KTH-forskare: Elnätet är väldigt sårbart

Enligt SL:s siffror om antalet dagliga resenärer och Trafikverkets egna beräkningsmodeller är domen hård.

– Vi kan lugnt påstå att den samhällsekonomiska kostnaden uppgår till mångmiljonbelopp vid sådana här händelser, konstaterar Staffan Norrga, universitetslektor på avdelningen för Elektrisk energiomvandling på KTH.

Forskarkollegan Luigi Vanfretti håller med.

– Först av allt kan vi börja med att kontatera att elavbrott är oacceptabla i vårt samhälle. Förutom det så kan vi se att även ett från början litet elavbrott får effekter i hela elnätet och att vårt elnät är väldigt känsligt för dessa störningar, säger Luigi Vanfretti, universitetslektor vid avdelningen för elektriska energisystem vid KTH.

Tillsammans med kollegan och forskaren Staffan Norrga är de båda övertygade om att till exempel stoppet i järnvägstrafiken den sjätte november 2012 visar med önskvärd tydlighet att det finns ett behov av ökad övervakning och styrning av det nordiska elnätet. Och det snarast.

– Strömavbrotten som inträffade hade man kunna undvika, de var och är onödiga, säger Staffan Norrga.

Så här är det. Elnätet ska ha en frekvens på 50 Hz. Normalt accepterade gränsvärden är minst 49,85 Hz och max 50,15 Hz. Detta regleras genom att sänka elmatningen från till exempel kärn- och vattenkraft alternativt höja den. Höjd inmatning höjer också frekvensen, och vice verca.

Frekvensen är därtill en global parameter. KTH-forskarna Luigi Vanfretti och Staffan Norrga kan med hjälp av så kallade Phasor Measurement Units (PMU:er) mäta frekvensen och se hur elnätet mår i både Sverige, Norge och Finland som ingår i samma nät.

Vid ett lastbortfall (typiskt ett strömavbrott) uppstår plötsligt en överkapacitet, vilket gör att frekvensen går upp. Det orsakar i sin tur, om det vill sig illa och som i fallet med elavbrottet den sjätte november, att delar av elnätet kopplas bort. Alltså uppstår nya elavbrott på andra ställen, elavbrott som i många fall kunde ha undvikits.

– När frekvensen går upp över det övre gränsvärdet kopplas grenar av elnätet bort automatiskt av säkerhetsskäl. Detta dels för att elektrisk utrustning inte ska skadas, dels för att sådana skador i sin tur kan leda till andra problem, säger Luigi Vanfretti.

Det var alltså med hjälp av sådana PMU:er som de båda KTH-forskarna kunde konstatera att det första elavbrottet påverkade hela det sammanhängande nordiska elnätet med fler elavbrott som följd.

– Med en större tillgång till detaljerade och tidssynkroniserade mätningar från PMU:er spridda över elnätet finns det en möjlighet att använda dem som för att samla in information för stabilisering. De kan användas till exempel för automatisk styrning av HVDC-länkar, som den nya Sydvästlänken, där de kan bidra till att styra kraftflödet för att mildra effekterna av störningar och elavbrott som den vi nyligen upplevde. Det skulle öka styrkan i nätet så att detta blir mindre känsligt för till exempel elavbrott, säger Staffan Norrga.

Således efterlyser han och kollegan mer resurser till forskning runt detta.

Ett elnät med fler PMU:er, möjlighet till blixtsnabb styrning och så vidare, är en del av konceptet Smarta elnät.

För mer information, kontakta Staffan Norrga på 0705 - 60 15 84 / norrga@kth.se eller Luigi Vanfretti på 08 - 790 66 25 / luigi.vanfretti@ee.kth.se.

Peter Larsson