Seria awarii zasilania, które miały miejsce w ostatnim okresie na świecie oraz w Polsce, to wyjątkowo bolesny dowód, jak trudno nam funkcjonować bez energii elektrycznej. W dodatku, wobec faktu, że efekty naszej pracy powierzyliśmy zasilanym prądem urządzeniom komputerowym, takie doświadczenia okazują się wyjątkowo kosztowne.

System elektroenergetyczny, dzięki któremu energia elektryczna jest dostarczana do odbiorców, jak każdy inny może ulegać awariom, lecz - jak widać - ich zakres jest szczególnie rozległy i dotyka ogromne rzesze ludzi. System taki składa się, w dużym uproszczeniu, z kilku elementów: elektrowni, sieci przesyłowych oraz dystrybucyjnych, do których przyłączani są odbiorcy - wszystkie są połączone i zsynchronizowane.

Przechowywanie energii elektrycznej o tak wielkich mocach, jakie są przesyłane w systemie elektroenergetycznym, nie jest obecnie możliwe. Zgodnie z powszechnie obowiązującą zasadą zachowania energii - ilość energii wytwarzanej przez elektrownie musi się równać energii pobieranej przez odbiorców.

Gdy następuje awaria linii przesyłowej wysokiego napięcia, operator systemu (w Polsce są to Polskie Sieci Elektroenergetyczne Operator SA) musi niezwłocznie wyłączyć generatory w elektrowniach oraz odbiorców energii, aby utrzymać stabilność całego systemu elektroenergetycznego. Jeżeli operacja nie jest przeprowadzona odpowiednio szybko, może spowodować tzw. kołysanie systemu (nagłe zmiany częstotliwości i napięcia). Nawet kilkusekundowe opóźnienie z odpowiednią reakcją powoduje załamanie i wyłączenie systemu elektroenergetycznego (tzw. blackout), czego przykładem może być awaria z 15.08.2003 r. w USA, podczas której pozbawionych zostało zasilania blisko 50 mln ludzi. Straty powstałe w jej wyniku oszacowano na 6 mld dolarów. Każdy z odbiorców jest niestety narażony na ryzyko braku dostępności energii elektrycznej, lecz może również, dzięki stosowaniu systemów zasilania gwarantowanego, skutecznie je ograniczyć.

Analiza ryzyka występowania długotrwałych przerw zasilania

W naszym kraju dochodzi codziennie co najmniej do jednej poważniejszej awarii w zasilaniu. Jednak ich liczba i długość trwania mogą się znacznie zwiększyć, w związku z rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną. Obecnie w polskim systemie elektroenergetycznym zaczyna bowiem brakować mocy wytwórczych w elektrowniach, co jest spowodowane rosnącym zapotrzebowaniem na energię elektryczną i znacznym wyeksploatowaniem istniejących elektrowni. Szacuje się, że w ciągu najbliższych lat, jeśli nie będzie znaczących inwestycji w sektor wytwarzania energii, wartość mocy szczytowej pobieranej osiągnie wartość mocy zainstalowanej w elektrowniach, co oznacza realne zagrożenie kryzysem energetycznym. Symptomy tego stanu wyraźnie widać już dzisiaj w okresie letnich upałów, kiedy pobór energii w związku z coraz powszechniej stosowaną klimatyzacją rośnie, a większość elektrowni przeprowadza remonty.

Inną równie groźną przyczyną zwiększenia się częstotliwości występowania awarii są zmiany klimatyczne oraz wieloletnie zapóźnienia inwestycyjne w energetykę. Jak widać możliwych pośrednich i bezpośrednich przyczyn awarii systemu elektroenergetycznego jest w naszym kraju wiele.

Częstotliwość występowania braku dostępności zasilania

Należy przyjąć, że średnio kilkanaście razy w ciągu roku systemy informatyczne, tak jak pozostałe grupy odbiorników, są narażone na przerwy w zasilaniu. Zdecydowana większość przerw w zasilaniu trwa krócej niż 5 minut (90% zaników zasilania), a prawie wszystkie krócej niż 1 godz. (99%). Suma wszystkich przerw daje średnio w roku ok. 100 minut bez zasilania, czyli dostępność zasilania na poziomie 99,98%. Powyższe dane to oczywiście wartości średnie i różnią się w zależności od lokalizacji i stanu instalacji elektrycznej budynku itp.

Awaria zasilania w północno-wschodniej Polsce

W czerwcu 2006 r. prądu nie miała prawie cała północno-wschodnia Polska. Przyczyną awarii było uszkodzenie jednej z linii wysokiego napięcia, które skutkowało koniecznością wyłączenia w elektrowni w Ostrołęce dwóch bloków energetycznych o mocy 400 megawatów. Efektem wyłączenia był spadek napięcia w sieci elektroenergetycznej na terenie północnej części województwa podlaskiego i części warmińsko-mazurskiego. Taki stan był przyczyną nieprawidłowej pracy wielu urządzeń elektrycznych, między innymi nie funkcjonowała sygnalizacja uliczna w miastach oraz były problemy w zapewnieniu ciągłości dostaw wody do mieszkańców.

