2021年1月8日在欧洲大陆同步区进行系统分离

2021-01-28 21:58:30

欧洲中部时间2021年1月8日14:05,由于很短时间内多个传输网络元件中断,欧洲大陆同步区域被分为两部分。 ENTSO-E已于2021年1月8日发布了有关该事件的第一份信息,随后于2021年1月15日发布了有关地理视图和时间顺序的最新信息。此后,ENTSO-E分析了大部分相关数据,旨在重建事件详细。

此第二次更新介绍了详细分析的关键发现,这些分析具有随新事实而定的初步特征,这些新事实将在仍在进行的调查中出现。

分析的事件序列得出结论,初始事件是在14:04:25.9通过过电流保护使变电站Ernestinovo(克罗地亚)的400 kV母线耦合器跳闸。这导致Ernestinovo变电站中的两个母线去耦,从而将该变电站中的西北和东南电力流分开。如下图1所示,西北连接线仍然连接到一个母线,将Ernestinovo连接到Zerjavinec(克罗地亚)和Pecs(匈牙利),而东南连接线仍然连接到另一母线,将Ernestinovo连接到Ugljevik(波斯尼亚和黑塞哥维那)和斯雷姆斯卡米特罗维察(塞尔维亚)。

Ernestinovo变电站中的流量分离导致电力流转移到相邻的线路,这些线路随后过载。在14:04:48.9,Subotica – Novi Sad(塞尔维亚)线路由于过电流保护而跳闸。接下来,由于距离保护,线路进一步跳闸,如下图2所示,最终导致系统在14:05:08.6分成两部分。

图2-Ernestinovo中的两个母线解耦后,其他传输网络元件跳闸

下图3显示了将欧洲大陆同步区的两个部分分开的路线:

系统分离导致西北地区的电力短缺(约-6.3 GW),而东南地区的电力过剩(约+6.3 GW),从而导致发电频率降低。西北地区和东南地区的频率增加。

在大约14:05 CET时,西北地区的频率在大约15秒的时间内最初下降到49.74 Hz,然后迅速达到大约49.84 Hz的稳态值。同时,东南区的频率最初增加到50.6 Hz,然后稳定在50.2 Hz和50.3 Hz之间的稳态频率,如下图4所示:

图4-2021年1月8日事件发生后以及重新同步期间欧洲大陆的频率

由于西北地区的频率较低,因此断开了法国和意大利的合同可中断服务(总计约1.7 GW),以减少频率偏差。这些服务由大型客户提供,如果频率下降到某个阈值以下,则由相应的传输系统运营商(TSO)签约以断开连接。此外,分别从北欧和英国同步地区自动激活了420兆瓦和60兆瓦的辅助电力。这些对策确保了在欧洲中部时间14:09时,西北地区与50 Hz标称值的频率偏差已减小至0.1 Hz左右(图4)。

为了减少东南部地区的高频,采取了自动和手动对策,包括减少发电量(例如,土耳其14:04:57时自动断开975 MW发电机的连接)。结果,东南部地区的频率在欧洲中部时间14:29时回到50.2 Hz,并保持在控制范围内(49.8和50.2 Hz),直到两个分开的地区在欧洲中部时间15:07:31.6重新同步。

在14:30 CET和15:06 CET之间,东南地区的频率在49.9 Hz和50.2 Hz之间波动,这是因为东南地区的面积很小,那里几个生产单元也已断开连接(图5)。在此期间,由于西北地区规模较大,西北地区的频率波动很小,并保持接近标称值。该频率行为是进一步详细研究的主题。

图5-在2021年1月8日的整个活动期间,欧洲大陆的频率

TSO在欧洲大陆的自动响应和采取的协调行动确保了局势迅速恢复到接近正常运行的状态。在意大利和法国的合同中断服务分别在欧洲中部时间14:47和14:48 CET重新连接,然后在15:08 CET西北和东南地区重新同步。

