В TESIS к первичному и вторичному регулированию привлекаются ГЭС, ТЭС и некоторые АЭС (Франция, Германия).
В соответствии с правилами UCTE постоянно контролируется качество поддержания частоты, а также крутизна характеристик частота - мощность всего энергообъединения и отдельных субъектов регулирования при сбросах мощности более 600 МВт. Пример реального процесса при отключении энергоблока 1300 МВт показан на рис. 1, а. Крутизна характеристики частота - мощность (вычисляется через 20 с после возникновения возмущения) составляет по осциллограмме не менее 40 000 МВт/Гц, т.е. 10 - 12%/% при рабочей мощности 200 ГВт.
Среднее квадратическое отклонение частоты TESIS в нормальных режимах с усреднением за 15 мин не превосходит 20 мГц; этот показатель характеризует качество вторичного регулирования. На рис. 2, а показано распределение среднечасовых отклонений частоты в TESIS, пример для одной (типовой) недели.
В ЕЭС к первичному регулированию привлекаются ГЭС и ТЭС, к вторичному - только ГЭС.
Качество регулирования частоты, а также крутизна общей характеристики частота - мощность (при возникновении больших небалансов мощности) постоянно контролируются службами ЦДУ ЕЭС России. Крутизна характеристики частота - мощность по результатам прежних и настоящих измерений составляет не менее 4-8, т.е. не хуже нормируемого в UCTE (3 - 6). Пример процесса при аварийном отключении блока 1000 МВт Смоленской АЭС приведен на рис. 1, б, значение “крутизны” составляет примерно 16 000 МВт/Гц, т.е. при рабочей мощности 73 ГВт - около 11%/% - то же, что на рис. 1, а для TESIS.
Эксплуатационные измерения колебаний частоты, автоматически выполняемые с часовым интервалом обработки, показывают, что при работающей системе АРЧМ среднеквадратическое отклонение частоты не превосходит 20мГц, т.е. близко к нормальному для UCTE. Распределение среднечасовых отклонений частоты в ЕЭС за первую неделю октября 2001 г. показано на рис. 2, б. Видно, что распределения для ЕЭС и TESIS довольно хорошо совпадают, хотя в ЕЭС, в отличие от TESIS, есть отклонения до 90 мГц, которые приходятся на выходные дни.
Выводы и предложения по совершенствованию регулирования. Структура и принципы регулирования частоты и мощности Восточного энергообъединения и TESIS совместимы. Отличия характеристик Восточного энергообъединения связаны со значительно большей нечувствительностью регулирования турбин, неполным поддержанием первичной мощности на минутных интервалах и недостаточной гарантией вторичного резерва мощности, размещенного в настоящее время на двух Волжских ГЭС и ограничиваемого в паводок по водному режиму.
Рис. 2. Средние часовые отклонения частоты за неделю
Для гарантированного поддержания резервов первичного и вторичного регулирования и большей гарантии обеспечения требуемой реакции первичного регулирования необходимо привлечение ТЭС к вторичному и более активному первичному регулированию, что требует организационно-технических мероприятий и определенной модернизации регулирования энергоблоков ТЭС Восточного энергообъединения.
При параллельной работе Восточного энергообъединения и TESIS, в соответствии с принципом неухуд- шения условий работы партнера, общая частота должна остаться в границах правил UCTE, которые являются более жесткими, чем правила Восточного энергообъединения. При этом Восточное энергообъединение должно выступать в виде одного партнера — единого регулируемого Восточного блока.
Функции регулирования частоты и сальдо перетоков мощности Восточного блока следует возложить на ЕЭС России, которая имеет наибольшие возможности для поддержания резервов и обладает развитой системой автоматического регулирования частоты и мощности. Внутри Восточного блока должны быть распределены обязанности между партнерами по участию в регулировании частоты и мощности, при этом наиболее приемлема плюралистическая структура. В частности, целесообразно проработать вопрос об образовании совместного регулируемого района с общей резервной мощностью ОЭС Беларуси и ОЭС Балтии, имеющей достаточный мобильный резерв на ГЭС и ГАЭС.
Параллельная работа означает долевое участие Восточного блока в первичном регулировании частоты, при этом нормативные параметры TESIS (резерв и величина реакции на отклонение частоты) распределяются в отношении мощностей энергообъединений примерно 1:2, т.е. при общем значении резерва 3000 МВт, на Восточный блок приходится 1000 МВт и на TESIS - 2000 МВт. Минимально необходимая крутизна снижается в 1,5 раза (до 2 - 4%/%).
Требования к качеству вторичного регулирования задаются допустимой точностью поддержания частоты и обменной мощности, которая может быть трансформирована в норматив на 15-минутное среднеквадратическое отклонение перетока мощности в сечении Восток - Запад (250 - 350 МВт при крутизне для TESIS 12 000 - 18 000 МВт/Гц). Необходимый вторичный резерв Восточного блока при этом составляет 1200 МВт.
Следует отметить, что возможные режимы раздельной работы энергообъединений и их частей предъявляют более жесткие требования к регулированию частоты и мощности, чем указанные минимальные.
Партнеры по Восточному блоку должны участвовать в первичном и вторичном регулировании, в частности, в определенных долях - в создании резервов регулирования. При этом к энергосистемам Казахстана, Центральной Азии и Закавказья, учитывая, что режимы их работы не будут оказывать сколько-нибудь существенного влияния на поток мощности Восток - Запад, целесообразно предъявлять пониженные требования.
Для обеспечения требуемых характеристик первичного и вторичного регулирования в Восточном блоке необходима модернизация систем регулирования примерно 50 энергоблоков 300 и 800 МВт с достаточным сроком службы, исходя из поддержания на каждом из них 5%-ного резерва мощности. Выполнение такой модернизации на современной высокоэффективной и надежной цифровой технике по разным оценкам требует от 0,5 до 1 млн. дол. на энергоблок (всего по Восточному блоку 20 - 50 млн. дол. США).
Модернизация систем регулирования может быть совмещена с планируемой реконструкцией силового оборудования для продления срока службы; вновь вводимое оборудование, в том числе на замену демонтируемому, должно быть маневренным и оснащаться современными системами регулирования. Запланирована работа по уточнению возможностей АЭС и соответствующих требований по их участию в первичном регулировании частоты.
Работы по подготовке электростанций к активному участию в регулировании частоты и мощности в Восточном блоке должны быть скоординированы.
Учитывая, что работа в регулировочном режиме ТЭС сопряжена с дополнительными потерями и износом оборудования, необходима разработка механизмов стимулирования участия электростанций в регулировании частоты и мощности в Восточном блоке.
