Энергетика Австралии

Файбисович Д. Л.

В административном отношении Австралия делится на семь штатов: Новый Южный Уэльс, Виктория, Квинсленд, Северная, Западная и Южная Австралия, о. Тасмания. Электроснабжение каждого штата осуществляется отдельной энергокомпанией. Электроснабжение столицы страны - г. Канберры и ее пригородов обеспечивается также отдельной энергокомпанией.
Вопрос объединения энергосистем Австралии был поставлен еще в середине 70-х годов. Однако объединению энергосистем страны препятствуют значительные расстояния между электростанциями и узлами нагрузки. Кроме того, относительно низкая плотность электрических нагрузок в северных и западных частях страны снижает экономическую эффективность формирования объединенной энергосистемы. Отмеченные факторы в той или иной степени действуют и в настоящее время.
Проведение единой технической политики и координации деятельности отдельных энергокомпаний на национальном уровне осуществляется государственной структурой - Департаментом по вопросам энергетики и использования водных ресурсов. Указанный департамент участвует также в организации и финансировании наиболее крупных энергетических проектов. Одним из таких проектов последних лет явилось достигнутое в августе 1996 г. соглашение между энергокомпаниями штатов Квинсленд и Новый Южный Уэльс (НЮУ) об объединении энергосистем на параллельную работу. Указанное предусматривало сооружение межсистемной ВЛ высокой пропускной способности напряжением 330 кВ.
Намеченная межсистемная связь была рассчитана на получение экономического эффекта энергосистемами обоих штатов. Это достигается за счет использования свободной мощности и электроэнергии электростанций Квинсленда на рынке электроэнергии энергообъединения восточных и южных энергосистем страны.
Увеличение объемов торговли электроэнергией ставит своей конечной целью снижение стоимости электроэнергии для потребителей. Другим важным достоинством объединения энергосистем будет обычное в этих случаях повышение надежности электроснабжения, а также повышение эффективности за счет сокращения резервных мощностей.
Проект межсистемной ВЛ предусматривает сооружение двухцепной электропередачи 330 -275 кВ, имеющей проектную пропускную способность 1000 МВт. Рассмотрим, что представляют собой энергосистемы штатов НЮУ и Квинсленда. Энергосистема НЮУ обслуживает потребителей самого крупного штата страны. Максимальная электрическая нагрузка энергосистемы штата составляет около 10 ГВт, а энергосистемы Квинсленда около 6 ГВт. Общая установленная мощность электростанций энергосистемы НЮУ существенно превышает достигнутый максимум нагрузок. ТЭС энергосистемы работают на каменном угле. Следует отметить, что в целом по стране доля каменного угля в производстве электроэнергии носит превалирующий характер и в последние годы находится на уровне 85 - 87%.
Одной из наиболее крупных ТЭС НЮУ является ТЭС Бейсуотер (2,64 ГВт). Свыше 3,5 ГВт общей нагрузки покрывается за счет работы ГЭС в Снежных горах.
Распределение электроэнергии по территории штата осуществляется по сети 330 и 132 кВ. В направлении г. Сиднея действует двухцепная электропередача 500 кВ.
В состав энергосистемы Квинсленда входят электростанции общей установленной мощностью свыше 7 ГВт. Крупнейшими угольными электростанциями энергосистемы являются ТЭС Гладстон и ТЭС Таронг, общая мощность которых превышает 3 ГВт. Огромная территория штата, низкая плотность населения и, как следствие, относительно невысокий уровень электрических нагрузок определили незначительное развитие электрических сетей.
Высшим напряжением электрических сетей энергосистемы являлось напряжение 275 кВ, на котором осуществлялась выдача мощности крупнейших электростанций Квинсленда.
В соответствии с выполненным проектом сооружение межсистемной электропередачи предусматривалось закончить в октябре 2001 г. Вместе с тем, в процессе строительства удалось несколько сократить сроки выполнения отдельных этапов и завершить строительство, включая проведение необходимых испытаний, в марте. Основные виды работ и продолжительность их осуществления характеризуются показателями, приведенными далее.

