Lai pēc Baltijas valstu atslēgšanās no vienotā elektrotīkla ar Krieviju būtu iespējams uzturēt stabilu elektroapgādi, Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) Industriālās elektronikas, elektrotehnikas un enerģētikas institūtā radīta sistēma un iekārtas prototips, kas laikus pamana traucējumus tīklā un tos novērš, tā mazinot elektrības pārrāvumu risku.
"Ir atvienota šī viena – 330 kilometru – līnija, kas Latvijai bija ar Krieviju. Igaunijai un Lietuvai šādu līniju bija vairāk. Tātad no austrumu puses [elektroenerģijas] sinhronizācijas vairs nav. Mums ir viens līnijas savienojums starp Lietuvu–Poliju, kas nodrošina sinhronu darbību. Ja šī līnija tiek atslēgta – vai nu neplānotu atslēgumu dēļ, vai plānotu remontdarbu dēļ –, Baltijai ir jāspēj darboties arī izolētā darbības režīmā. Varētu teikt, [veidot] salu," stāstīja institūta vadošais pētnieks Kārlis Baltputnis, skaidrojot, kāpēc ir svarīgi nepieļaut elektroapgādes traucējumus.
Lai būtu iespējams nodrošināt vienmērīgu elektroapgādi, katrā no Baltijas valstīm ir uzstādīti pa trijiem sinhronajiem kompensatoriem, kas regulē elektropadeves frekvenci, bremzējot pārāk lielu elektrības patēriņu. Rēzeknē un Tumē uzstādītas arī divas lieljaudas baterijas, kas uzkrāj elektroenerģiju, kad tās tīklā ir daudz. Šādas baterijas ir arī Lietuvā.
Pieminētie sinhronie kompensatori energosistēmā cenšas stabilizēt jaudu un frekvenci. Frekvence ir tā, kas parāda, vai elektrosistēma strādā stabili. Normālā režīmā frekvencei būtu jāturas 50 hercu līmenī. Ja tīklā nonāk mazāk enerģijas, nekā vajag, frekvences līmenis samazinās.
Institūta vadošā pētniece Diāna Žalostība paskaidroja, ka frekvences samazināšanās ir ļoti bīstama gan dažādām elektroiekārtām, gan visai elektroapgādes sistēmai. Kompensatori piefiksē frekvences samazināšanos un sāk atslēgt slodzi no tīkla, taču līdz šim tie to darījuši pārāk vēlu: tikai tad, kad elektrosistēmā jau sācies sabrukums.
RTU pētnieki izstrādājuši metodi, kas ļauj paredzēt frekvences samazināšanos un reaģēt uz to daudz ātrāk: tikai 100–200 milisekunžu laikā.
"Dinamiskie procesi avārijas gaitā attīstās milisekunžu laikā, šiem risinājumiem jābūt ļoti ātriem. Protams, automātiskiem, jo cilvēki nespēj uz to reaģēt pēc šīs iedarbes," teica Žalostība.
Pētnieki radījuši iekārtas prototipu, kas ne tikai apkopo informāciju no kompensatoriem par jaudas zudumu un veic aprēķinus, bet arī spēj samazināt frekvences krišanās ātrumu un nostabilizēt to pieļaujamajās robežās. Šo prototipu plānots uzstādīt testēšanai kādā no "Augstsprieguma tīkla" stacijām.
Institūta vadošais pētnieks Kārlis Baltputnis piebilda, ka sabalansēt slodzi nepieciešams ne tikai avārijas situācijās, bet arī ikdienā. Nesabalansēts elektroenerģijas piedāvājums un pieprasījums var rasties visdažādāko iemeslu dēļ: gan laikapstākļu, gan neprecīzu elektroenerģijas patēriņa prognožu dēļ. Līdz šim šādos brīžos problēmu risināja jaudīgas, lielas elektrostacijas, kas nepieciešamības gadījumā spēj ražot vairāk. Taču mūsdienīgs risinājums ir iepriekš pieminētās lieljaudas baterijas. Tiesa, tās var iedot tikai tik daudz elektroenerģijas, cik tajās uzkrāts.
"Tas, ko mēs sadarbībā ar "Augstsprieguma tīklu" institūtā esam izstrādājuši, ir šo bateriju vadības sistēma ar mērķi nodrošināt, ka uzlādes līmenis vienmēr nepārtraukti ir drošās, pieņemamās robežās, lai mēs varētu ilgstoši nodrošināt nepieciešamo balansēšanas procesu, lai nu kurā virzienā tas būtu nepieciešams, arī principā sliktākajos apstākļos," skaidroja Baltputnis.
Ar pētnieku izstrādāto sistēmu baterijas aprīkotas kopš pērnā gada rudens, tādējādi nodrošinot Latvijā nepieciešamās elektroenerģijas rezerves. Arī šī sistēma ir automātiska.
RTU pētnieku piedāvātie risinājumi ir svarīgi arī tāpēc, ka aizvien vairāk enerģijas ražo no atjaunīgajiem resursiem.
"Bet tas rada jaunus riskus energosistēmas darbībai, jo saule un vējš nav pastāvīgi pieejami resursi, tādēļ mums ir jārada risinājumi, kas palīdz nodrošināt enerģiju arī tad, kad tie nav pieejami. No otras puses, arī tad, kad saules un vēja elektrostacijas ražo elektroenerģiju, šo energoavotu, teiksim tā, fizikālās īpašības nenodrošina tādu stabilitāti kā tradicionālie konvencionālie ģeneratori," stāstīja institūta vadošā pētniece Zane Broka.
Piemēram, ražojot elektrību ar gāzi, to var saražot tik, cik vajadzīgs, un tas dos arī energosistēmai nepieciešamo inerci, kamēr no atjaunīgajiem resursiem saražotais daudzums nav tik prognozējams.
"To var salīdzināt ar velosipēdistu kopumu, kas visi brauc uz mērķi vienotā ritmā, un, ja kāds no šī ritma izkrīt, tas var radīt traucējumus kopējā energosistēmā," salīdzināja Broka.
Kad Baltija vēl bija saslēgta ar Krievijas energotīklu, šādu problēmu nebija, jo kopīgajā tīklā bija milzīgas inerces rezerves.
Pētnieku piedāvātos risinājumus Baltijas energotīkla drošumam un pašpieteikamībai Zinātņu akadēmija atzinusi par vienu no pērnā gada Latvijas zinātnes sasniegumiem.
