BLACKOUT AMERICANO E ITALIANO: LUNEDÌ, 10 MAGGIO 2004 SALA BERNINI, RESIDENZA DI RIPETTA VIA DI RIPETTA 231, ROMA

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1 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 Usa- Canada 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

2 BLACKOUT AMERICANO E ITALIANO: Settembre : : Italia al al Buio Agosto :: disservizio USA-Canada

3 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

4 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) carichi 3500 pompe totale produzione (18700 termica)

5 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 Riddes Ticino Lavorgo Soazza Robbia Lienz Albertville d.t Divacia 194

6 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) h ) h ) h

7 apertura in seguito a guasto della linea Mettlen Lavorgo, 380 kv Il primo evento che perturba la situazione avviene circa alle 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

8 Variazione delle importazioni (MW) ai confini, alle , dopo apertura della Mettlen Lavorgo 380kV Da 450 a750 X Da 500a600 Riddes Da 1200 a 1775 (110%) Robbia Lavorgo Soazza Lienz Albertville d.t (da 3600 a 3050) Divacia

9 Tra le 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 Tutti questi provvedimenti si rivelano inefficaci a ridurre il sovraccarico della Sils Soazza.

10 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 , 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 Alle 3.01scatta la Lavorgo Mettlen Per 24 minuti la Sils Soazza è in sovraccarico

11 Albertville Alle 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 d.t. Da 600 a 780 Riddes (da 2500a 4000) Lavorgo XX X Soazza Robbia 300 verso il Ticino (da 2900 a 500 =-2400) Persi 2400 MW circa +740 Lienz +100 (da 700 a 1440) da 200 a 300 Divacia

12 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)

13 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 Robbia Lavorgo Riddes 2 2 Lienz 4 Albertville 3 d.t. 5 Divacia

14 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 e ) 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

15 11200 MW 6000/7000 MW 6600 MW MW

16 Alle Alle l Italia (meno la la Sardegna) ed ed Il Il Ti T (circa milioni di di persone) sono al al bui

17 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

18 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 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 ( kV ) 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

19 FINE

20 RETE ITALIANA NORD OVEST Ponte Airolo Avise Riddes e Valp Riddes Pall-Morel Mus-Lav Mese Gord Bulc.-Soazza So-Robbia

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22 Scheduled situation h 03:30 (MW) Actual situation h 03:00 (MW) Difference Difference (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 Table 2.2 Balance of electric power in the Italian system at 03:00 (provided by GRTN) 0

23 PRINCIPALI CAUSE DI DISTACCO DELLE CENTRALI (da rapporto UCTE)

24 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)

25 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

26 Principali fattori che hanno contribuito ai blackouts UsaCanada UsaCanada ItaliaSvizzera ItaliaSvizzera 1 Mancato rispetto regola N-1 NO In parte 2 Mancato taglio alberi SI SI 3 Inadeguata comunicazione tra TSO SI SI 4 Transiti elevati su lunghe distanze In parte SI 5 Rinforzi rete avrebbero giovato? NO In parte 6 Inadeguato addestramento SI In parte operatori 7 Inadeguata disponibilità di IT SI NO

27 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.