2.1. Euroopa ja Eesti elektrisüsteemi ülevaade

2.1. Euroopa ja Eesti elektrisüsteemi ülevaade

Euroopa elektrisüsteem koosneb ühendelektrisüsteemidest, mis on allpool loetletud nende suuruse järjekorras (vt joonis 1):

  • Mandri-Euroopa ühendelektrisüsteem, endine UCTE haldusala;
  • Põhjamaade ühendelektrisüsteem, endine NORDEL-i haldusala;
  • Suurbritannia elektrisüsteem, endine UKTSOA haldusala;
  • Iirimaa elektrisüsteem, endine ATSOI haldusala;
  • Baltimaade elektrisüsteem, endine BALTSO haldusala, mis on sünkroonühenduses Venemaa ühendelektrisüsteemiga (IPS/UPS);
  • Islandi elektrisüsteemil ei ole ühendusi teiste elektrisüsteemidega.

Joonis%2010%20Elektris%C3%BCsteemide%20sagedusalad.jpg

Joonis 1. Elektrisüsteemide sagedusalad Euroopas. Baltikum on osa Venemaa ühendelektrisüsteemi sünkroonalast.

2009. aastal loodi nende elektrisüsteemide süsteemihaldureid koondav organisatsioon ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators for Electricity). Seoses sellega likvideeriti senised ühendused UCTE, NORDEL, UKTSOA, ATSOI ja BALTSO. ENTSO-E rolliks on süsteemihaldurite riikidevahelise koostöö koordineerimine ning mitmete EL-i kolmandast energiapaketist tulenevate ülesannete täitmine. Kõigi Euroopa Liidu riikide elektrisüsteemid on omavahel ühendatud kas alalisvoolu või vahelduvvoolu ühendustega, mis loob alused üleeuroopaliseks elektrienergiaga kauplemiseks ning loob ka üleeuroopalise mõõtme varustuskindlusele.

2.1.1. Eesti põhivõrk

2.1.1. Eesti põhivõrk

Elering haldab 110-330 kV kõrgepingel liine, mis ühendavad terviklikuks energiasüsteemiks Eesti suuremad elekt- rijaamad, jaotusvõrgud ja suurtarbijad (vt joonis 2). Eleringi omanduses on ülepiirilised ühendused Soome, Läti ja Venemaaga. Eesti elektrisüsteem töötab sünkroonselt Venemaa ühendatud energiasüsteemiga (IPS/UPS) ja on ühendatud 330 kV ülekandeliinide kaudu Venemaa ja Lätiga.

Eesti 110-330 kV elektrivõrk on oma põhiosas rajatud aastatel 1955-1985 osana Vene ühtsest energiasüsteemist, tagamaks Peterburi ja Riia elektrivarustust Narvas põlevkivist toodetud elektriga. Hiljem on Eestis muutunud peamisteks tarbimiskeskusteks Tallinn, Tartu ja Pärnu, mis on omakorda tinginud ülekandevõrgu laienemise ja tugevdamise nendesse piirkondadesse.

Tabel 1 Eesti ülekandevõrgu põhinäitajad (seisuga jaanuar 2018)

Liinid Pikkus, km Alajaamad Kogus, tk
330kV 1700 330kV 11
220kV 158 110kV 137
110kV 3424    
35kV 44    
Kokku 5326 Kokku 148


Eesti siseriiklikud võimsusvood liiguvad hetkel olulisel määral Narva-Tallinna ja Narva-Tartu suunal. Narva-Tartu suunalist ühendust kasutatakse enamasti ekspordiks ja transiidiks Venemaalt Lätti, Leetu ja Kaliningradi, ühenduse läbilaskevõime on hetkel piisav. Eesti põhilist koormuspiirkonda, Tallinna ja Harjumaad toidetakse läbi Narva-Tallinna suunalise ülekandevõrgu. Alates 2006. aastast lisandus Tallinna piirkonda ka 350 MW EstLink 1 ühendus, mille mõlemasuunaliseks kasutamiseks rajati piisava läbilaskevõime tagamiseks Balti-Harku 330 kV õhuliin, mis valmis 2006. aastal.

