В последние годы выполнены три крупные исследовательские работы по заказу РАО “ЕЭС России”.
НИР-1.
Предложения к программе экспорта электроэнергии из России на период до 2020 г. (Энергосетьпроект, 1998 - 1999 гг.).
Разработаны предложения к программе экспорта электроэнергии в период 2000 - 2020 гг. из России в страны СНГ, Северной, Центральной и Западной Европы, Ближнего Востока и Азии, включая регион Дальнего Востока. Особое внимание уделено вопросам расширения взаимодействия и налаживания устойчивой работы с энергосистемами стран СНГ, расширения экспорта из ЕЭС России в страны Западной Европы, Турцию, Китай и Японию по сетям переменного и/или постоянного тока. Даны предложения по возможности максимального использования пропускной способности существующих межгосударственных связей. Рассмотрены вопросы синхронной работы энергосистем России, Украины, Беларуси, Молдовы с энергообъединением UCTE - CENTREL.
НИР-2.
Обследование ведущих тепловых и гидроэлектростанций ЕЭС России (Фирма ОРГРЭС, Урал- ОРГРЭС, ЮгОРГРЭС), 1988 - 1999 гг. [8].
В рамках работы выполнено обследование состояния основного оборудования и систем автоматического регулирования на 16 блочных ТЭС ОЭС Центра, Урала и Северного Кавказа, а также Волжской и Боткинской ГЭС, привлекаемых для вторичного регулирования частоты и мощности в ЕЭС. Получены представительные материалы по 10 из 37 блоков 150 МВт, 16 из 76 блоков 200 МВт, 54 из 77 блоков 300 МВт, 4 из 100 блоков 500 МВт, 9 из 14 блоков 800 МВт.
Обследование показало, что на ТЭС требования ПТЭ в части автоматического регулирования частоты повсеместно не выполняются: как правило, не включены в работу системы автоматического регулирования, обеспечивающие работу блоков в регулировочном режиме и изменение их производительности при изменении частоты вращения турбин, постоянно находятся в работе регуляторы давления пара “до себя”, практически выведены из работы частотные корректоры регуляторов мощности блоков и др.
Группа инженеров ОРГРЭС познакомилась с опытом модернизации систем регулирования угольных блоков ТЭС в Польше (PSE) и Германии (VEAG).
НИР-3.
Анализ и разработка согласованных принципов оперативного и автоматического управления режимами синхронно работающего энергообъединения стран СНГ и Западной Европы 1999-2000 гг. (ВНИИЭ, ЦДУ ЕЭС России, Энергосетьпроект, НИИПТ, СибНИИЭ). В задачу работы входили исследования технических аспектов проблемы создания энергообъединения Восток - Запад (в продолжение и развитие работ по проекту TACIS). К основным результатам выполненных исследований относятся:
разработанная информационно-вычислительная модель большой размерности (около 1900 узлов) для анализа статических и динамических режимов работы энергообъединения, включающая наряду с энергосистемами б. СССР также энергосистемы Центральной и Западной Европы;
оценка пропускной способности западного внешнего сечения ЕЭС России и сечения Восток - Запад при различных вариантах их усиления с учетом статических и динамических режимов, в том числе нерегулярных колебаний нагрузки и низкочастотных электромеханических колебаний в энергообъединении;
анализ и разработка общих требований и рекомендаций по режимам работы энергообъединения, совместному регулированию частоты и мощности, обеспечению надежности режима и противоаварийному управлению для межгосударственных сечений.
В РАО “ЕЭС России” проводится работа по пересмотру нормативных документов в сторону сближения требований с существующими европейскими. В 15-е издание ПТЭ [14] впервые включены требования об участии всех электростанций в первичном регулировании частоты и выделенных электростанций - во вторичном регулировании частоты и мощности (п.6.3.3). Впоследствии в извещении № 1 об изменении ПТЭ, утвержденном Минэнерго РФ 17/VII 2000 г., указанный пункт уточнен, в частности, появилось требование об изменении производительности котлоагрегатов и реакторов АЭС в процессе первичного регулирования частоты.
В ГОСТ 13109-97 на качество электроэнергии, введенном в действие постановлением Госкомитета по стандартизации и сертификации РФ в 1998 г., установлены следующие допустимые отклонения частоты: нормальные, + 0,2 Гц, в течение 95% времени и предельные, + 0,4 Гц, не более 5% времени суток. По сравнению с предыдущим ГОСТ исключена норма + 0,5 и - 1 Гц в послеаварийных режимах до 90 ч в год.
РАО “ЕЭС России” выпустило ряд приказов, организующих выполнение мероприятий в направлении подготовки синхронной работы энергообъединений Востока и Запада Европы путем повышения требований к техническим характеристикам ЕЭС.
