Verkkosääntö sähköverkon hätätilasta ja käytönpalautuksesta

Sähköverkon hätätilaa ja käytönpalautusta koskeva verkkosääntö määrittelee yhteiset vaatimukset sähköjärjestelmän hätä-, suurhäiriö- ja palautustilojen käsittelyä varten. Verkkosääntö yhtenäistää sähköjärjestelmän käyttöä koko EU:n alueella ja myös kolmansien maiden kanssa.

Hätätilaa  ja käytönpalautusta koskevan verkkosäännön (Network Code for Emergency and Restoration, NC ER) tarkoituksena on estää suurhäiriöt sekä yleensäkin häiriötilanteiden laajeneminen ja järjestelmän tilan huononeminen. Mikäli suurhäiriö kuitenkin tapahtuu, tavoitteena on nopea ja tehokas käytönpalautus.

Verkkosääntö tuli voimaan 18.12.2017 ja sen vaatimien toimenpiteiden implementointi on meneillään. Verkkosäännön 24 tunnin toimintakykyvaatimuksen ja alitaajuussuojausjärjestelmän toteuttamisen on oltava valmiina vuoden 2022 joulukuussa. Tämän syksyn aikana työstetään järjestelmän varautumissuunnitelman ja käytönpalautussuunnitelman toimenpiteisiin liittyvä testisuunnitelma.

Järjestelmän varautumissuunnitelma ja käytönpalautussuunnitelma

Verkkosääntö NC ER velvoittaa kaikki eurooppalaiset kantaverkkoyhtiöt tekemään kaksi suunnitelmaa eli järjestelmän varautumis- ja käytönpalautussuunnitelman. Lisäksi on nimettävä ne merkittävät osapuolet ja sähköasemat, joita tarvitaan suunnitelmien toteuttamiseksi.

Järjestelmän varautumissuunnitelma sisältää manuaaliset toimenpiteet ja automatiikat, joilla kantaverkon ollessa hätätilassa ja normaalien ”korjaavien toimenpiteiden” osoittauduttua riittämättömiksi pyritään estämään järjestelmän joutuminen suurhäiriötilaan.

Käytönpalautussuunnitelma puolestaan sisältää ne manuaaliset toimenpiteet ja automatiikat, joilla suurhäiriötilassa suoritetaan käytön palautus. Fingrid on toimittanut suunnitelmat tiedoksi Energiavirastolle joulukuussa 2018. Samassa yhteydessä Fingrid toimitti Energiavirastolle hyväksyttäväksi erilliset luettelot järjestelmän varautumissuunnitelman ja käytönpalautussuunnitelman kannalta merkittävistä osapuolista ja sähköasemista.

Lisäksi Energiavirastolle toimitettiin hyväksyttäväksi suunnitelmiin liittyvien ostettavien palveluiden ehdot ja ehdotukset markkinatoimintojen keskeyttämisestä ja palauttamisesta sekä taseselvityssäännöistä tilanteissa, joissa markkinatoimintoja on keskeytetty.

Energiavirasto hyväksyi Fingridin ehdotukset kesäkuussa 2019.

Työ jatkuu nyt testisuunnitelman tekemisellä ja sidosryhmien kuulemisella. Energiavirastolle testisuunnitelma esitetään joulukuussa 2019.

Yhteistyössä edistettävä suunnitelma koskee merkittäviä osapuolia ja blackstart-palvelun tuottajia. Testisuunnitelmassa määritellään:

  • blackstart-ominaisuuden toiminta
  • alitaajuussuojaus (entiseltä nimeltään tehonvajaussuojaus)
  • puheviestintäjärjestelmät
  • kantaverkkoyhtiön valvomon ja varavalvomon pää- ja varasähkönsyöttöjärjestelmät
  • muiden kriittisten välineiden, laitteiden ja tilojen toiminta ml. tietoliikenne merkittäväksi nimetyille sähköasemille
  • merkittäväksi nimettyjen sähköasemien varasähkönsyöttöjärjestelmät
  • kantaverkkoyhtiön valvomotoiminnan siirtäminen varavalvomoon.

Alitaajuussuojaus on osana varautumissuunnitelmaa

Järjestelmän varautumissuunnitelman kannalta merkittäviksi verkonkäyttäjiksi Fingrid on nimennyt kaikki jakeluverkonhaltijat ja suurjännitteisen jakeluverkon haltijat (1), suoraan kantaverkkoon liittyneet sähkönkuluttajat (2) sekä nykyiset ja uudet tyypin voimalaitokset C (> 10 MW) ja D (> 30 MW)(3).

