Először reprodukálták és számolták fel a szélessávú oszcilláció jelenségét egy hatalmas hibrid erőműben. A jövőben teljesen kizárható a tömeges áramkimaradás.
A modern villamosenergia-hálózatok egyik legtitokzatosabb és legveszélyesebb jelenségét sikerült megzabolázni a kínai Csinghaj tartományban. Miközben a világ országai rohamtempóban állnak át a megújuló energia megoldásaira, a szakemberek egyre gyakrabban szembesülnek olyan technikai instabilitással, amely korábban ismeretlen volt. A globális ágazatvezető Sungrow mérnökei most egy 500 megawattos (vagyis a Paks I. atomerőmű egy reaktorblokkjával megegyező kapacitású), a napenergia és az energiatárolás megoldásait ötvöző hibrid erőműben bizonyították be, hogy a rendszer képes stabilizálni önmagát, még akkor is, ha a körülmények szinte a teljes összeomlás és óriási áramkimaradás felé mutatnak.
A probléma gyökere az úgynevezett szélessávú oszcilláció. Ez a jelenség akkor lép fel, amikor a megújuló energiaforrások inverterei és a villamosenergia-hálózat közötti kölcsönhatás váratlan rezgéseket gerjeszt. Ha ezek a rezgések felerősödnek, a védelmi rendszerek egyszerűen lekapcsolják az erőműveket a hálózatról, ami láncreakciót és tömeges üzemzavart indíthat el.
A múltban több súlyos incidens is rávilágított a helyzet komolyságára. 2014-ben a németországi BorWin1 tengeri projektnél fellépő oszcilláció fizikailag is megrongálta a berendezéseket, a leállás pedig hat hónapig tartott, és súlyos anyagi veszteséget okozott. 2019 augusztusában a brit Hornsea szélerőműnél tapasztaltak hasonló zavart, amely egymillió felhasználót hagyott áram nélkül, miután a rendszerterhelés több mint 3 százaléka kiesett.
Mivel a jelenség kiszámíthatatlan, eddig csak laboratóriumi szimulációk léteztek a kezelésére, valós, ipari méretű tesztet biztonsági kockázatok miatt senki nem mert vállalni.
40 ezredmásodperces válasz született a megújuló energia nagy problémájára
A Sungrow szakemberei a helyszíni teszt során szándékosan idéztek elő gyenge hálózati körülményeket. A kimeneti teljesítmény, a rövidzárlati arány és a szabályozási paraméterek precíz beállításával elérték, hogy az oszcilláció ellenőrzött keretek között megjelenjen. Ezt követően élesítették a vállalat szabadalmaztatott, hálózati erősséghez alkalmazkodó technológiáját.
Az eredmények szerint az inverterek 40 ezredmásodpercen belül felismerték a zavart, és azonnal módosították a szabályozási stratégiát, stabilizálva a feszültséget és a frekvenciát.
A kísérlet során igazolták a hálózatképző szabályozás hatékonyságát is, amely rendkívül tág határok között teszi lehetővé a stabil működést. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy az erőművek akkor is képesek villamosenergia exportálására, ha a csatlakozási pontnál a hálózat egyébként instabilnak számítana.
„Ahhoz, hogy a megújuló energia valóban stabil és megbízható energiaforrássá váljon, elengedhetetlen az autonóm hibajavító és hálózattámogató képességek fejlesztése” – nyilatkozta a Sungrow nagyüzemi PV üzletágának főmérnöke. Pan Nian’an hangsúlyozta: a biztonságos energiaátmenethez szükség van ilyen típusú innovációkra. „A vállalat tovább folytatja a hálózati technológiák kutatás-fejlesztését, különös tekintettel az olyan innovációkra, mint a szélessávú oszcilláció elfojtása, a hálózatképző szabályozás és a többenergiás koordináció.”
A sikeres kísérlet döntő lépést jelent abban, hogy az elméleti védekezési módszerek átkerüljenek a mindennapi mérnöki gyakorlatokba. Ez a technológiai előrelépés nemcsak a termelési veszteségeket csökkentheti, hanem globálisan is biztonságosabbá teheti a zöldenergia-rendszerek integrációját.
A címlapkép illusztráció. Fotó: korji123 cheng / Unsplash
„A magyar beruházás nagyon előrehaladott, ugyanakkor rendkívül komplex. Sok mindent újra kell gondolnunk ebben a projektben, rengeteg megoldandó feladat van, hogy az előnyt, amire Magyarország szert tett, valódi hozzáadott értékké, profittá tudjuk kovácsolni.”