Малку подолгиот одговор, што го објаснува неодамнешниот блекаут во Шпанија, Португалија и дел од Франција, би бил дека обновливите извори на енергија (ОИЕ), а во прв ред ФЕЦ, толку многу брзо се инсталирале, што не стигнале да го модифицираат системот за регулација на фреквенција во мрежата за да одговара на овие нови извори, кои наместо вртливи (синхрони) генератори користат електронски инвертери. Веројатно не биле инсталирани ни доволно системи за складирање на енергијата (батериски и со реверзибилни хидроцентрали), коишто би имале стабилизирачко дејство на системот.

Најпрво да ја разгледаме моменталната состојба на ова поле, потоа промените коишто се во тек и конечно системот за регулација на иднината.

1. Традиционално регулацијата на фреквенцијата во мрежата се врши преку регулација на брзината на вртењето на турбините, а оваа пак преку регулација на моќноста. Сите генератори во Европа се поврзани на една мрежа, во еден момент имаат иста фреквенција и заеднички мораат со својата активна моќност да ја задоволат моменталната моќност на оптоварувањето (потрошувачката).

Доколку електричното оптоварување се зголеми, тоа се одразува како зголемен механички товар (вртежен момент) на вратилото од турбината (поточно на сите турбини во даден момент во Европа), што има тенденција да ја намали брзината на вртење и фреквенцијата на генераторот, се додека системот за регулација го зголеми дотокот на пареа или вода, ја зголеми моќноста на турбината и конечно активната моќност на генераторот. Откако вртежниот момент на турбината ќе го достигне или малку надмине моментот од оптоварувањето, согласно законите на динамиката вишокот на погонски момент ќе ја забрза турбината и ќе ја поткрене фреквенцијата. Ова е заедничко дејство на сите турбини во даден момент во Европа. Обратното се случува при намалување на оптоварувањето. Ниту една турбина не може да се врти побрзо или побавно од моменталната мрежна фреквенција (зависно од бројот на полови во генераторот), бидејќи мрежната фреквенција со вртливото магнетско поле не им го дозволува тоа на синхроните генератори. Можна е само извесна мала разлика во фазните агли.

Во меѓувреме, додека регулацијата одреагира и ја зголеми механичката моќност, благодарение на вртливите маси односно моментот на инерција на роторот од турбината и генераторот, фреквенцијата нема многу да се намали. Велиме дека системот поседува „ротациона резерва“, што ги израмнува осцилациите на фреквенцијата.

Можеме да кажеме дека благодарение на промените на фреквенцијата под дејство на товарот, којашто е иста во целата мрежа, регулаторите на турбините добиваат сигнал за потребното зголемување или намалување на моќноста, а со тоа и корекција на фреквенцијата. Ако одиме малку повеќе во детали, ќе кажеме дека сите турбогенератори не ја регулираат моќноста истовремено. Некои работаат со константна (базна) моќност (воглавно во нуклеарните и термо централите), додека другите се трудат преку регулација на моќноста да ја задоволат променливата потрошувачка.

Во секој случај, сите централи заеднички придонесуваат за одржување на фреквенцијата на номиналните 50 Hz, доколку вкупната генерирана моќност ја задоволува вкупната моќност на оптоварувањето. Инаку, сите централи не смеат истовремено да ја регулираат моќноста, а преку неа и фреквенцијата, бидејќи би се појавила „борба за контрола“ помеѓу нив, а со тоа самоосцилации на фреквенцијата и нестабилност на системот.

Стариот ЕЕС претежно базиран на нуклеарни, термо и хидро централи и синхрони генератори (горе) и новиот, базиран на обновливи извори на енергија и инвертери (долу).

2. Во последно време, наместо ротациони генератори сé повеќе во улогата на електронски генератори се јавуваат електронските инвертери, особено кај фотонапонските централи. Сé додека учеството на инвертерите во генерирањето на енергија е мало во однос на вртливите генератори, ротационата резерва од инерцијата на синхроните (вртливите) генератори ќе биде доволна за израмнување на осцилациите на фреквенцијата и стабилизирање на системот. Така беше досега, но во иднина нема да биде исто.

Првите инвертери работеле во таканаречен режим на следење на мрежата (grid-following инвертери). Тие ја следат синусоидата на напонот во мрежата и преку електронски PLL (phase locked loop) склоп не дозволуваат генерираната синусоида на напонот да се разликува по фаза (а уште помалку по фреквенција) од мрежната. Овие grid-following инвертери немаат можност да ја наметнуваат и корегираат фреквенцијата во мрежата, туку само да ја следат, додека генерираат моќност.

Во моменталниот стадиум на развојот на мрежите, се повеќе се воведуваат, покрај grid-following инвертерите, уште и таканаречени grid-forming инвертери. Нивната основна задача е да ја наметнуваат фреквенцијата. Велиме дека тие внесуваат „синтетичка инерција“, но таа не е резултат на вртливите маси како кај синхроните генератори, туку ја воспоставуваат со помош на софтверски алгоритми и електроника (таканаречен BESS систем со вештачка инерција - Battery Energy Storage System with Synthetic Inertia).

Но, дури ни grid-forming инвертерите не ја одржуваат фреквенцијата безусловно стабилна, туку намерно започнуваат да ја намалуваат при зголемување на товарот (таканаречена droop control: f = f* - K*(P-P*) ), со тоа давајќи им сигнал на конвенционалните регулатори на турбините со вртливи генератори да ја регулираат моќноста, а преку неа и фреквенцијата.

