Нестабільність відновлюваної енергетики спричинила масштабний блекаут в Іспанії

Професор Норвезького університету науки і технологій Йонас Крістіансен Ноланд оприлюднив детальний аналіз причин наймасштабнішого в історії Європи блекауту, що стався на Піренейському півострові. За його висновками, першопричиною став нестабільний стан електромережі через надмірну залежність від відновлюваних джерел енергії.

За півгодини до повного знеструмлення в континентальній європейській синхронізованій зоні було зафіксовано два епізоди коливань потужності та частоти. Оператори мережі намагалися вжити заходів для пом'якшення цих коливань, проте безуспішно.

Основною причиною виникнення незатухаючих міжрегіональних коливань стала критично низька інерційність іспанської електромережі опівдні, коли приблизно 70% генерації забезпечувалося інверторними сонячними та вітровими електростанціями. Такі відновлювані джерела не мають обертового резерву, необхідного для ефективного протистояння частотним коливанням.

Через нестабільний стан мережі виникли винятково високі швидкості зміни частоти, що стало останньою краплею. Внаслідок цього системи автоматичного відключення навантаження при зниженні частоти не змогли врятувати ситуацію.

Критичний момент настав о 12:32:57, коли стався перший збій генерації потужністю близько 2,2 гігават, імовірно, на об'єктах сонячної енергетики на південному заході Іспанії — регіоні з переважанням сонячної генерації. Ця втрата потужності в умовах уже нестабільної роботи системи (ймовірно, через перенапругу, як припускає дослідник Луїс Бадеса) прискорила стрімке падіння частоти в системі з недостатньою інерційністю. Представники компанії Red Eléctrica (REE) зафіксували «сильне коливання» саме в цей момент, що призвело до каскадного спрацювання захисного відключення по всій мережі через високу швидкість зміни частоти.

На запитання про можливість забезпечення надійності електромережі Піренейського півострова за допомогою нових технічних рішень, професор Ноланд відповідає: «Технічно — так, але економічно це викликає серйозні труднощі».

Варто зазначити, що REE вже встановила синхронні компенсатори та використовувала наявну синхронну генерацію (атомну, гідро- та термальну сонячну) для підвищення інерційності та стабільності напруги. Однак цих заходів виявилося недостатньо.

Встановлення додаткових синхронних компенсаторів або залучення швидких частотних резервів для забезпечення віртуальної інерції через балансуючі ринки значно збільшує системні витрати. Наразі швидкі частотні резерви зазвичай залучаються лише протягом коротких періодів низької інерційності. Експлуатація мережі з постійно низькою інерційністю вимагатиме постійних і дорогих механізмів частотної підтримки, що робить таке рішення економічно проблематичним.

Цей випадок демонструє складність переходу до повністю відновлюваної енергетики та необхідність ретельного балансування між екологічними цілями та надійністю енергопостачання. Досвід іспанського блекауту може стати важливим уроком для інших країн, які планують значне збільшення частки відновлюваних джерел енергії у своїх енергосистемах.