بررسی انحراف شدید فرکانس در شبکه برق اروپا
طی یک رویداد نادر در ژانویه 2019 در شبکه برق اروپا انحراف فرکانس شدیدی با پیک مصرف برق به میزان تقریبی 600 هزار مگاوات رخ داده است. بر اساس گزارش‌های مستند از این رویداد، علل انحرافات فرکانسی به دلایلی غیر از خروج واحدهای نیروگاهی یا کاهش بار بوده و تأثیرپذیری شبکه را از مواردی نظیر برنامه‌های اقتصادی و اشکالات موجود در زیرساخت‌های مخابراتی نشان می‌دهد. با بررسی‌های دقیق این موارد و نیز به‌کارگیری نتایج کلیدی آن در اداره شبکه برق کشور، آمادگی لازم برای مواجهه با حواث مشابه و جلوگیری از وقوع آنها ایجاد می‌گردد.
گفتنی است؛ در این رویداد در شبکه برق اروپا، همزمانی انحرافات قطعی فرکانس و اشکال فنی مربوط به مخابره اطلاعات منجر به بروز انحراف فرکانس حدوداً 0.2 هرتزی (معادل 5400) مگاوات شده است.
پس از بررسی ابعاد مختلف این رویداد، کارگروه ویژه‌ای در اتحادیه اروپا، پیشنهادهای اصلاحی افزایش ذخیره کنترل فرکانس، تغییر رویه‌های اقتصادی، تعیین رویه‌های جدیدی برای حفظ فرکانس در محدوه 50 میلی هرتز و تشخیص اشکالات مخابراتی را ارائه کرده است.
مفهوم کنترل فرکانس
در شبکه‌های برق به دلیل عدم توانایی ذخیره برق در مقیاس بزرگ همواره باید تعادل میان تولید و مصرف برق برقرار گردد. شاخصی که بیانگر تعادل میان تولید مصرف است، فرکانس نامیده می‌شود. این شاخص همواره باید در مقدار نامی خود که 50 هرتز است، کنترل گردد. بنابراین هنگامی که تولید مازاد بر مصرف شود فرکانس افزایش پیدا می‌کند و در این زمان باید تولید نیروگاه‌ها کاهش یابد و هنگامی که مصرف بیشتر از تولید شود فرکانس کاهش پیدا می‌کند و تولید نیروگاه‌ها باید افزایش یابد. (شکل-پیوست). لازم به ذکر است، کنترل‌کنندگان شبکه برق هیچ گونه اهرمی بر نحوه مصرف برق، توسط مصرف‌کنندگان ندارند و از سوی دیگر مصرف کننده همواره بر دسترس بودن برق تاکید دارد. این موضوع باعث شده است که کنترل‌کنندگان شبکه برق با تغییر تولید نیروگاه‌ها همواره تعادل میان تولید و مصرف برق را تأمین نمایند. البته در شبکه‌های برق کنترل تولید نیروگاه‌ها جهت حفظ فرکانس در محدوده مجاز به دوصورت خودکار و دستی انجام می‌شود.
این گزارش به شناسایی عوامل ایجادکننده عدم تعادل میان تولید و مصرف (انحراف فرکانس) در شبکه برق اروپا با منشأیی غیر از تغییر ناگهانی تولید و مصرف می‌پردازد.
اتحادیه اروپا برای نیل به اهداف تسهیل مبادلات کالا، خدمات، سرمایه و نیروی انسانی بین کشورهای عضو، سعی در ایجاد بازار انرژی یکپارچه در سرتاسر اتحادیه نموده است. ایجاد بازار انرژی یکپارچه در این اتحادیه، طی سه بسته انرژی صورت پذیرفته که هر بسته شامل قوانین مختلفی است. نخستین بسته انرژی در بخش برق سعی در تفکیک مالکیت بخش‌های مختلف از جمله تولید، انتقال، توزیع و اعطای حق دسترسی به هر شخص حقیقی یا حقوقی به این بخش‌ها داشته است (خصوصی‌سازی). بسته دوم انرژی برای افزایش امنیت عرضه انرژی با افزایش اتصال الکتریکی کشورهای اروپایی با یکدیگر، آزادسازی فروش برق به صورتی که هر مصرف کننده حق انتخاب عرضه‌کننده خود را داشته باشد و ایجاد نهادهای تنظیم مقررات ملی برای تنظیم بازار داخلی هر کشور انجام شد (ایجاد بازار رقابتی برای عرضه برق). بسته سوم انرژی در خصوص ایجاد نهادهای هماهنگ کننده بین کشورهای عضو، ارائه راهکارهایی کارآمد برای افزایش ظرفیت مبادلات بین کشورها به منظور ایجاد بازار یکپارچه در سرتاسر اروپا و افزایش استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به دلیل ملاحظات زیست محیطی صورت گرفت که منجر به حفظ امنیت شبکه برق و تداوم در تأمین برق گردد.
