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BLACKOUT AMERICANO E ITALIANO:
LUNEDÌ, 10 MAGGIO 2004
SALA BERNINI, RESIDENZA DI RIPETTA
VIA DI RIPETTA 231, ROMA
Una serie di “blackout” avvenuti nello scorso estate ha messo in allarme opinione
pubblica, politici e tecnici. Ci si chiede se tali eventi siano da considerare
eccezionali o se esiste una causa comune ai vari sistemi elettrici che ne aumenta la
probabilità rispetto al passato. I rapporti preparati dalle varie commissioni di
indagine tendono tutti ad escludere che il fenomeno sia riconducibile alla
liberalizzazione dei mercati elettrici , e suggeriscono una serie di provvedimenti
per rendere più sicuro l’esercizio delle grandi reti interconnesse.
Il convegno di oggi prevede una breve illustrazione delle sequenze di eventi che
hanno condotto al collasso del sistema Italiano il 28 Settembre e di quello UsaCanada il 14 Agosto . (Si darà solo un breve cenno nel pomeriggio alle difficoltà
incontrate nella fase di ripresa del servizio , che meritano un’analisi a parte. )
La maggior parte del convegno sarà poi dedicata all’analisi e confronto dei
provvedimenti che si sono adottati o si pensa di adottare nei due sistemi elettrici
interessati (Europa ed Usa-Canada) .Tale analisi verrà condotta nel corso della
seconda sessione e della successiva tavola rotonda previste al mattino e nel corso
di tre sessioni di approfondimento previste nel pomeriggio.
BLACKOUT AMERICANO E ITALIANO:
28
28Settembre
Settembre::Italia
Italiaal
alBuio
Buio
14
14Agosto
Agosto::disservizio
disservizio
USA-Canada
USA-Canada
BLACKOUT AMERICANO E ITALIANO:
LUNEDÌ, 10 MAGGIO 2004
SALA BERNINI, RESIDENZA DI RIPETTA
VIA DI RIPETTA 231, ROMA
Il blackout italiano
del 28 settembre 2003
(sequenza eventi)
Giancarlo Manzoni –
AEE Associazione Energia Elettrica, Federazione AEIT
Blackout Italia Svizzera del 28 Settembre 2004
Situazione iniziale di produzione, carico e importazione (MW)
alle ore 3.00
IMPORTAZIONI TOTALI 6900 MW ( inclusi 300MW da HVDC Grecia)
3550
185
2200
650
24.000 carichi
3500 pompe
27500 totale
20500
produzione
(18700 termica)
Ripartizione delle importazioni (MW) ai confini alle 3.00
linee a 380 KV
e
linee a 220kV
linee svizzere
verso il Ticino
circa 3000 MW
Robbia
Ticino
Lavorgo Soazza
Riddes
500 360 2360 131 208
Albertville
d.t.
Lienz
2860
1380
635
194
2160
185
650
Divacia
tre principali linee alimentano il Ticino da Nord
esse erano molto cariche(rapporto UCTE) :
Sils Soazza 380 kV (San Bernardino)
1200 MW
Mettlen Lavorgo 380 kV (Lucomagno)
1300 MW
Mettlen Airolo 220 kV (Gottardo)
450 MW
sequenza delle aperture:
1) h3.01.40
2) h3.25.21
3) h 3.25.24
1
3
2
apertura in seguito a guasto della linea
Mettlen Lavorgo, 380 kV
•
•
Il primo evento che perturba la situazione avviene circa alle 03.01.40 e
riguarda l’apertura in seguito a guasto della linea Mettlen Lavorgo,
che trasportava attraverso il passo del Lucomagno, circa 1300 MW
verso Lavorgo, stazione della Svizzera ticinese da dove parte la linea
di interconnessione con l’Italia Lavorgo –Musignano a sua volta
caricata a 1284 MW.