EstLink 1 ühendus alustas tööd 2006. aasta lõpus ja algselt rentisid Elering ja Fingrid merekaablit selle omanikelt Nordic Energy Linkilt ja N.E.L. Finland Oy-lt (mille omanikeks olid Eesti Energia 39,9, Latvenergo 25, Lietuvos Energijos Gamyba 25 ja Finestlink 10,1 protsendiga). 2013. aasta sügisel lõpetasid Elering, Fingrid ja Nordic Energy Link kõnelused Eesti-Soome esimese elektriühenduse EstLink 1 omandi üle. Vastavalt allkirjastatud lepingule läks EstLink 1 2013. aasta 30. detsembrist üle süsteemioperaatoritele Elering ja Fingrid. Ühenduse omanikud saavad nn pudelikaelatulu nende tundide eest, mil Eesti ja Soome hinnapiirkondades on erinevad hinnad. Süsteemihaldurid investeerivad saadud pudelikaelatulu täiendavate ühenduste loomiseks. Samuti läheb merekaabli ostmisega süsteemihalduritele üle kogu vastutus EstLink 1 töökindluse tagamise ning kadude katmise eest. Eleringi ja Fingridi poolt ehitatud EstLink 2 on elektrituru kasutuses alates 6. detsembrist 2013.

Seoses 2014. aastal valminud EstLink 2 alalisvooluühendusega rekonstrueeriti ka Eesti-Püssi ja Balti-Püssi 330 kV õhuliinid. Pärnu ja Tartu koormuspiirkondade kindlamaks varustamiseks valmis 2014. aastal Tartu-Viljandi-Sindi 330 kV liin. Ehitamisel on Harku-Lihula-Sindi 330 kV liin, mille eeldatavaks valmimisajaks on 2020. aasta. Harku-Lihula-Sindi liin on osa Eesti-Läti kolmandast ühendusest, mis üheaegselt vähendab elektrituru ülekandevõimsuse puudujääki Eesti ja Läti vahel ning võimaldab tulevikus desünkroniseerimist Venemaa ühendelektrisüsteemist.

Eestil on praegu kokku seitse ühendust naaberriikidega. Kaks ühendust on alalisvooluliinid EstLink 1 ja EstLink 2 Eesti ja Soome vahel. Kaks liini ühendavad Eesti elektrisüsteemi Lätiga. Venemaaga ühendab Eesti elektrisüsteemi kolm ülekandeliini, kaks Narva juures ning kolmas Pihkva juures.

Joonis 2 Eesti elektrisüsteemi põhivõrk

2.1.2 Regionaalne elektrisüsteem

2.1.2 Regionaalne elektrisüsteem

Eesti ning Baltikum tervikuna on naaberriikidega elektriliselt hästi ühendatud. Euroopa elektrituruga ühendavad Baltikumi lisaks EstLink-idele ka Leedu ühendused Rootsiga (NordBalt) ja Poolaga (LitPol). Ühendused Soomega on kokku 1016 MW, Poolaga 500 MW ja Rootsiga 700 MW. Olles arendatud osana Venemaa elektrisüsteemist, on Balti riikide elektrisüsteemidel mitmed ühendused ka Venemaa ja Valgevenega.

Oluline sisend elektriturule on hinnapiirkondade vahelised ülekandevõimsused (vt joonis 3). Hinnapiirkonnad on alad, mille sees puuduvad olulised ülekandevõimsuste piirangud, kuid mille vahel on ülekandevõimsus piiratud. Näiteks moodustab Eesti ühe hinnapiirkonna, samas kui Rootsis on neli erinevat hinnapiirkonda. Ülekandevõimsused on elektriturule seatavad piirangud elektrienergia liikumisele, kirjeldades elektrisüsteemi tehnilist võimekust elektrivoogude liigutamiseks hinnapiirkondade vahel. Näiteks on Eesti ja Soome hinnapiirkondade vaheline alalisvooluühenduse ülekandevõimsus suunal Soomest Eestisse 1016 MW, mis tähendab võimalust liigutada elektrienergia voogusid maksimaalselt 1016 MWh igal tunnil.

Ülekandevõimsuste arvutamisel arvestab süsteemihaldur ülekandesüsteemi tehnilise võimekusega kanda üle elektrienergiat ühest hinnapiirkonnast teise. Sealjuures on oluline, et ükski süsteemi element ei tohi olla üle koormatud ja seda ka N-1 olukorras. Kõik ühes vahelduvvoolusüsteemis (sünkroonalas) paiknevad tootmisvõimsused ja liinid on otseses vastastikmõjus ning selle vastastikmõju tõttu mõjutavad liinide koormatusi. Sellest tulenevalt sõltub hinnapiirkondade vaheliseks ülekandeks kasutatav võimsus konkreetsest olukorrast elektrisüsteemis ja võib seetõttu erineda nii erinevatel perioodidel aastas kui ka erinevatel tundidel päevas.

