Добавил:
gal_minsk@rambler.ru Кандидат технических наук, старший научный сотрудник, более 300 публикаций в различных направлениях науки, техники, естествознания, философии, атеизма, религии Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Г.А.Л._Изб. раб. по АСКУЭ

.pdf
Скачиваний:
118
Добавлен:
15.10.2019
Размер:
55.51 Mб
Скачать

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

361

Генерация в Московской энергосистеме распределена на восьми электростанциях мощностью свыше 1000 МВт каждая, трех - от 500 до 1000 МВт, семи - от 100 до 500 МВт и пяти - до 100 МВт. Доля электростанций мощностью до 100 МВт составляет всего около 3%. Блокстанции имеют суммарную мощность 339 МВт (чуть более 2%). Режим работы ТЭЦ Московской энергосистемы в зимний период носит базовый характер с ограниченной маневренностью из-за необходимости покрытия тепловой нагрузки. Высокой маневренностью обладает лишь ЗаГАЭС-1, имеющая 6 гидроагрегатов с суммарной установленной мощностью в генераторном режиме 1200 МВт.

.

Структура, объемы и графики электропотребления

В Московском регионе насчитывается по числу точек коммерческого учета более 5,6 млн. потребителей электроэнергии, из них в Москве свыше 3,8 млн и по области около 1,8 млн. Общее электропотребление в регионе, включая полезный отпуск и потери в электрических сетях, а также собственные нужды электростанций, составило в 2004 г. 80,14 млрд. кВт-ч (без учета заряда ЗаГАЭС-1). Оно превысило уровень 1990 г. на 9,2% за счет роста в строительстве (76,9%), промышленности (25,3%), пищевой отрасли (34,8%), на транспорте (21,3%), в сфере быта и услуг (13,4%), а также за счет увеличения в 1,9 раза потерь в сетях. За 2001-2004 гг. рост потерь в сетях превысил 10%, причем абсолютные и относительные потери в сетях Московской области в 1,5-1,6 раза оказались выше соответствующих показателей Москвы, что, по мнению авторов документа, "искажает истинную динамику роста электропотребления в Московском регионе и требует проведения неотложных мер по снижению как технологических, так и коммерческих потерь в электрических сетях всех напряжений".

Несмотря на рост электропотребления в отдельных отраслях промышленности, его спад в машиностроении и химии (в 2 раза) и легкой промышленности (в 6 раз) привел к снижению общей доли промышленности в полезном отпуске почти в 1,5 раза - с 37,74% в 1990 г. до 25,62% в 2004 г. Полезный отпуск в 2004 г. лишь достигнул уровня 1990 г., составив 60,97 млрд. кВт-ч, в том числе в быту и сфере коммунальных услуг - 40,29%, на транспорте - 6,54%, в строительстве - 1,83% и в сельском хозяйстве - 1,81%. Изменение структуры электропотребления в сторону увеличения нагрузки быта и сферы услуг (в 1990 г. она составляла 32,56%) существенно осложнило, как отмечают авторы Концепции, управление потреблением, особенно в аварийных условиях. Доля коммунально-бытовой нагрузки (комбыта) в Москве почти в 1,5 раза выше, а промышленности в 1,7 раза ниже, чем в Московской области, куда переносится ряд производств из Москвы. В перспективе эти различия будут только усиливаться.

Последние годы в Московской энергосистеме зимний суточный график электрической нагрузки содержит большой ночной провал и явно выраженный вечерний максимум (более 500 МВт относительно дневной нагрузки). Так, например, типичный график января 2005 г. имел ночной минимум 9,09 ГВт и вечерний максимум 14,72 ГВт (коэффициент неравномерности графика составил 0,62, но за счет ночного потребления в насосном режиме ЗаГАЭС-1 ночной провал уменьшился до 10,2 ГВт, снизив неравномерность графика до 0,69). Увеличение доли комбыта в общем электропотреблении привело к разуплотнению графика нагрузки и снижению числа часов использования годового максимума. Так в 2003 г. максимальная нагрузка в энергосистеме составила 13,8 ГВт, а годовое число часов использования максимальной нагрузки - 5554 ч, или 63%. Для сравнения, в ОЭС Центра использование годового максимума 38,7 ГВт составило в 2003 г. 6111 ч (69%), т.е. график за счет использования большего количества часов установленной мощности АЭС Центра оказался плотнее. По мнению авторов документа, "проведение мероприятий по уплотнению и оптимизации суточного графика нагрузки в Москве и Московской области позволит снизить максимум нагрузки и повысить число часов использования установленной мощности электростанций".

