Minutová záloha

Podle doby, za kterou je elektrárenský blok schopný dodat regulační zálohu rozlišujeme minutové zálohy na pětiminutovou zálohu (MZ5) a patnáctiminutovou zálohu (MZ15). Dříve byla i třicetiminutová záloha (MZ30), která je dnes nahrazena MZ15. Mezi minutové zálohy také můžeme zařadit snížení výkonu elektrárenského bloku (SV30), kterou zjednodušeně může označit jako zápornou třicetiminutovou zálohu.

Příklad pro lepší pochopení. Velká hutnická firma, která používá elektrické pece má havárii, proto neodebírá sjednané množství elektrické energie. V síti nastane přebytek elektrické energie (kladná výkonová odchylka). Ihned zareaguje primární a sekundární regulace. Dispečer si všimne déle trvajícího problému, a proto aktivuje zápornou pětiminutovou zálohu (MZ5-). Do pěti minut najede na plný výkon MZ5-, která plně vyrovná vzniklou odchylku. Při delším trvání (v řádu hodin) může nahradit MZ5- záloha snížení výkonu bloku SV30, aby byla rychlejší MZ5- opět k dispozici v případě potřeby.

Pětiminutová záloha (MZ5)

Nasazení požadované regulační zálohy do 5 minut od příkazu dispečinku. Minimální velikost u jednoho bloku musí být alespoň 30 MW. Po aktivaci zálohy musí být garantovaný 4 hodinový chod regulace. Například se jedná o aktivaci přečerpávající elektrárny (kladná regulace) nebo o připojení odpovídajícího zatížení (záporná regulace). [1]

Velikost sumární regulační pětiminutové zálohy (MZ5) v MW dle RGCE (Regional Group Continental Europe) je dána rovnicí:

• MZ5(t)=Round(PMaxblok (t)– k1*(MZ15(t)+ - 20 - SR(t)), kde
  • PMaxblok …velikost největšího bloku v soustavě
  • Round…zaokrouhluje s krokem 10 MW
  • k1 … koeficient charakterizující časové zpoždění aktivací příslušných regulačních záloh a jejich spolehlivost
  • (t) … hodina v příslušném období
  • MZ15 …sumární velikost patnáctiminutové zálohy
  • SR … sumární velikost sekundární regulace [2]

Jednoduše řečeno, celková potřebná velikost pětiminutové regulační zálohy je daná hlavně velikostí největšího bloku v soustavě. RGCE vyžaduje, aby každá elektrizační soustava plně vyregulovala odchylku výkonu do 15 minut, a to i případě výpadku největšího bloku (Temelín 1055 MW). K dispozici má SR, MZ5 a MZ15. V praxi samozřejmě funguje princip solidarity okolních zemí, ale nemělo by se na to spoléhat. [2]

Je třeba si také uvědomit, že mezi největších poskytovatele MZ5 patří přečerpávající elektrárny (PVE). Proto lze konstatovat, že tyto zálohy jsou časově omezené, vyčerpatelné a jejich množství se během dne mění. Také čerpání těchto záloh může ovlivnit jejich dostupnost následující dny (nestihne se přehrada přečerpat). V ČR je největší PVE Dlouhé stráně. Ta má k dispozici dvě turbíny s výkonem 325 MW (dohromady 650 MW). To znamená, že celkový regulační rozsah činí 1300 MW (650 MW vyrábí elektřinu, 650 MW odebírá elektřinu). Z klidu do plného turbínového výkonu dokáže elektrárna přejít do 100 sekund, z klidu do čerpadlového provozu do 400 sekund a z čerpadlového do turbínového provozu za 150 sekund. [2] [3]

Patnáctiminutová záloha (MZ15)

Nasazení požadované regulační zálohy do 15 minut od příkazu dispečinku. Minimální velikost u jednoho bloku musí být alespoň 10 MW, maximální do 70 MW. Doba aktivace není omezena. Nejčastěji se používá MZ15+ realizovaná například zvýšením výkonu elektrárny. Například v noci, kdy je přebytek elektrické energie, se může realizovat MZ15- připojením zatížení (čerpání přečerpávající elektrárny). [1]

Snížení výkonu SV30

Jedná se o snížení výkonu na jednotlivých blocích o předem stanovenou hodnotu nebo schopnosti úplného odstavení do časového intervalu 30 minut od pokynu dispečera. Po aktivaci je minimální garantovaná doba využití 24 hodin. Minimální velikost zálohy je 30 MW. Používá se zřídka, hlavně při nedodržení sjednaných diagramů zatížení, kdy ostatní PpS nemají dostatečnou regulační zálohu. [1]

Příklad velké potřeby minutových záloh

V noci ze dne 10. 9. 2015 na 11. 9. 2015 proběhl nečekaný výpadek jaderného bloku v Temelíně. Blok se odstavit z důvodů zvýšeného chvění turbogenerátoru v nejaderné části elektrárny. Náhle bylo potřeba vyregulovat přes 1000 MW výkonu. Využití jednotlivých typů podpůrných služeb ukazuje graf. Z důvodů nedostatečné kapacity regulační energie v ČR se pro vykrytí odchylky z velké části použila i regulační energie ze zahraničí. [4]

Obr.1. Vývoj užití regulační energie [4]

Během následujícího dne vypadl blok i v elektrárně Chvaletice. Proto celý následující den byl pro operátory velice náročný. Když není žádný velký nečekaný výpadek, tak se výkonová odchylka pohybuje kolem +- 50 MW. V tomto případě se pohybovala průměrně -600 MW. Tak velký výpadek není sice běžný, ale je důležité, aby operátoři měli potřebné zálohy. Jinak by mohl nastat totální rozpad sítě zvaný blackout. Pro ekonomickou představu se veřejně uvádí, že dohromady (Temelín i Chvaletice) za svůj výpadek zaplatily 71 miliónů korun pouze za způsobenou odchylku. Další ekonomický dopad má ztráta marže za neprodanou (nevyrobenou) elektrickou energii. [5]