Nimetyillä osapuolilla (numeroidut) on velvollisuus:

  • osallistua alitaajuussuojausjärjestelmän toteutukseen (1, 3)
  • osallistua automaattiseen ylitaajuudesta tapahtuvaan tuotannon irtikytkentään (mikäli tällainen toteutetaan Pohjoismaisella synkronialueella ja Suomessa) (1, 2, 3)
  • noudattaa kantaverkkoyhtiön ohjeita liittyen pätötehon, loistehon ja jännitteen säätöön sekä tuotannon ja kulutuksen irtikytkentään (1, 2, 3)
  • välittää kantaverkkoyhtiön vaatimukset ja ohjeet omaan verkkoonsa liittyneille kantaverkkoyhtiön nimeämille osapuolille (1, 3)
  • hoitaa testausvaatimukset koskien automatiikoiden toimintaa (1, 2, 3).

Käytönpalautussuunnitelma velvoittaa 24 h toimintakykyyn

Käytönpalautussuunnitelmaan kannalta merkittäviä verkonkäyttäjiä ovat suoraan kantaverkkoon liittyneet jakeluverkonhaltijat ja suurjännitteisen jakeluverkon haltijat, joiden keskikulutus on yli 30 MW sekä nykyiset ja uudet tyypin D voimalaitokset (> 30 MW).

Kolmantena ryhmänä ovat ne jakeluverkonhaltijat, joiden omistaman sähköaseman kautta kulkee reitti kantaverkkoon tai joiden omistaman sähköaseman kautta kulkee kantaverkon runkojohto.

Suoraan kantaverkkoon liittyneillä jakeluverkonhaltijoilla ja suurjännitteisen jakeluverkon haltijoilla on velvollisuus:

  • täyttää 24 h toimintakykyvaatimukset kriittisten työkalujen ja tilojen käytettävyydelle, mukaanlukien valvomo
  • varmistaa merkittäväksi nimettävien sähköasemien toimintakyky
  • varmistaa käytönvalvontajärjestelmä ja sen toiminnan kannalta välttämättömät järjestelmät, ml. tietoliikenne merkittäväksi nimetyille sähköasemille
  • järjestää puheviestintä Fingridin suuntaan.

Voimalaitoksen 24 h toimintakyky tarkoittaa, että ulkoisen sähkönsyötön menetyksen jälkeen, vähintään 24 h ajan:

  • voimalaitoksella pystytään tekemään tarvittavia säätötoimenpiteitä, joilla pyritään pitämään laitos omakäytöllä mahdollisimman pitkään
  • tehdään kytkentätoimenpiteet, jotta voimalaitos pystytään sähköjen palattua tahdistamaan verkkoon tai aloittamaan uudelleenkäynnistys mahdollisimman nopeasti kantaverkon käytönpalautusta tukemaan.

Sekä jakeluverkonhaltijoiden että voimalaitosten on

  • toteutettava puheviestintäjärjestelmä siten, että kantaverkkoyhtiöltä tulevat puhelut voidaan priorisoida
  • hoidettava testaus- ja monitorointivaatimukset koskien automatiikoiden toimintaa ja puhelinyhteyksiä.

Taajuussäätö-alitaajuustoimintatila (LFSM-U) sekä -ylitaajuustoimintatila (LFSM-O) vaaditaan vain uusilta ja uudistettavilta voimalaitoksilta. Nyt ei myöskään vaadita uutta omakäytölle jäämisen ja sillä pysymisen osalta eikä saarekekäyttö- eikä blackstart-ominaisuuksien osalta.

Sähköasemilla huomio kauko-ohjaukseen ja mittaustietoon

Lisäksi merkittävä-statuksen on saanut myös 234 sähköasemaa. Kantaverkossa näitä ovat muuntoasemat ja kytkinasemat, joilla on kauko-ohjattavia kytkinlaitteita. Jakeluverkoissa merkittäviä ovat sähköasemat, joilla on yhteys kantaverkkoon ja joilla on kauko-ohjattavia kytkinlaitteita.

Jakeluverkonhaltijan tulee toteuttaa 24 h toimintakyky merkittäviksi nimetyillä sähköasemillaan. Sähköaseman 24 h toimintakyky tarkoittaa, että ulkoisen sähkönsyötön menetyksen jälkeen:

  • välttämätön jakeluverkonhaltijan puheviestintä toimii vähintään 24 h ajan
  • sähköaseman mittaus- ja tilatiedot ovat suurhäiriön jälkeisen käytönpalautuksen kannalta käytettävissä käytönvalvontajärjestelmässä vähintään 24 tunnin ajan
  • olennaisten kytkinlaitteiden kauko-ohjaus tulee olla mahdollista vähintään 24 tunnin ajan (voimalaitoksen yhteys kantaverkkoon)
  • sähköaseman varasähkönsyötön tulee kyetä kattamaan sähköaseman omakäyttö vähintään 24 tunnin ajan.

Fingridin ja merkittävien osapuolien välinen 24 h varmennettu tietoliikenne ja puheviestintä on sovittu toteutettavaksi Erillisverkkojen palveluilla ja satelliittipuhelimilla. Osapuolet valitsevat lisäksi oman toimintakykynsä ja tietoliikenteensä varmistamiseen sopivan toteutustavan.