Характерным является то, что проектирование и получение необходимых согласований потребовали времени, соразмерного с непосредственным сооружением электропередачи.
Поскольку сети НЮУ соединены с сетями энергосистем Виктории и Южной Австралии, ввод в работу рассматриваемой электропередачи позволил сформировать объединенную энергосистему восточного побережья страны. Это энергообъединение протянулось с севера (г. Кэрнс, Квинсленд) до Порта Августа (штат Южная Австралия) на расстояние 4,5 тыс. км и является одним из протяженных в мире объединений, работающих на переменном токе.
Следует отметить, что весьма значительная протяженность всей электропередачи, необходимость обеспечения высокой пропускной способности на проектируемом участке, требование высокой надежности работы электропередачи при относительно невысоком номинальном напряжении (330 - 275 кВ) определили ряд специфических технических решений в практике развития энергосистемы Квинсленда. Так, надежная работа протяженной сети выдвинула проблему поддержания устойчивости электропередачи в качестве важнейшей, что потребовало установки практически на каждой ПС статических реакторов, а в опорных точках электропередачи - регулируемых источников реактивной мощности.
Принципиальная схема электропередачи и карта- схема участка сети приведены на рисунке.
При проектировании электропередачи и последующем проведении строительных работ важным условием явилось требование максимального сохранения окружающей среды, а также обеспечение сохранности памятников истории и объектов культуры, расположенных по трассе электропередачи. Указанное предполагало в соответствии с действующим законодательством проведение довольно сложной и длительной процедуры, которая включает в себя ряд последовательных этапов:
предварительный выбор трассы и согласование с общественностью намеченного направления прохождения ВЛ;
уточнение прохода ВЛ вблизи исторических и культурных памятников;
оформление согласований выбранной трассы с учетом интересов государственных организаций, общественности, кооперативов и частных владельцев.
Первоначальная стоимость проекта оценивалась в 430 млн. дол. (австралийских), в том числе участок электропередачи по территории штата Квинсленд - 270 млн. дол. В процессе строительства оказалось возможным сократить расходы по участку штата Квинсленд до 215 млн. дол.
Отправным концом межсистемной связи является электростанция Таронг, приемным - крупная районная ПС 330 кВ Армидейла, расположенная в северной части штата НЮУ. На участке Таронг - ПС Бреймер ВЛ выполнена на номинальном напряжении 275 кВ, остальная часть электропередачи - на напряжении 330 кВ. Общая протяженность электропередачи 557 км, в том числе 336 км проходят по территории штата Квинсленд. ВЛ выполнена в двухцепном исполнении, что позволило не только сократить затраты по сравнению с одноцепными ВЛ, но и существенно снизить ширину коридора. Для обоих участков ВЛ (330 и 275 кВ) было принято одинаковое сечение то ко веду щей части. Провода использовались из алюминиевых сплавов, сечение фазы принято 2 х 637 мм2.

Карта-схема и принципиальная схема электропередачи 330 - 275 кВ

Принятое сечение отвечает требуемой пропускной способности, а также устанавливает благоприятный баланс между затратами в токоведущую часть и уровнем потерь электроэнергии в токоведущей части ВЛ.
Линия электропередачи оснащена оптико-волоконной системой связи.
По трассе ВЛ сооружены 3 ПС 330 кВ, в том числе две из них расположены в Квинсленде. На ПС 330/275 кВ Бреймер установлен регулируемый источник реактивной мощности, на остальных ПС 330 кВ электропередачи (Балли Крик и Дамарэск) помимо коммутационного оборудования и трансформаторов установлены статические реакторы.
При выборе высоковольтного оборудования на ПС 330 кВ Бреймер и Балли Крик было использовано оборудование для гибридных схем, разработанное фирмой АВВ. Отказ от применения воздушных выключателей традиционного исполнения, несмотря на их относительно невысокую стоимость, был связан с тем, что их эксплуатация обходится дорого. В этих условиях  использование выключателей с элегазовой изоляцией носит предпочтительный характер. Конструкция выключателя позволяет вести мониторинг за его состоянием и своевременно определять необходимость проведения ремонтных работ. Это дает возможность определить оптимальную схему ремонтных работ с учетом фактора надежности, с сохранением невысокого уровня затрат.
Как отмечалось, межсистемная электропередача вошла в работу в марте 2001 г., когда была осуществлена реверсивная передача потока мощности 300 МВт. В ближайшее время предполагается постепенно увеличивать загрузку до 700 МВт на направлении север - юг и до 500 МВт в обратном направлении. Проектное значение перетока мощности на направлении север - юг (1000 МВт) будет достигнуто с вводом в работу электростанции Миллеран в 2003 г. в энергосистеме Квинсленда.