Истовремено и grid-following инвертерите (оние со PLL склопови) ја зголемуваат или намалуваат моќноста, иако не учествуваат во регулацијата на фреквенцијата. Со тек на времето, мерено во секунди, како што ќе се воспоставува новата рамнотежа (баланс) помеѓу генерирањето и потрошувачката, grid-forming инвертерите полесно ќе можат да ја вратат фреквенцијата кон номиналната. За тоа користат посебни управувачки алгоритми.

Во иднина, како што ќе се намалува учеството на синхроните (вртливите) генератори за сметка на електронските инвертери, сé поважна ќе биде улогата на grid-forming инвертерите и тие веќе стануваат задолжителни во Европа. На пример, во Германија веќе многу се користат.

Овие електронски начини со управувачки алгоритми сами по себе не се семоќни. Системот мора да поседува некаков начин за брзо апсорбирање и ослободување на енергија, односно мора да ја преземе улогата на „ротационата резерва“ кај вртливите генератори. За таа цел служат:

1.) батериските системи за складирање, со многу голема брзина на реагирање, мерлива од милисекунди до секунди;

2.) реверзибилните хидроцентрали, на пример како предложената ПАХЕ „Чебрен“ или уште подобро онаа што ја предложивме над Езерото Козјак, чија брзина на реагирање се мери во минути, доколку не биле синхронизирани на мрежа;

3.) синхрони компензатори (синхрони кодензатори). Тие всушност претставуваат синхрони машини што се електрично поврзани на мрежа, но не и механички на турбина, освен на замавно тркало. Освен што се користат за компензација на реактивната моќност во мрежата, служат и како склад на кинетичка енергија, односно овозможуваат „ротациона резерва“. Еден ден, по гаснењето на РЕК Битола сегашните синхрони генератори ќе можат да се приклучат на мрежа како синхрони компензатори за да внесуваат инерција за стабилизација на системот и израмнување на осцилациите на фреквенцијата.

Освен што служат за складирање на енергијата, реверзибилните хидроцентрали заедно со батериските системи (таканаречените хибридни системи за складирање) имаат многу важна улога во системот за регулација на фреквенцијата на мрежата. Токму затоа Македонија треба итно да изгради една реверзибилна ХЕ, за да не ни се случи блекаут, слично како во Шпанија и Португалија! Истовремено треба да вградува grid-forming инвертери во ФЕЦ, а еден ден може и генераторите од РЕК Битола да ги претвори во синхрони компензатори, заради обезбедување механичка инерција.

3. Да го разгледаме најпосле и конечното, модерно решение за стабилизација на фреквенцијата. Сите претходни начини претставуваат реликт од минатото, кога фреквенцијата била зависна од електричното оптоварување, а промената на фреквенцијата се користела како сигнал за регулација на моќноста. Во иднина ќе размислуваме сосема поинаку, генерирањето ќе го вршиме со помош на електроника, а стабилизацијата ќе ја вршиме со помош на електроника и телекомуникации.

Во иднина сите инвертери во Европа ќе бидат синхронизирани преку атомскиот часовник на GPS системот за глобално позиционирање, којшто има точност од рангот на 12 цифри, односно 10⁻¹². Преку сателитскиот сигнал на овој суперпрецизен часовник ќе се генерира една „референтна Европска синусоида“, така што сите инвертери во Европа во секоја милисекунда точно ќе знаат каде треба да се наоѓа нивната синусоида на напонот, дури и ако останат без мрежа. Дури и во случај на распад на системот, синхронизирањето би било моментално, а се разбира би можеле да работаат со стабилна фреквенција и во изолиран, односно „островски“ режим.

Бидејќи на инвертерите нема да им биде потребно нарушувањето на фреквенцијата како сигнал за регулација на моќноста, тие ќе ја регулираат моќноста врз основа на мерења на потрошувачката (јачините на струите) во системот. Фреквенцијата постојано ќе биде стабилна, од проста причина што повеќе нема да има врска со механичката инерција на вртливите маси и забрзувањето или забавувањето на турбините. На истиот принцип ќе се регулираат и малкуте преостанати синхрони генератори на мрежата. Со други зборови, моќноста нема да ја регулираат врз основа на промената на фреквенцијата во мрежата, туку врз основа на измерената, односно потребната моќност на оптоварувањето.

Ќе можат да останат и извесен број grid-following инвертери, коишто секако само ќе ја следат фреквенцијата, која ќе биде безусловно стабилна. На овој начин, бидејќи електрониката е многу брза (времето на реакција се мери во милисекунди) дебалансот на моќностите цело време автоматски ќе се компензира преку инвертерите.

Услов е само да има доволно резерва на складирана енергија, како во батериите, така и во резервоарите за вода од реверзибилните хидроцентрали, но и како кинетичка енергија во синхроните компензатори. Доколку нема резерва, инвертерите ќе се обидуваат да ја задоволат моќноста, но безуспешно - или ќе останат без напојување со еднонасочна струја па ќе им се намали моќноста или преостанатите инвертери ќе се се преоптоварат или пак ќе ги исклучи релејната заштита и системот ќе се распадне на помали изолирани целини.

Преминот на новиот систем, базиран на GPS ќе потрае уште неколку години, а ќе мора да биде придружен и со инсталирање на капацитети за складирање на енергијата. Откако ќе преминеме на новиот систем со ОИЕ, проблемите со разни испади (блекаути) ќе станат минато, под услов да имаме доволно извори на енергија.