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

362

Проблемы, поднятые Концепцией

Необходимость разработки Концепции возникла в связи с быстрым ростом нагрузок в Московском регионе, возникновением дефицита мощности и снижением надежности снабжения потребителей электрической и тепловой энергией (авария мая 2005 года подтвердила это лишний раз). Действительно, для региона с населением в 10,5% от всероссийского, но с установленной электрической мощностью энергосистемы всего в 6,8% от общей мощности электростанций страны, региональный дефицит очевиден.

Концепция выявляет проблемы развития генерации, электрических сетей, систем противоаварийного управления и систем оперативно-диспетчерского управление, а также предлагает на основе соблюдения принципов сбалансированности, необходимого резерва мощности и регулировочного диапазона их поэтапное решения на период до 2020 г. В документе поднимаются вопросы создания соответствующего финансового, организационного, нормативно-правового, методического и другого обеспечения для решения комплекса задач технического перевооружения энергетического хозяйства Московского региона. Но к концептуальным проблемам документа его авторы относят в первую очередь "прогноз темпов роста и структуры потребления электрической и тепловой энергии и мощности, управление спросом и энергосбережение, обеспечение балансовой и режимной надежности Московской энергосистемы, анализ сбалансированного и несбалансированного (с покрытием дефицита мощности извне) вариантов ее развития", а

также стратегию ввода новых и техническое перевооружение действующих электростанций с выбором перспективной структуры генерирующих мощностей.

Остановимся подробнее на вопросах прогнозирования нагрузки, управления спросом, энергосбережения и активного наращивания новых генерирующих мощностей в регионе. Рост генерирующих мощностей требуется, по мнению авторов документа, "для эффективного и надежного покрытия электрических и тепловых нагрузок Московского региона на период до 2020 г.". Прогнозное увеличение энерговооруженности должно составить к 2020 г. в промышленности Москвы 23,0, в ЖСК - 26,5, населения - 6,19 тыс. кВт-ч/чел. в год, обеспечив тем самым более чем пятикратный, по отношению к 2000 г., рост валового регионального продукта в Москве (но лишь с 15% -ной долей промышленности) и Московской области. При этом предусматривается стабилизация численности населения Москвы на уровне 8,2-9,0 (по другим данным 11-12), а Московской области - 7 млн. чел. Суммарный годовой расход всех энергоресурсов планируется на уровне более 40 млн. т у.т. для Москвы и 30 млн. т у.т. для области с экономически обоснованным потенциалом энергосбережения в 10-15 млн. т у.т. по Москве.

Существующий дефицит баланса в Московской энергосистеме собственной активной мощности (в максимум 2004-2005гг. он составил около 1800 МВт) и его нарастание в перспективе до 3000 МВт (из-за сокращения избыточной мощности ОЭС Центра, использующейся для покрытия этого дефицита), по мнению авторов Концепции, существенно снижает системную надежность региональной энергосистемы. "Резкое отставание вводов мощности от темпов роста электропотребления (по мощности)"

рассматривается ими как одна из основных причин системной аварии 25 мая 2005 г., нарушившей энергоснабжение Московского региона.

Концепция рассматривает несколько вариантов роста электропотребления в регионе, выбрав в качестве конечного "оптимистический" вариант его увеличения с 84,64 в 2005 г. до 140,44 млрд. кВт-ч в 2020 г., т.е. с ростом в 1,6 раза. Исходя из среднегодового темпа роста максимумов электропотребления по мощности, принято в качестве основы для расчета максимумов нагрузки значение 4,1%. При этом прогнозные электрические нагрузки Московского региона могут возрасти к 2010 г. до 21 ГВт, а к 2020 г. - до 27,8 ГВт. В этих оценках учтена и дополнительная мощность (до 10% общей), используемая частью

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

363

населения (в коттеджах, системе киосков, палаточной торговли и услуг) на цели электрообогрева в период низких температур наружного воздуха.