Süsteemihaldurid arvutavad omavahel ühendatud piirkondade vahelisi ülekandevõimsusi järgmiseks päevaks päev- ette turu tarbeks. Päevasiseselt arvutatakse täiendavalt ülekandevõimsusi ka päevasisese kauplemise jaoks. Lisaks sellele arvutatakse hinnangulised ülekandevõimsused võrgu hooldustööde ja välistemperatuuri põhjal nii nädal, kuu kui ka aasta ette.

 

Joonis 3 Maksimaalsed ülekandevõimsused Läänemere regioonis 2018. aastal (MW), Nord Pool andmetel

Metoodika kohaselt ühenduse ülekandevõimsuse määratlemisel kahe süsteemi vahel arvutatakse võimsus mõlema TSO (Transmission System Operator e süsteemihaldur) poolt arvutiprogrammide abil, kasutades koordineeritud netoülekandevõimsuse meetodit. Kui arvutatud väärtused on erinevad, kasutatakse neist madalamat, et tagada süsteemide varustuskindlus. TSO-d garanteerivad kogu pakkumispiirkondade vahelise NTC (Net Transfer Capacity e vaba ülekandevõimsus elektribörsi hinnapiirkondade vahel) andmise elektriturule järgmise päeva kaubanduseks. Järgmise päeva kaubandusest kasutamata jäänud saadaolev ülekandevõimsus pakutakse päevasisesele turule.

Kuni 3. juunini 2013 kehtisid Eesti ja Läti vahel Balti süsteemihaldurite poolt kokku lepitud võimsuse jaotamise põhimõtted, mille alusel Eesti ja Läti vahelisest ülekandevõimsusest 20% jaotati explicit meetodil ja 80% implicit meetodil. Märtsis 2013 allkirjastasid Eesti, Läti ja Leedu süsteemihaldurid Elering, Augstsprieguma tīkls and Litgrid kokkuleppe, mille alusel alates elektrituru Läti hinnapiirkonna avanemisest 3. juunil 2013 antakse kogu Eesti ja Läti vaheline ülekandevõimsus jaotamiseks elektriturule implicit meetodil. 11. novembril 2015 leppisid süsteemihaldurid kokku Balti riikide vahelistel piiridel ja piiridel kolmandate riikidega piiriüleste võimsuste arvutamise ja jaotamise reeglid („Terms, Conditions and Methodologies on Cross-Zonal Capacity Calculation, Provision and Allocation within the Baltic States and with the 3rd Countries”).

Nagu eelpool mainitud, leppisid Balti riikide süsteemihaldurid 11. novembril 2015 kokku Balti riikide vahelistel piiridel ja piiridel kolmandate riikidega piiriüleste võimsuste arvutamise ja jaotamise reeglid. Reeglite kohaselt saavad Venemaa ja Valgevene riikide elektrimüüjad Eesti-Venemaa, Läti-Venemaa, Leedu-Valgevene ja Leedu-Kaliningradi ühenduste kaudu elektrit Balti riikidesse müüa vaid elektribörsi vahendusel. Kogu kolmandatest riikidest pärit elekter liigub vastavalt Balti süsteemihaldurite kokkulepitud metoodikale Leedu hinnapiirkonda järgmise päeva kaubanduseks. Eesti-Venemaa ja Läti-Venemaa piirile kaubanduslikku võimsust ei anta. Samuti ei toimu kolmandate riikide piiril päevasisest kauplemist.

Hetkel on Baltimaade elektrisüsteemi sagedus seotud jäigalt Venemaa ühendenergiasüsteemi (IPS/UPS) sage- dusega, mille osa on ka Eesti, Läti ja Leedu energiasüsteemid. Eesti elektrisüsteem kuulub koos Läti, Leedu, Vene ja Valgevene elektrisüsteemidega koostööorganisatsioon BRELL, mille raames toimub koordineeritud süsteemi opereerimine.

Strateegilise plaanina tegeletakse Baltikumi elektrisüsteemi eraldamisega Venemaa ühendelektrisüsteemist. Plaanis on Baltikumi elektrisüsteem sünkroniseerida Kesk-Euroopa sünkroonalaga läbi Leedu ja Poola vaheliste ühenduste. Lähematel aastatel tegeletakse Baltikumi elektrisüsteemi eraldi süsteemina toimimise võimekuse suurendamisega. Selleks viikase 2019 läbi Baltikumi eralduskatse ning arendatakse saartalitluseks ning sünkroniseerimiseks vajalikku infrastruktuuri. Täpsemalt regionaalse elektrisüsteemi arengute kohta saab lugeda Eleringi Varustuskindluse aruandest[1] ja ENTSO-E kümne aasta arengukavast[2].

