Trening czyni mistrza – w tym powiedzeniu jest sporo prawdy. Bez względu na to, czy chodzi o powtarzanie do znudzenia tych samych ruchów podczas zajęć ze sztuk walki, czy o wirtualne starcia z przedstawicielami obcych cywilizacji odbywane przez kadetów w Akademii Gwiezdnej Floty (znanej fanom serialu „Star Trek”), ćwiczenia mają na celu wyrobienie odruchów, które pozwolą obronną ręką wyjść z sytuacji awaryjnych. Wiedza o tym, co je zwiastuje i jak się zachowywać, kiedy już nadejdą, pozwala uniknąć niepotrzebnych strat – zwłaszcza tam, gdzie zdarzają się one rzadko. Na przykład w energetyce.

To dlatego w szkoleniu młodych adeptów, którzy będą zarządzać mocą w różnych skalach, buduje się specjalne symulatory, które potrafią naśladować zachowanie układów elektroenergetycznych w zakładach przemysłowych, a nawet w całych sieciach przesyłowych. Takie urządzenie skonstruował dr Andrzej Włóczyk z Politechniki Opolskiej. – Dążymy do tego, by zminimalizować koszty i skrócić czas szkolenia osób, które następnie będą odpowiadały za prawidłowe działanie sieci w różnych skalach. Jednocześnie sposób symulacji musi w kompleksowy sposób przedstawiać zjawiska występujące w realnie stosowanych układach – tłumaczy dr Włóczyk.

Urządzenie przypomina dużą, szarą szafę, której front pokrywają różne przełączniki, zegary cyfrowe i analogowe. Oprócz tego integralną częścią zestawu jest oprogramowanie, w którym użytkownik symulatora może wprowadzić różne wejściowe dane, dotyczące specyfiki symulowanego układu. Jak zapewnia dr Włóczyk, urządzenie jest uniwersalne i może służyć do symulacji dowolnego układu. – Cały system jest kompletny i analogiczny do tego, który będzie występował w rzeczywistym obiekcie elektroenergetycznym – mówi naukowiec.

Osoba, która będzie miała za zadanie zarządzanie mocą, musi mieć świadomość, jak współdziałają i zależą od siebie wszystkie komponenty wielkiego obwodu, jakim de facto jest sieć elektroenergetyczna, np. w zakładzie przemysłowym. Do tego właśnie niezbędne jest obcowanie z fizycznym symulatorem, wyposażonym w wykorzystywane w tej branży urządzenia. Dlatego również symulator skonstruowany przez dra Włóczyka wyposażony jest w fizyczne modele wyłączników, odłączników, przełączników, zaczepów i transformatorów, innymi słowy wszystkiego, z czym przyszły energetyk może się spotkać w codziennej pracy.

– Taka osoba musi się nauczyć sposobu działania, reakcji w różnych warunkach i konfiguracji zespołu automatyki zabezpieczeniowej, czyli urządzeń reagujących w sytuacji kryzysowej bez konieczności ingerencji człowieka celem ochrony sieci elektroenergetycznej. W taki zespół wyposażony jest np. każdy transformator, także te, które znajdują się w charakterystycznych, buczących budynkach na osiedlach mieszkaniowych. Na symulatorze możemy pokazywać zachowanie automatyki zabezpieczającej w takich sytuacjach jak błędne położenie styku pomocniczego, sklejenie styków roboczych czy zakłócenia sieciowe – tłumaczy dr Włóczyk.

Symulator na razie służy Włóczykowi jako pomoc naukowa na zajęciach, które prowadzi ze studentami. Oprócz dydaktyki urządzenie mogłoby być wykorzystywane do symulowania sieci elektroenergetycznych w zakładach przemysłowych celem przetestowania budowanych do nich komponentów. Przez wzgląd na różnorodność działalności prowadzonej w fabrykach, halach montażowych i kopalniach wiele komponentów elektroenergetycznych skrajane jest bezpośrednio na potrzeby zakładu. Innych transformatorów potrzebuje kopalnia, która jest wyposażona w 6-megawatowe turbiny do wtłaczania powietrza pod ziemię, a innych huta wyposażona w martenowski piec. Firmy dostarczające rozwiązania z zakresu elektroenergetyki dla przemysłu mogłyby więc wykorzystać symulator do testowania wytwarzanych przez siebie komponentów, aby jeszcze przed dostarczeniem produktu sprawdzić, jak będzie się zachowywał w docelowym środowisku.

– Testowanie takich rozwiązań przed dostarczeniem do klienta jest niezbędne. Aktualnie wykorzystywane są testery dla pojedynczych urządzeń, zastosowanie naszego rozwiązania pozwala poprzez wykonanie nieskomplikowanych połączeń na zasymulowanie pracy diagnozowanego urządzenia w stanach normalnych, zakłóceniowych i podczas uszkodzeń aparatury elektroenergetycznej. Taka diagnostyka pozwala na bezbłędną i pełną ocenę systemu – mówi dr Włóczyk.

Przydatność symulatorów takich jak ten skonstruowany przez dr Włóczyka czy też systemów opartych wyłącznie na oprogramowaniu docenia energetyka praktycznie na każdym szczeblu – od dostawców sprzętu po operatorów narodowych systemów przesyłowych. To na tych ostatnich ciąży zresztą największa odpowiedzialność, głównie przez możliwość wystąpienia rzadkich, ale dotkliwych sytuacji awaryjnych, na skutek których możliwość generowania energii tracą na przykład całe bloki energetyczne. Ich ponowne uruchomienie może w skrajnych przypadkach zająć nawet kilka dni. Taką sytuacją był na przykład blackout w Szczecinie w 2008 r.

Celem wyszkolenia personelu odpowiedzialnego za nadzór nad całością systemu przesyłowego narodowy operator Polskie Sieci Elektroenergetyczne już w 2013 r. zainstalował w swojej siedzibie specjalny Symulator Krajowego Systemu Elektroenergetycznego. Z zarządzania sytuacjami awaryjnymi szkolą się tam pracownicy krajowej i okręgowych dyspozycji mocy, a także dyspozytorzy operatorów systemu dystrybucyjnego oraz dyżurni inżynierowie ruchu elektrowni. Chodzi przede wszystkim o to, aby wyrobić w tych ludziach dobre odruchy na wypadek sytuacji awaryjnych, które nie zdarzają się często, a mogą być katastrofalne w skutkach.

– Dla bezpiecznej pracy Krajowego Systemu Elektroenergetycznego niezwykle istotne są umiejętność rozpoznawania i likwidowania zagrożeń oraz właściwe postępowanie służb dyspozytorskich krajowej i okręgowych dyspozycji mocy w stanach pracy zakłóceniowej i awaryjnej. Dlatego też wyłączenia kaskadowe, zwarcia, utrata stabilności napięciowej, a nawet rozpad i odbudowa systemu – to tylko część zjawisk, które będą objęte zakresem szkoleń prowadzonych w naszym symulatorze – podkreślał podczas oddawania do użytku symulatora Henryk Majchrzak, prezes zarządu PSE.