Авторы документа полагают, что, хотя обоснование темпов роста нагрузок в период до 2020 г. требует дополнительных исследований и уточнений, но уже сейчас должна быть разработана программа и проводиться в жизнь "политика управления спросом и политика энергосбережения". По их мнению, "важнейшим условием обеспечения надежного энергоснабжения потребителей является их управляемость, под которой в условиях рынка и при централизованном электро- и теплоснабжении следует понимать способность системы дифференцированно воздействовать на потребителей в нормальных условиях экономическими, а в аварийных - принудительными мерами с целью приведения их электропотребления в соответствие с возможностями энергосистемы в различные часы суточного графика нагрузок". Управляемость актуальна прежде всего для Москвы и других городов, поскольку "возможность управлять нагрузкой потребителей позволила бы повысить живучесть энергосистемы, развязать взаимозависимость электро- и теплоснабжения в условиях ограничения или потери последнего в период отрицательных температур".

ВКонцепции приводится, как пример эффективного управления спросом, система Telegestore, используемая в Италии компанией Enel для построения автоматизированной системы дистанционного считывания данных и управления параметрами потребления электроэнергии в сети 0,4 кВ. Эта система охватила своим действием уже более 30 млн. потребителей. Отмечается, что этот опыт целесообразно использовать и в Мосэнерго.

Авторы документа полагают, что "при сохранении высоких темпов экономического роста Московского региона за счет внедрения энергосберегающих технологий темпы прироста электрических нагрузок могут и должны снижаться".

Вдокументе рассматривается несколько вариантов повышения балансовой и режимной надежности энергосистемы при ее сбалансированности и несбалансированности по мощности (с внешним покрытием дефицита): а) вариант с бездефицитным покрытием абсолютного максимума нагрузки, включая 13%-ный нормативный резерв мощности, б) вариант сбалансированного покрытия абсолютного максимума нагрузки, но с размещением резерва за пределами Московской энергосистемы, в) вариант несбалансированного в пределах региональной энергосистемы покрытия абсолютного максимума с компенсацией дефицита и получения резерва от электростанций ОЭС Центра (существующий вариант). Отмечается, что последний вариант реален лишь в условиях опережающего ввода мощностей в ОЭС Центра, прежде всего на АЭС, с одновременным вводом маневренных мощностей, в первую очередь на ГАЭС (за счет строительства ЗаГАЭС-2 мощностью 0,8-1,0 ГВт), а также при соответствующем развитии электрических сетей. Предпочтение же отдается авторами Концепции автономному первому варианту. С учетом 13%-ного резерва к уровню нагрузки 2020 г. (27,8 ГВт) располагаемая мощность электростанций региона должна составить 31,4 ГВт, т.е. более чем удвоиться.

Выбор автономного сбалансированного варианта развития Московской энергосистемы "диктует ускоренное наращивание мощности на электростанциях Московского региона". Считая, что фактический суточный график покрытия нагрузки Московского региона на январь 2005 г. неизменен, авторы документа распространяют его и на прогнозные годы, вплоть до 2020 г., констатируя: "В настоящее время и в перспективе ОЭС Центра не сможет принимать избыточную мощность Московской энергосистемы в ночные часы, если отсутствует зарядный режим ГАЭС, особенно в условиях предполагаемого наращивания мощностей АЭС. Для прохождения ночного минимума нагрузок и покрытия их пика необходимы удвоение мощности ГАЭС и мобилизация маневренных возможностей всех групп оборудования электростанций как в Московском регионе, так и в ОЭС Центра в целом... нет оснований считать, что в перспективе произойдет существенное изменение конфигурации суточного графика электропотребления

всвязи с его резким уплотнением или разуплотнением".