Приказ № 58 от 18/П 1999 г. “Об объединении на параллельную работу энергообъединений Востока и Запада”. В соответствии с приказом была создана рабочая группа, организовавшая разработку программы первоочередных работ, выполнение упомянутых НИР-2 по обследованию электростанций и НИР-3 по принципам управления в энергообъединении Восток - Запад и проведение Международного семинара по синхронному объединению в 1999 г.
Приказы № 368 от 3/VII 2000 г. “О мероприятиях по выполнению на электростанциях требований ПТЭ по регулированию частоты” и № 553 от 15/Х 2001 г. “О первичном регулировании частоты в ЕЭС России” выпущены по результатам упомянутого обследования электростанций (НИР-2) и направлены на преодоление выявленных недостатков. Они предписывают руководителям AO-энерго и АО электростанций проанализировать существующее положение, разработать и утвердить в Департаменте электростанций и осуществить мероприятия, обеспечивающие участие электростанций в первичном регулировании частоты в соответствии с требованиями ПТЭ. В результате проведена инвентаризация состояния систем автоматического регулирования электростанций, во многих случаях составлены планы мероприятий, которые частично выполнены. Работа продолжается.
Приказ № 574 от 18/Х 2001 г. “О создании Центра технологий развития энергообъединений”. В соответствии с приказом создан Центр на базе ВНИИЭ, НИИПТ, СибНИИЭ с целью проведения исследований и совершенствования системных аспектов работы энергообъединений, в том числе межгосударственных.
Приказ № 580 от 18/Х 2001 г. “О координации работ по обоснованию параллельной работы ЕЭС России с энергообъединениями европейских стран”. В соответствии с приказом была создана рабочая группа для подготовки аналитического доклада руководству РАО “ЕЭС России” с целью обоснования политики интеграции ЕЭС России и энергообъединений европейских стран.
Технические проблемы и принципы реализации синхронного энергообъединения Восток - Запад.
Основные технические проблемы, которые необходимо решить при организации синхронной работы энергообъединений, связаны с подготовкой к параллельной работе:
линий, составляющих электропередачу Восток - Запад и в настоящее время неиспользуемых, а также соответствующего оборудования и автоматики подстанций;
электростанций, прежде всего, тепловых, предназначенных для участия в регулировании частоты и мощности;
систем автоматического и оперативного технологического управления.
Часть межгосударственных линий электропередачи 750 - 400 - 220 кВ, составляющих сечение Восток - Запад, находится в эксплуатации и используется для передачи электроэнергии в Венгрию, Словакию и Польшу, при выделении “островов генерации” (Украина, Беларусь) или “острова нагрузки” (Польша). Линии 750 кВ выведены из работы, при этом линии Украина - Польша и Украина - Венгрия находятся под охранным напряжением и обслуживаются, а линия Украина - Румыния - в аварийном состоянии. Считается, что линии Львовского сечения (Украина - Польша, Словакия, Венгрия) могут быть введены в эксплуатацию в течение нескольких месяцев.
Значительный круг проблем связан с тем, что объединяемые системы должны работать на единых стандартах функционирования. В то же время энергосистемы Востока и Запада Европы развивались по разным принципам и техническим стандартам. Поэтому при их объединении на параллельную работу необходимо оценить совместимость характеристик, выработать общие требования и правила в отношении оборудования и технологического управления и реализовать необходимое согласование характеристик с выполнением принятых требований и правил. Эти требования касаются в основном систем технологического управления и маневренности электростанций. Наиболее жесткому согласованию подлежат характеристики регулирования частоты и мощности, а также условия обеспечения надежной работы межгосударственных связей.
Объединение не должно привести к ухудшению качества и надежности функционирования партнеров, обеспечивать аварийную взаимопомощь, ограничивая при этом влияние нерегулярных колебаний перетока, исключая взаимопроникновение электромеханических низкочастотных колебаний и предотвращая распространение аварийных процессов.
Существующая процедура “расширения UCTE”, которая была применена и к странам б. СЭВ, предусматривает подробную регламентацию не только существенных характеристик присоединяемой энергосистемы-партнера в целом, но и характеристик внутренних элементов, с требованием, по существу, перехода партнера в значительной степени на технические стандарты UCTE.
В то же время при рассмотрении параллельной работы ЕЭС России и других энергообъединений стран СНГ и Балтии с TESIS принятие правил UCTE невозможно и нецелесообразно. Речь может идти только об организации синхронной работы двух крупных энергообъединений как равноправных партнеров. При этом должны быть разработаны совместные правила, которые устанавливают минимальную регламентацию характеристик партнеров, обеспечивающую взаимное неухудшение качества их функционирования. Такие правила должны относиться только к внешним характеристикам энергообъединений, оказывающим влияние на режим их параллельной работы. Они не должны затрагивать внутренние правила и регламентировать способы реализации требуемых внешних характеристик объединяемых на параллельную работу частей.
Далее кратко рассмотрены вопросы регулирования частоты и мощности и обеспечения надежности.
