Käyttövarmuuden ylläpito
Sähköjärjestelmän käyttövarmuuden ylläpito tarkoittaa sitä, että järjestelmä mitoitetaan ja sitä käytetään siten, että häiriöiden vaikutukset minimoidaan ja varaudutaan palauttamaan sähköjärjestelmä normaalitilaan sekä selvittämään häiriöt mahdollisimman nopeasti.
Verkon mitoitus
Suomen sähköjärjestelmä on mitoitettu yhteispohjoismaisesti sovittujen periaatteiden mukaisesti. Tärkein mitoitusperiaate on se, että sähköjärjestelmän pitää joka hetki kestää mikä tahansa yksittäinen vika niin, ettei se johda vian vaikutusalueen laajenemiseen tai pahimmillaan suurhäiriöön Suomessa. Tällaisia vikoja ovat mm. minkä tahansa generaattorin, voimajohdon tai tehomuuntajan pysyvä eroon kytkentä. Sähköjärjestelmän kannalta pahimmasta viasta käytetään nimitystä mitoittava vika. Mitoittava vika vaihtelee verkon käyttötilanteiden mukaan, monesti kyseessä on suurimman tuotantoyksikön laukeaminen tai laaja kiskovika.
Siirtorajat
Kantaverkon siirtojen hallinnalla ylläpidetään sähkönsiirrot kunkin käyttötilanteen sallimissa rajoissa, jotka määritellään käyttövarmuuslaskelmin ottaen huomioon sähköjärjestelmässä mahdollisesti esiintyvät viat. Siirtorajat vaihtelevat eri käyttötilanteissa ja mm. suunnitelluilla verkon huoltokeskeytyksillä saattaa olla suuri vaikutus siirtorajoihin.
Siirtorajat selvitetään tapauskohtaisesti laskennoin. Periaatteena on, että mitoittava vika ei saa johtaa tahtikäytön menetykseen, jännitteen romahdukseen, kuormien irtikytkentään, liian suuriin jännite- tai taajuuspoikkeamiin, verkko-osien ylikuormittumisiin tai vaimentumattomiin sähkömekaanisiin heilahteluihin.
Siirtoa rajoittavaa kohtaa verkossa kutsutaan pullonkaulaksi. Kantaverkon lyhytaikaiset pullonkaulat hoidetaan kuntoon kaupallisesti vastakauppojen avulla ja pitkäaikaiset pullonkaulat hinta-alueilla tai verkkoa vahvistamalla.
Verkon osien kunnossapitoa ja muutostöitä varten on järjestettävä suunniteltuja keskeytyksiä eli otettava verkon osia tilapäisesti pois käytöstä. Niiden huolellisella ennakkosuunnittelulla ja ajoituksella varmistetaan kantaverkon mahdollisimman häiriötön ja taloudellinen käyttö, mistä hyötyvät sähkökaupan kaikki osapuolet.
Häiriönhallinta
Häiriönhallinnan tarkoituksena on estää sähköjärjestelmään syntyneiden häiriöiden laajeneminen ja palauttaa voimajärjestelmä normaalitilaan mahdollisimman nopeasti. Häiriönhallintaa varten sähköjärjestelmässä ylläpidetään sekä teho- että siirtoreservejä. Fingrid vastaa Suomen sähköjärjestelmässä tarvittavien reservien ylläpidosta käyttäen hyväksi omia resurssejaan sekä ostamalla reservien ylläpitoa muilta resurssin haltijoilta. Sähköjärjestelmän vakavissa häiriöissä häiriönselvityksen johtajana toimii Fingrid Oyj:n voimajärjestelmäkeskus.
Taajuusohjattu ja nopea häiriöreservi sekä black start-reservit
Sähköjärjestelmää koskeviin häiriöihin varaudutaan häiriöreserveillä. Tällaisia häiriöitä ovat mm. generaattorin irtoaminen verkosta (kulutus suurempi kuin tuotanto) ja kuormituksen pois laukeaminen (tuotanto kulutusta suurempi).
Taajuusohjattu häiriöreservi on taajuudenmuutoksista automaattisesta aktivoituvaa pätötehoreserviä. Taajuusohjatun häiriöreservin aktivoituminen alkaa taajuuden laskiessa alle 49,9 Hz ja reservi on kokonaan aktivoitunut taajuudella 49,5 Hz. Taajuusohjattuna häiriöreservinä käytetään sekä voimalaitosten pätötehoreservejä että irtikytkettäviä kuormia. Lisää taajuusohjatusta häiriöreservistä on kerrottu kohdassa taajuuden ylläpito.
Nopea häiriöreservi on manuaalisesti aktivoitavaa pätö- ja loistehoreserviä, mikä on aktivoitavissa 15 minuutissa. Aktivoimisen jälkeen sähköjärjestelmä on palautettu sellaiseen tilaan, että se kestää uuden mahdollisen häiriön. Nordel- verkossa (yhteispohjoismainen verkko) kullakin maalla on oltava nopeaa häiriöreserviä oman maansa mitoittavaa vikatapausta vastaava määrä, mikä Suomen osalta on normaalisti 865 MW.
Suomen nopea häiriöreservi koostuu Fingridin hallinnassa olevasta kaasuturbiinikapasiteetista (n. 819 MW) sekä irtikytkettävästä kuormasta (n. 425 MW). Käynnistyksen tai irtikytkennän mahdollisessa häiriötilanteessa tekee Fingrid Oyj:n Voimajärjestelmäkeskus.
Black start ominaisuuden omaavat koneistot pystyvät käynnistymään jännitteettömään verkkoon ilman ulkopuolista sähkönsyöttöä. Ominaisuuden avulla pystytään suurhäiriön yhteydessä palauttamaan jännite verkkoon. Osalla Fingridin kaasuturbiinilaitoksista on black start ominaisuus, mutta mikäli jännitettä ei ole saatavissa Suomesta, pyritään se ensisijaisesti saamaan Ruotsin 400 kV:n asemalta.