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

364

Критические замечания по Концепции

Концепция носит исключительно местный, региональный характер, хотя в отдельных авторских высказываниях типа, например, "Концепция позволяет незамедлительно приступить к разработке программы необходимых работ по техническому перевооружению энергохозяйства страны" или "техническое перевооружение и развитие энергетического хозяйства Москвы и Московской области на базе современных технологий, как будет показано, выходят за рамки собственно Московского региона и неизбежно затронут европейскую часть ЕЭС России, создавая предпосылки к следующему этапу высокотехнологического развития Российской электроэнергетики", проскальзывает понимание того, что, несмотря на всю свою уникальность, Московская энергосистема является пусть и важной, но только частью ЕЭС России.

Если на региональном уровне Концепция более или менее проработана с системных позиций, то с точки зрения экономики страны в целом к ней появляются глобальные вопросы. Сам собой напрашивается первый: "Насколько целесообразно на территории

Московского региона, составляющей менее 0,3% территории страны, концентрировать в долгосрочной перспективе такое огромное количество населения и ресурсов, включая генерирующие мощности?" Ответ авторов документа был бы, видимо, следующим: "Целесообразно, так как эта концентрация населения сложилось исторически". Да,

известно, что Россия начиналась с московского княжества, но она, думается, не должна им заканчиваться. В плане долгосрочного эффективного развития России и обеспечения ее национальной безопасности в условиях существующего нестабильного мира региональная

сверхконцентрация населения и энергических структур становится уязвима со всех сторон: экологической, экономической и военной.

Не лучше ли изменить исторический вектор, направив его на разумное перераспределение населения и ресурсов по территории всей страны? Ведь можно создать подходящие экономические условия в других регионах России для целенаправленной миграции туда людей, в частности, из перенаселенного Московского региона? Уже сейчас, по данным опросов, более 15% жителей Москвы понимают, что этот город не самое подходящее место для здоровой жизни, и потенциально готовы уехать туда, где им предложили бы подходящие условия. Надо дать людям выбор, а не создавать в стране один сверхнасыщенный населением и ресурсами регион. В любом случае этот вопрос требует глубокой системной проработки на уровне более высоком, чем региональный, и в зависимости от его решения могут измениться очень многие положения и цифры Концепции.

Основные положения и выводы Концепции базируются на анализе ретроспективного энергопотребления в Москве и Московской области и прогнозных оценках его роста на период до 2020 г. Авторы констатируют: "Оценка темпов роста электропотребления и электрической нагрузки в Московском регионе на период до 2020 г. является ключевой задачей, поскольку эти показатели определяют всю стратегию дальнейшего развития Московской энергосистемы и обеспечения надежности энергоснабжения потребителей Московского региона". Согласно ретроспективе, электропотребление за 2001-2004 гг.

выросло в регионе на 14%, но при этом "отставание вводов мощности от темпов роста электропотребления (по мощности) составило за 2001-2004 гг. в среднем более 4% в год".

Относительно прогнозов в документе отмечается, что "в материалах Генеральных планов развития Москвы и Московской области на период до 2020 г. по ряду направлений приросты электрических и тепловых нагрузок определены экспертно и безвариантно и нуждаются в дальнейшем уточнении". С учетом этих и других дополнительных экспертных оценок авторы документа остановились на темпе роста полезного электропотребления 4,05%. Уточненный

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

365

вариант прогноза темпа роста нагрузок по Московскому региону составил около 5% на 2005 год с постепенным снижением его до 2,5% к 2020 г.

Таким образом, в Московском регионе планируется по существу бесконечный во времени рост электропотребления и электрических нагрузок, что соответствует идее не интенсивного, а экстенсивного, с неограниченным потреблением невозобновляемых энергоресурсов (прежде всего газа), развитию общества. С этим как-то не вяжутся декларативные заверения авторов Концепции об энергосбережении. Если потребителю дать возможность потреблять энергии столько, сколько ему захочется, без всяких ограничений,

это заведет страну в тупик (хотя отдельный регион и сможет до поры до времени жить безбедно за счет других частей страны). Такой бесперспективный вариант развития был осознан мировым сообществом еще в 70-х гг. прошлого века после серии нефтяных кризисов. Потребление всегда должно быть ограничено ради сбережения энергоресурсов

(в том числе и для потомков) и создания у потребителей стимулов для оптимизации и снижения своих энергозатрат. Хотелось бы услышать от авторов документа ответ на вопрос: "Когда и на каком уровне должен остановиться рост электропотребления и электрических нагрузок в Москве и Московской области? Или он должен продолжаться в регионе до бесконечности?" Ответ на этот вопрос также требует глубокой системной проработки.