در شبکه برق اروپا اوج مصرف در زمستان رخ می‌دهد و این میزان به اندازه 589716 مگاوات (تقریباً ده برابر اوج مصرف شبکه برق کشور در تابستان 98) در فوریه سال 2018 بوده است. بنابراین کنترل‌کنندگان شبکه برق اروپا برای حفظ فرکانس در مقدار نامی باید در ضمن تأمین نیاز مصرف، از ذخیره تولید نیروگاهی کافی برای پاسخگویی به تغییرات ناگهانی تولید و مصرف اطمینان حاصل نمایند. اما در روز 10 ژانویه 2019 انحراف فرکانس قابل توجهی در محدوده شبکه برق اروپا رخ داد.
شروع این رویداد از روز 9 ژانویه 2019 ساعت 13:25 به وقت اروپا بود که در روز 10 ژانویه ساعت 21:02 انحراف فرکانس حدوداً 0.2 هرتزی رخ داد و نهایتاً در روز 11 ژانویه ساعت 8:00 با کشف اشکال موجود این مشکل برطرف شد. در طول این مدت نهادهای هماهنگ‌کننده با بررسی‌های کارشناسانه و برگزاری کنفراس‌های تلفنی بعد از بروز انحراف فرکانس حدوداً 0.2 هرتزی فهرست اقدامات واکنشی لازم را با همکاری کنترل‌کنندگان در صورت بروز رویداد مشابه، ایجاد نمودند. ذکر این نکته لازم است که هنگام بروز انحراف فرکانس 0.2 هرتزی، کنترل کننده شبکه برق فرانسه با قطع بار صنعتی به اندازه هزاروهفتصد مگاوات منجر به بازگردانی فرکانس به محدوده مجاز شد. بر اساس اطلاعاتی که با تحقیق و بررسی‌های بعد از این رویداد به دست آمده است، این انحراف فرکانس ناشی از همزمانی اشکال زیرساخت مخابراتی و خروج واحدهای نیروگاهی با سرعت بالا و جایگزینی آنها با واحدهای نیروگاهی با سرعت پایین به دلیل قوانین اقتصادی اروپا بوده است. پس از بررسی‌های دقیق‌تر نهادهای هماهنگ‌کننده شبکه برق اروپا، مواردی همچون افزایش میزان ذخیره تولید نیروگاهی، امکان‌سنجی تغییر قوانین موجود تعیین اهداف جدید برای افزایش کیفیت کنترل فرکانس و ارائه راهکار برای تشخیص سریع اشکالات زیرساخت مخابراتی پیشنهاد شده است.
در شبکه برق کشورمان با لحاظ نمون پارامترهای اقتصادی و فنی برنامه تولید نیروگاه‌ها در شرکت مدیریت شبکه برق ایران تهیه می‌شود. برنامه تولید نیروگاه‌ها به گونه‌ای است که شاخص‌های امنیت شبکه برق کشور و ذخیره تولید نیروگاهی به عنوان قیود اصلی، در آن رعایت شده است. بنابراین برخلاف شبکه برق اروپا جایگزینی واحدهای نیروگاهی با سرعت متفاوت در برنامه تولید نیروگاه در عمل رخ نمی‌دهد و شرایط شبکه برق کشور بر ملاحظات اقتصادی اولویت بالاتری دارد.
همچنین به منظور تشخیص اشکالات زیرساختی مخابرات با تکیه بر توان و دانش مهندسان شاغل در مرکز کنترل ملی برنامه‌هایی توسعه داده شده است که اطلاعات دریافتی از سامانه‌های مخابراتی را مورد پالایش و تحلیل قرار می‌دهد و در صورت وجود اطلاعاتی برخلاف قواعد موجود، آنها را متمایز می‌نماید. این اقدام در طول شبانه‌روز به طور متوسط 9 مرتبه انجام می‌شود و در بدترین حالت اطلاعات اشتباه در عرض دو تا سه ساعت قابل شناسایی خواهند بود. علاوه بر این مراکز کنترل دیسپاچینگ منطقه‌ای به عنوان بازوان عملیاتی مرکز کنترل ملی، در شناخت اشکالات زیرساخت مخابرات کمک می‌نمایند.
نظرات