L’apertura viene addebitata a scarica verso albero, favorita da una
riduzione della distanza di isolamento dovuta ad allungamento dei
conduttori per riscaldamento da correnti elevate. Infatti la linea risulta ,
dal rapporto UCTE, caricata all’86% della sua massima capacità .Si
tornerà in seguito su questo aspetto (scarica verso alberi per
allungamento della freccia delle campate) che si ripete anche nel
blackout USA
Variazione delle importazioni (MW) ai confini, alle
3.01.40, dopo apertura della Mettlen Lavorgo 380kV
Da 450 a750
Da 500a600
Riddes
X
Lavorgo
Da 1200 a 1775 (110%)
Robbia
Soazza
Lienz
-550
Albertville
d.t.
+370
(da 3600 a 3050)
+30
+150
Divacia
Tra le 3.01.40 ed il secondo scatto in Svizzera delle ore 3.25 la
situazione dei transiti ai confini si stabilizza .In questi 24 minuti gli
operatori di Etrans e GRTN adottano alcuni provvedimenti
• l’operatore italiano (GRTN) riceve alle ore 3.11 una telefonata da
ETRANS che chiede di ridurre il carico in Italia di 300 MW
(riportarsi a programma) e provvede allo stacco di una pompa (circa
155 MW, staccata alle 3.21) ed un incremento di produzione di oltre
200 MW ;
• l’operatore Svizzero (ETRANS), dopo aver verificato tramite tentativi
l’impossibilità di richiusura della linea scattata (in blocco per angolo
eccessivo) ed aver esaminato una serie di provvedimenti in contatto
telefonico con personale di EGL e ATEL, effettua la telefonata sopra
ricordata delle 3.11, circa 10 minuti dopo lo scatto linea.
• Vengono menzionati, tra i provvedimenti esaminati nei 24 minuti, la
possibile apertura (poi non decisa) della linea Pradella Filisur e
l’apertura di un autotrasformatore 380/220 a Soazza effettuata alle
3.18. Tutti questi provvedimenti si rivelano inefficaci a ridurre il
sovraccarico della Sils Soazza .
Apertura della linea 380 kV Sils - Soazza e poi della linea 220 kV Mettlen Airolo La linea
Sils Soazza 380kV durante tutto questo tempo (24 minuti) rimane in sovraccarico finché apre
alle 3.25.21, secondo ETRANS per scarica verso albero (come per la precedente Mettlen
Lavorgo) favorita da eccessivo riscaldamento dei conduttori e conseguente riduzione delle
distanze di isolamento da alberi . La Mettlen Airolo220kV apre circa 3 secondi dopo per
sovraccarico, provocato dall’apertura della Sils Soazza
Per 24 minuti
la Sils Soazza è
in sovraccarico
Alle 3.01scatta la
Lavorgo Mettlen
Alle 3.25.21 apre la Sils Soazza e dopo 3s la Mettlen Lavorgo 220kV.
Il Ticino non è più alimentato da Nord e preleva da Sud (I) .
Le italiane di confine sono ancora tutte in servizio
XX
Da 600 a 780 Lavorgo
Riddes
X Persi 2400 MW circa
Soazza
Robbia
Lienz
+100
da 200 a 300
300 verso il Ticino
Albertville
(da 2900 a 500 =-2400)
d.t.
+1500
+740
(da 2500a 4000)
(da 700 a 1440)
Divacia
Nessuna delle linee Italiane di confine ha ancora aperto, ma nei 10s
successivi apriranno tutte, isolando la rete italiana da quella
europea
•
•
•
•
dapprima aprono le tre restanti linee dalla Svizzera (due da Riddes e
una da Robbia a Sondrio) per intervento delle protezioni
distanziometriche per correnti elevate (intervento corretto con la
filosofia attuale, che ora è però sotto esame)
aumenta ancora il transito da Francia ed aprono in rapida successione
le linee su tale confine ; il fenomeno è di crollo di tensione e probabile
perdita di passo
segue l’apertura delle linee alla frontiera EST (Austria e Slovenia)
LA RETE ITALIANA E’ ISOLATA E CARENTE DI CIRCA
6700MW (inclusi i 300 del Ticino)
INIZIA LO SCATTO A CATENA DELLE LINEE DI CONFINE
CHE PORTA IN CIRCA 10 s
ALL’ISOLAMENTO DELL’ITALIA (e del Ticino)
DALLA RETE EUROPEA
1
Riddes 2
Lavorgo
Robbia
2
Lienz
4
Albertville
d.t.