ENTSO-E继续使由成员国代表组成的欧洲委员会和电力协调小组了解并更新初步技术分析的详细结果。

根据上述初步技术分析,将根据2017年8月2日欧盟法规(EU)2017/1485(系统操作指南)的法律框架进行正式调查,邀请国家监管机构和ACER参与专家调查小组中的TSO。

根据上述2017年8月2日欧盟法规(EU)2017/1485的规定,ENTSO-E将向电力协调小组提交调查结果,并在分析完成后随后发布报告。

注意:有关事件顺序的所有数字和细节仍将接受最终调查和可能的更改。

欧洲大陆国家的输电网相互连接在一起,以大约50 Hz的频率同步运行。 2021年1月8日发生的事件将欧洲大陆同步区域划分为两个区域,欧洲东南部的一个区域暂时与欧洲大陆其他地区分离开来。

就其规模和所提供客户的数量而言,欧洲大陆同步区是世界上最大的互连同步电力系统之一。此类事件可以在任何电力系统中发生。系统负责人的系统弹性和准备工作对此类事件的后果具有决定性影响。 2006年11月4日,在欧洲大陆将同步区域分离开了,对客户的干扰和影响更大。对这一事件进行了广泛分析,并导致了许​​多实质性的发展,例如欧洲意识体系(EAS)。一个允许TSO实时交换操作信息的平台,使它们能够在异常系统状况下立即做出反应。因此,TSO已做好充分准备,以协调和管理此类事件并限制后果。这种准备和对系统频率的永久观察允许在非常短的时间内重新同步两个分离的区域。

在欧洲大陆,已制定规程来避免系统扰动,特别是避免出现较大的频率偏差,并可能导致客户或发电机断开的风险不协调。 TSO Amprion(德国)和Swissgrid(瑞士)负责这些程序,它们是欧洲大陆上的同步区域监视器(SAM)。 SAM连续监视系统频率。如果出现较大的频率偏差,他们会通过欧洲意识体系(EAS)通知所有TSO,并针对频率偏差启动非常规程序,以快速有效的方式协调对策,以稳定系统。该程序的一个步骤是由Amprion,Swissgrid,RTE(法国),Terna(意大利)和REE(西班牙)召开电话会议。这次电话会议于​​2021年1月8日欧洲中部时间14:09举行。在电话会议中,对该情况进行了评估,TSO向其通报了已采取的对策。西北和东南地区的TSO也协调了重新连接的行动,以便再次到达欧洲大陆的一个同步地区。

东北地区约70兆瓦的客户和东南地区约163 MW的客户已断开连接。由于互连网络的高弹性以及欧洲TSO的快速响应,因此不会进一步危及运营和电力供应的安全性。先前签订的可中断服务在法国和意大利启用,为稳定系统做出了重要贡献。已与客户达成协议的此类合同使TSO可以根据电力系统的实时情况临时自动地减少电力消耗。

母线是变电站中的电气连接,通过电气开关连接架空线,电缆和变压器。通常,变电站中有多个母线,可以通过母线耦合器连接。变电站中是否有保护设备的特殊设备?各种设备保护变电站中的设备。其中之一是过电流保护继电器,如果电流过高以至于会损坏设备,则会自动断开设备(例如架空线或电缆)的连接。如果电流高于设备的额定材料(例如,将铝包裹在钢制的运输绳上),会造成机械损坏,并且还可能危及人员和其他财产,例如,如果损坏的架空线路掉落在设备上。接地而不断开连接。另一类保护是距离保护继电器,它可以及时测量电流和电压的组合,并根据故障与设备之间的距离以选择性的方式保护设备。

根据欧盟法规(EU)2017/1485的第15条,对于第2级事件(例如2021年1月8日的事件),应成立一个由TSO专家组成的专家调查小组,国家监管当局和欢迎ACER。专家调查小组将制作一份报告,详细描述事件的顺序,根本原因以及(如适用)有助于将来预防类似事件的必要措施。后续步骤,时间表和最终发布日期,以及所有其他相关信息,将在ENTSO-E网站上发布。