraz zvyknutí; a tú inakosť treba chápať, spolu so všetkými jej následkami.
My ľudia nie sme ani zďaleka tak dokonalí a múdri ako si nahovárame, a tak nedokážeme predvídať, čo všetko nás na nejakej novej ceste môže postretnúť. Diabol sa schováva v detailoch - tak znie základná inžinierska poučka, no a v tomto prípade je detailov a tým aj diablov a diablíkov poženhnane. Lenže tých diablov sa netreba desiť. Treba ich rešpektovať, a to je niečo úplne iné. Lebo rešpekt voči problémom, spolu s vôľou poznať ich a vysporiadať sa s nimi, je jediná cesta, ktorá nás dostane ďalej.
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/2025_Iberian_Peninsula_blackout
[2] https://jhanley.biostat.mcgill.ca/bios601/Intensity-Rate/GenesisOfAMisconception.pdf
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Northeast_blackout_of_2003
[4] https://d1n1o4zeyfu21r.cloudfront.net/WEB_Incident_%2028A_SpanishPeninsularElectricalSystem_18june25.pdf