Авторы документа непоследовательны в своих оценках и выводах по вопросу управления спросом (нагрузкой потребителей). С одной стороны, они говорят о важности управления спросом на энергию "в нормальных условиях экономическими, а в аварийных - принудительными мерами", отмечают, что "проведение мероприятий по уплотнению и оптимизации суточного графика нагрузки в Москве и Московской области позволит снизить максимум нагрузки и повысить число часов использования установленной мощности электростанций", добавляя, что "возможность управлять нагрузкой потребителей позволила бы повысить живучесть энергосистемы". С другой стороны, они же утверждают, что "нет оснований считать, что в перспективе произойдет существенное изменение конфигурации суточного графика электропотребления в связи с его резким уплотнением или разуплотнением". На этой основе авторы Концепции используют суточный график нагрузки Московского региона января 2005 г. для его переноса без всякой деформации в 2010, 2015 и 2020 гг. и построения на этом шатком основании своих отдаленных прогнозов.

Хочется спросить: "Так будет или не будет проводиться реальная политика управления спросом?" По всей видимости в "нормальных условиях - экономическими мерами" точно не будет. Иначе, почему тарифы на энергию (а главная роль тарифов заключается в экономически разумном управлении спросом, в том числе и в стимулировании потребителей к переносу своей нагрузки на внепиковые участки суточного графика нагрузки энергосистемы) упоминаются в документе лишь однажды и то в контексте: "Обратиться в Правительство Российской Федерации с предложением: …О поддержке финансовых инструментов…для контролируемых государством акционерных обществ энергетики с целью минимизации роста тарифов…". Существующая же сегодня в России практика "фиктивного" тарифного регулирования электропотребления и электрической нагрузки, при которой тарифы на пиковую, полупиковую и ночную электроэнергию похожи как близнецы, лишь подтверждает приведенные опасения. И "минимизация роста тарифов" указана в документе, видимо, также для красного словца.

Таким образом, прежде чем проводить политику безудержного наращивания генерирующих мощностей в регионе, следовало бы до минимума сократить технологические и коммерческие потери в электросетях и по максимуму использовать существующие возможности местного управления спросом и электрическими нагрузками, основанными на эффективных тарифных системах и разумных ограничениях электропотребления (мощности). Критические замечания в адрес анализируемого документа можно было бы продолжить, но достаточно и сделанных. Концепция поднимает серьезные энергетические

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

366

проблемы, важные не только для Московской энергосистемы, но и любой энергосистемы России или иного государства, дает ответы на многие вопросы регионального уровня, но вместе с тем ряд принципиальных и важных вопросов, связанных с обоснованностью предлагаемых региональных решений по росту электрической нагрузки и вводу новых генерирующих мощностей для ее покрытия, к сожалению, остаются открытыми.

Литература

1. Концепция технического перевооружения энергетического хозяйства Московского региона. -Электрические станции, 2006,№ 5,7,8,9,10.

Справка

Статья опубликована в журналах:

Энергетика и ТЭК, №6, 2007 (Беларусь) Электрические сети и системы, №5,2007 (Украина)

Электро, № 2,2007 (Россия)

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

367

ОБ ОПЫТЕ УКРАИНЫ ПО РАЗВИТИЮ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ И ОПТИМИЗАЦИИ ГРАФИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

(по материалам специального выпуска украинского журнала "Енергетика та електрифiкацiя", № 8, 2006 г.)