3
5
Divacia
TRANSITORIO DI FREQUENZA
successivo al distacco dalla rete europea
– Il transitorio di frequenza tra 50 e 47.5 Hz ha una durata di circa 2
minuti e 30 secondi (circa tra 03.25.33 e 03.28.00) ed avviene per
squilibrio tra carico e generazione:
– si sono persi oltre 6600 MW (inclusi carichi aggiuntivi esteri) in
importazione. Il distacco delle pompe e l’intervento degli
alleggeritori automatici del carico non è risultato sufficiente, a
permettere la risalita della frequenza, evitando il completo blackout , anche per l’intempestivo distacco di molte centrali , prima dei
47,5Hz della soglia prevista
11200 MW
6000/7000 MW
6600 MW
-1000-2000MW
Alle
Alle3.28
3.28 l’Italia
l’Italia(meno
(menola
laSardegna)
Sardegna)ed
edIlIlTi
T
(circa
(circa60
60milioni
milionidi
dipersone)
persone) sono
sonoal
albui
bu
CAUSE scatenanti DEL BLACKOUT
•
•
•
1)Provvedimenti inefficaci dopo lo scatto della prima linea in Svizzera :
L ’operatore Etrans poteva prevedere l ’impossiblità della richiusura della Mettlen
Lavorgo, essendo lo scatto di una linea un evento da verificare in sede preventiva
(regola N-1) ; avrebbe di conseguenza dovuto predisporre i provvedimenti efficaci
ad evitare il prolungato sovraccarico e l ’apertura della seconda linea.
2)Insufficiente comunicazione tra Etrans e GRTS e RTE : la procedura
concordata dai tre operatori per comunicare situazioni critiche per più paesi, non è
stata applicata da Etrans. Nella telefonata delle 3.11 si chiedeva ridurre di 300 MW
l’importazione, misura largamente insufficiente. Appare molto probabile una
sottovalutazione della criticità della situazione
3) potatura degli alberi lungo le linee Svizzere : nel rapporto dell’Ispettorato
federale degli impianti a corrente forte (IFICF) si evidenzia che lavori di potatura
alberi nella zona dove è avvenuto il guasto della linea del Lucomagno erano stati
previsti per il novembre dicembre successivi
Mancata operazione in isola del sistema italiano
•
•
1) dopo il distacco dalla rete europea è mancata la ri-equilibratura
automatica del sistema italiano : l’alleggerimento di carico e pompe
(circa 11000 MW) non è stato sufficiente ad evitare il black-out per il
distacco intempestivo (prima di 47,5Hz) di molte centrali (oltre 7500
MW dei quali circa 3400 MW sulle reti di sub-trasmissione (132150kV )
2)Il distacco di molte centrali, durante un violento transitorio è un
evento previsto, ma non nella misura con cui si è verificato(21 unità
su circa 62 principali, oltre a molte minori). Le principali cause di
distacco intempestivo sono riconducibili a : blocco caldaia per carenza
di ausiliari, sovra-temperatura dei gas di scarico, perdita di eccitazione
o di sincronismo, protezioni di sotto-frequenza (specialmente per
turbogas dei cicli combinati) , ecc. Un esame accurato è ancora in
corso
FINE
RETE ITALIANA NORD OVEST
Ponte Airolo
So-Robbia
Pall-Morel
Avise Riddes
e Valp Riddes
Mus-Lav
Mese Gord
Bulc.-Soazza
Scheduled
situation
h 03:30
(MW)
Data relevant to electric energy consumption
Load + losses
Pumps
States of San Marino and Città del Vaticano
Total supply
Data relevant to electric energy production
Thermal power plants
Hydro power plants
Geothermal power plants
Eolic power plants
Total production
Data relevant to electric energy import
Import from the North border
Import from Greece
Total Italian import
Total electrical energy injected into the Italian power
system
Actual
situation Difference Difference
(MW)
%
h 03:00
(MW)
23.240
3.288
27
26.555
23.930
3.487
27
27.444
690
199
0
889
+3.0
+6.1
0
+3.3
18.231
1.051
580
10
19.872
18.721
1.182
551
10
20.464
490
131
-29
0
592
+2.7
+12.5
-5.0
0
+3.0
6.398
285
6.683
6.678
300
6.978
280
15
295
0
+4.4
+5.3
+4.4
26.555
27.442
887
+3.3
Table 2.2 – Balance of electric power in the Italian system at 03:00 (provided by GRTN)
PRINCIPALI CAUSE DI DISTACCO DELLE CENTRALI
(da rapporto UCTE)
Confronto delle cause scatenanti
- In entrambi i casi si è evidenziata come causa iniziale l’apertura di una
linea causata da guasto verso un albero.