 



2.1.3 Varustuskindluse tagamine

2.1.3 Varustuskindluse tagamine

Euroopa energiapoliitika üks nurgakivi on varustuskindlus – see on süsteemi võime tagada tarbijatele nõuetekohane elektrivarustus. Euroopa Parlamendi ja Euroopa Liidu Nõukogu direktiivi 2005/89/EÜ eesmärgiks on tagada:

  • elektritootmisvõimsuse piisav tase;
  • nõudluse ja pakkumise piisav tasakaal;
  • liikmesriikide võrkudevaheliste ühenduste asjakohane tase.
 
Järgnevalt on toodud varustuskindluse kontseptsiooni põhimõtted:
  1. Süsteemi tavatalitlus peab olema staatiliselt ja dünaamiliselt stabiilne.
  2. Häire korral peavad süsteemi ühtsus ja töövõime säilima.
  3. Ühe piirkonna varustuskindluse säilitamisest tähtsam on tagada süsteemi kui terviku varustuskindlus.
  4. Häire ajal ja häire tõttu tekkinud olukorras võivad süsteem ja selle osad talitleda tavalisest väiksema töö- ja varustuskindlusega, kui see on vajalik häire lokaliseerimiseks või kõrvaldamiseks või tarbijate elektrivarustuse taastamiseks. Ühe elemendi väljalülitumine on lubatud, kui see ei põhjusta kogu piirkonna tarbijate elektrivarustuse katkestust ega avariitõrjeautomaatika talitlust, kusjuures süsteemihaldur kõrvaldab süsteemihäire sellest teadasaamisest alates 30 minuti jooksul, kui see on tehniliselt võimalik. Kahe elemendi väljalülitumine on lubatud, kui see ei põhjusta süsteemi täielikku kustumist – sellisel juhul on lubatud ühe või mitme piirkonna või kuni 80% ulatuses kogu süsteemi tarbimise väljalülitumine. Enam kui kahe elemendi häire tagajärjel võib kogu süsteem kaotada stabiilsuse ja jaguneda iseseisvateks osadeks ning tekitada seeläbi mõne piirkonna täieliku elektrikatkestuse – selliste häirete kõrvaldamiseks töötab süsteemihaldur välja üksikasjaliku süsteemi terviklikkuse ja varustuskindluse taastamise plaani. Süsteemihaldur paigaldab avariitõrjeautomaatika seadmed, et vältida häirete tagajärjel kogu süsteemi kustumist.
  5. Süsteemihaldur koostab tarbimisnõudluse rahuldamiseks vajaliku tootmisvaru hinnangu, lähtudes nõudest, et süsteemi piisavuse varu ei tohi olla väiksem süsteemi päevasest maksimaalsest tarbimisest (tiputarbimine), millele on lisatud 10% varu elektrivarustuse tagamiseks ootamatute koormuse muutuste ning pikemaajaliste planeerimata tootmiskatkestuste korral.
 
Kõige olulisem elektrituruseadusega Eleringile kui Eesti süsteemihaldurile pandud ülesanne on varustuskindluse tagamine, mis on ka ettevõtte missiooniks. Hindamaks varustuskindluse olukorda, koostab Elering igal aastal varus- tuskindluse aruande4, milles analüüsib varustuskindluse erinevaid aspekte ning annab hinnangu varustuskindluse olukorrale kuni 15 aastat ette.
 
Eleringi hinnangul tuleb Eesti elektrilist varustuskindlust vaadelda regionaalses perspektiivis ning seda kohalike tootmisvõimsuste ja ülekandevõimsuste koosmõjus. Praegu on riikidevahelised ühendused ning tootmisvõimsused naabersüsteemides piisavad, et tagada Eesti elektrisüsteemi toimimine ka olukorras, kus tarbimine kasvab kiiremini kui prognoositud või olemasolevad tootmisseadmed suletakse enne prognoositud aega. Eelduseks naabersüstee- mide tootmisressursside kasutamisele on toimiv regionaalne elektriturg, mis võimaldab elektrienergia takistamatut liikumist üle riigipiiride.

4 Varustuskindluse aruanded on leitavad Eleringi veebilehelt: https://elering.ee/toimetised#tab0