Гуртовцев А.Л., к.т.н., ведущий научный сотрудник РУП “БелТЭИ”

В середине 2006 г. в ЕЭС Украины произошло долгожданное и знаменательное событие: после более чем двадцатилетнего долгостроя был произведен пуск первого

энергоблока мощностью 150 МВт Ташлыкской гидроаккумулирующей электростанции

(ТГАЭС), расположенной на р. Южный Буг на территории Николаевской области и входящей, наряду с Южно-Украинской АЭС (ЮУАЭС) и Александровской ГЭС, в ЮжноУкраинский энергокомплекс (ЮУЭК). По словам Министра топлива и энергетики Украины Юрия Бойко "без электроэнергии и строительства новых объектов невозможен прорыв в экономике, наша страна задыхается от нехватки энергии. Запуск первого энергоблока Ташлыкской ГАЭС - значительное для энергетической отрасли Украины событие, начало новой эры энергетики Украины, поворотный момент в развитии энергетического хозяйства. Период спада сменился политикой модернизации".

Структура генерирующих мощностей Украины

По данным Национальной энергетической компании (НЭК) "Укрэнерго" структура генерирующих мощностей ЕЭС Украины, сформированная еще в 90-е годы прошлого столетия, за последние десятилетия почти не изменилась. Общая мощность всех электростанций Украины по состоянию на 2005 г. составила 52,23 ГВт (в 6,7 раз больше, чем в Беларуси), в том числе АЭС 13,84 ГВт (26,5%), ТЭС, ТЭЦ и блоковые станции - 33,52

ГВт (64,2%), ГЭС и ГАЭС - 4,78 ГВт (9,2%), ВЭС - 0,06 ГВт (0,1%). Такая структура мощностей в ЕЭС Украины характеризуется значительным превышением базовых мощностей АЭС и ТЭС над ограниченными маневренными мощностями ГЭС и ГАЭС. В 2005 г. выработка электроэнергии всеми электростанциями Украины составила 185,2 млрд кВт ч, в том числе на АЭС - 88,8 млрд кВт ч (48%), на ТЭС и ТЭЦ - 75,5 млрд кВт ч(40,8%), на ГЭС и ГАЭС - 21 млрд кВт ч (11,3%). Таким образом, большая часть электроэнергии в Украине вырабатывается на АЭС.

Атомная энергетика, как отрасль народного хозяйства Украины, ведет свою историю с 1967 года, когда коллегия Госплана Украины определила на севере Киевской области место размещения первой АЭС. Через 10 лет там был осуществлен пуск первого энергоблока Чернобыльской АЭС с реактором РБМК-1000. К этому времени на карте Украины были определены новые места строительства для других АЭС. В 1977 было начато строительство Южно-Украинской АЭС (все три блока мощностью по 1000 МВт введены в действие в 80-х гг.), в 1980 г. - Запорожской АЭС (пять блоков по 1000 МВт введены в эксплуатацию в 80-х гг., а шестой блок 1000 МВт - в 1995 г.), в 1981 - Хмельницкой АЭС (первый блок 1000 МВт введен в эксплуатацию в 1987 г., а второй блок 1000 МВт - в 2004 г.), в 1985 г. - Ровненской АЭС (пуск первого энергоблока мощностью 420 МВт произведен осенью 1989 г., а пуск последнего блока мощностью 1000 МВт - осенью 2004 г.; ныне станция имеет 4 энергоблока мощностью 420, 415, 1000 и 1000 МВт).

Украина занимает 8-е место в мире и 5-е в Европе по показателю установленной мощности АЭС.

Развитие ядерной энергетики Украины происходило в соответствии с энергетической программой СССР, которая основывалась на замкнутом научно-производственном