Blackout w Szczecinie

Innym przykładem awarii o dużym zasięgu może być awaria z początku tego roku, która dotknęła Szczecin i jego okolice. Bezpośrednią przyczyną awarii było uszkodzenie linii przesyłowych zasilających miasto. Jak podał PSE-Operator SA, bezpośrednią przyczyną uszkodzenia linii wysokiego napięcia były warunki atmosferyczne - obfite opady ciężkiego, mokrego śniegu. Napowietrzne linie elektroenergetyczne są projektowane na określone warunki atmosferyczne i wynikające z nich obciążenia mechaniczne, na podstawie specjalistycznych norm. Jednak ze względu na koszty i niewielkie ryzyko wystąpienia anomalii nie w pełni uwzględnia się wszystkie najmniej korzystne warunki. W ostatnim okresie coraz częściej obserwuje się w naszym kraju takie zjawiska pogodowe, jak huragany czy trąby atmosferyczne oraz inne anomalia pogodowe, które są przyczyną awarii. Należy podkreślić, że usuwanie awarii elektrycznych wywołanych warunkami atmosferycznymi jest niezwykle żmudne i długotrwałe.

Wpływ awarii w Szczecinie na funkcjonowanie systemów teleinformatycznych

Jak podawał w kwietniu Computerworld, awaria zasilania w okolicach Szczecina spowodowała poważne problemy z funkcjonowaniem systemów teleinformatycznych. Problemy z pracą telefonii komórkowej dotyczyły nie tylko zasilania stacji bazowych, lecz także łączy transmisji danych. Centrale telefoniczne Telekomunikacji Polskiej działały na zasilaniu rezerwowym. Nie było problemów z obsługą podstawowych usług, takich jak telefonia analogowa.

Z kablowymi łączami internetowymi było w Szczecinie różnie. Lokalni dostawcy przeważnie nie świadczyli usług, występowały też problemy z dostępem do sieci szkieletowej. Przedstawiciele Exatela zapewniali jednak, że ich sieć pracowała przy pełnej wydajności, a w trakcie awarii działała na zasilaniu akumulatorowym, które wystarczały na podtrzymanie działania przez ok. 10 godzin. Nie działało także wiele stron internetowych hostowanych w szczecińskich centrach danych, a największy szczeciński dostawca usług internetowych home.pl rozpoczął korzystanie z drugiego centrum przetwarzania danych, zlokalizowanego w Piasecznie pod Warszawą.

Straty powodowane awarią zasilania

Prawidłowe zasilanie jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na dostępność systemów teleinformatycznych. Aby zapewnić ciągłość zasilania urządzeń teleinformatycznych, konieczne jest posiadanie systemu zasilania gwarantowanego. System taki powinien zapewniać ochronę przed:

• zanikami zasilania - zapobiegając przestojom;
• zakłóceniami zasilania (takimi jak przepięcia) - chroniąc sprzęt i tym samym dane, co również w konsekwencji zapobiega przestojom.

Obecnie najważniejszym czynnikiem skłaniającym osoby odpowiedzialne za funkcjonowanie systemów teleinformatycznych do zakupu zasilaczy UPS i agregatów prądotwórczych są wysokie koszty przestoju. Jest to spowodowane faktem, iż koszty przestoju są większe niż koszty utraconych danych lub uszkodzonego sprzętu. Czas przestoju, czy dotyczy indywidualnego użytkownika czy też całego przedsiębiorstwa, oznacza niewątpliwie straty finansowe. Pod pojęciem czas przestoju systemu należy rozumieć okres jego niedostępności, uwzględniający zarówno czas przestoju, jak i "podniesienia" systemu.

Dla użytkownika istotna jest bowiem możliwość korzystania z systemu, a nie przyczyna jego niedostępności. Dla wielooddziałowych korporacji szacowanie kosztów przestoju jest skomplikowane, gdyż awaria zasilania może dotyczyć tylko określonego wycinka usług. W przypadku stosowania wielu usług, należy identyfikować koszt przestoju każdej z nich oraz wzajemne oddziaływanie między nimi. W skład kosztów przestoju systemu informatycznego, czyli w większości przypadków również całego przedsiębiorstwa, wchodzą:

• stracony przychód i zysk;
• bezproduktywny czas pracowników.

Brak funkcjonującej infrastruktury sieciowej ma wpływ zarówno na pojedynczego użytkownika, jak i na całe przedsiębiorstwo. Warto sobie uświadomić, iż mimo tego, że okres zaniku zasilania może trwać do kilku sekund, to czas przestoju jest zdecydowanie dłuższy, ponieważ trzeba uwzględnić czas potrzebny na "podniesienie" i ewentualną naprawę systemu operacyjnego oraz odzyskanie lub weryfikację danych.