- Tali eventi non debbono causare problemi , essendo il guasto singolo
calcolato in sede predittiva (applicazione della regola N-1, effettuata
sistematicamente e frequentemente dai Gestori, sulle situazioni previste a
breve) per assicurare che la sicurezza sia mantenuta.
- In entrambi i casi non sono però stati presi rimedi efficaci e tempestivi,
cosicché dopo oltre 24 e 27 minuti rispettivamente , è intervenuto lo
scatto di una seconda linea , molto carica in conseguenza dello scatto
della prima .
- Nel caso Italiano, la catena di rapidi scatti linea è iniziata
immediatamente a valle della seconda apertura in Svizzera , mentre nel
caso US, è iniziata solo dopo che si erano aperte, a distanza di minuti,
ben 4 linee. In entrambi i casi il successivo propagarsi del disservizio è
avvento per i flussi elevati che si sono riversati su sezioni di rete, con
conseguente apertura delle linee spesso su intervento protezioni
distanziometriche (intervento corretto con la filosofia attuale, che ora è
però sotto esame)
CARENZE (Mancato intervento della prima linea di difesa)
- Per Etrans è mancata una analisi preventiva accurata dei
provvedimenti da prendere allo scatto della linea (evento N-1)
- Per First Energy, il fuori servizio (prolungato e non
riconosciuto) del sistema di allarme ha impedito agli operatori di
capire che il sistema stava degradando
- In entrambi i casi è mancato un efficace colloquio con i gestori
vicini:
· Etrans ha chiesto a GRTN provvedimenti inadeguati e GRTN e
RTE non si sono potuti rendere conto della gravità della
situazione
· First Energy ha sottovalutato alcune telefonate di altri gestori e
non ha potuto essere messa sull’avviso dal MISO (coordinatore
per l’affidabilità) , a sua volta con la”stima dello stato” fuori
servizio
Principali fattori che hanno
contribuito ai blackouts
UsaCanada
UsaCanada
1
2
3
4
5
6
Mancato rispetto regola N-1
Mancato taglio alberi
Inadeguata comunicazione tra TSO
Transiti elevati su lunghe distanze
Rinforzi rete avrebbero giovato?
Inadeguato addestramento
operatori
7 Inadeguata disponibilità di IT
ItaliaSvizzera
ItaliaSvizzera
NO
In parte
SI
SI
In parte
NO
SI
SI
SI
SI
In parte
In parte
SI
NO
•
•
•
•
•
•
•
Following the loss of the Lukmanier line,fluctuations could be observed in flows on the
cross border lines and on the GRTN and RTE’s grids..
As, according to GRTN, the fluctuations observed did not induce any breach of the N-1
security conditions on its grid, GRTN did not take any operation action, until ETRANS
asked for a reduction of 300 MW in imports into Italy. In response to this request,
GRTN increased production in Italy by 270 MW and reduced consumption by 155 MW,
by taking the following actions :
production increase in Torrevaldaliga Nord (central Italy) from 280 MW to 350 MW (70 MW increase);
production increase in Montalto di Castro (central Italy) from 400 MW to 500
MW (100 MW increase);
production increase in Rossano Calabro (Southern Italy) of 100 MW );
storage pump reduction in Entracque (North-Western Italy) of 155 MW);
The total impact on imports was a reduction of 425 MW, some 125 MW more than
actually requested by ETRANS.