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

368

комплексе, связанном единой технологией производства: добычи, получения и использования ядерного топлива, эксплуатации АЭС и сопутствующих производств по выпуску энергетического оборудования, материалов и запасных частей, переработки отработанного ядерного топлива, проведения научных исследований, подготовки специалистов, обслуживания социально-бытовой сферы населенных пунктов - спутников АЭС. После аварии в 1986 г. на Чернобыльской АЭС работы по строительству новых энергоблоков были приостановлены. С распадом СССР и обретением Украиной независимости завершилось в 1993 г. строительство шестого энергоблока на Запорожской АЭС, а позднее - четвертого на Ровненской АЭС и второго на Хмельницкой АЭС. В 1996 г. в Украине было образовано государственное предприятие "Национальная атомная энергенерирующая компания (НАЭК) "Энергоатом" - оператор всех действующих АЭС страны. В компанию вошли четыре АЭС и сопутствующие предприятия. Сегодня на АЭС Украины работает 15 энергоблоков, из которых тринадцать с реакторами ВВЭР-1000, а два с реакторами нового поколения ВВЭР-440.Стратегическая цель, стоящая перед компанией - обеспечение безопасности и эффективности АЭС, увеличение коэффициента использования установленной мощности с нынешних 78-80% до 87-90%.

Баланс генерации и потребления

Суточный график нагрузки в ЕЭС Украины характеризуется резким ростом нагрузки в часы вечернего пика и значительным снижением в часы ночного провала. Так,

в наиболее неблагополучный рабочий день зимнего периода отношение минимальной нагрузки в ночные часы к максимальной нагрузке в часы вечернего пика - коэффициент неравномерности графика составляет 0,74 (для идеального ровного графика этот коэффициент равен единице; для сравнения в Белорусской энергосистеме указанный показатель еще хуже украинского - 0,66, и поэтому украинский опыт по выравниванию графика нагрузки и балансированию структуры генерирующих мощностей полезен как для Беларуси, так и для России, где существуют аналогичные проблемы).

Один из подходов по выравниванию суточного графика нагрузки энергосистемы заключается в привлечении к режимному взаимодействию потребителей электроэнергии. Для этих целей используются многоставочные зонные тарифы,

стимулирующие перенос потребителями своей нагрузки с пиков на внепиковые интервалы графика, в частности, на время ночного провала. В Украине действует трехтарифная система расчетов с крупными промышленными и непромышленными потребителями, при которой в часы пика стоимость потребления электроэнергии гораздо выше, чем в часы ночного провала. Ставки тарифов различны по регионам Украины и учитывают специфику как местного состава генерирующих мощностей, так и особенности местных потребителей.

Так, например, в 2005 году тарифы (без добавленной стоимости) в ОАО ЭК "Николаевоблэнерго" имели вид: а) для промышленных предприятий с присоединенной мощностью 750 кВА и выше (и приравненных к ним, питающимся по электросетям напряжением 35 кВ и выше) ночной тариф составлял 5 коп за 1 кВт ч, полупиковый - 17,02 коп и пиковый 30,3 коп, б) для непромышленных потребителей (потребляющим по электросетям напряжением до 35 кВ) ночной тариф - 7,18 коп, полупиковый - 24,42 коп и пиковый 43,09 коп. Для перевода указанных ставок в доллары необходимо учесть тогдашний средний курс гривны (гривна содержит сто копеек) к доллару: 5,1 грн/1$. Важно отметить, что стоимость ночной энергии более чем в 6 раз ниже стоимости пиковой энергии, а полупиковая дешевле пиковой почти в 2 раза. Получается, что украинцы не боятся, подобно экономистам ГПО "Белэнерго", иметь "выпадающие доходы", связанные со значительным удешевлением электроэнергии в полупиковые и ночные часы. Наши соседи понимают, что себе дешевле отдать часть доходов энергосистемы потребителям в том случае, когда последние помогают энергосистеме уплотнить, выровнять ее суммарный график нагрузки.

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

369

Таким путем рождаются прогрессивные партнерские отношения между энергосистемой и потребителями.

Другой, более капиталоемкий путь регулирования графика нагрузки энергосистемы заключается не в его деформировании с помощью режимного взаимодействия с потребителями, а покрытия фактического графика соответствующими генерирующими мощностями энергосистемы. Для этих целей в энергосистеме должны быть предусмотрены высокоманевренные мощности, в качестве которых используются, как правило, энергоблоки ГЭС и ГАЭС (см. Гуртовцев А.Л. "Гидроаккумулирующие электростанции", журнал "Энергетика и ТЭК", №3,4, 2004). Мировой опыт учит, что в

государствах, где работают маневренные электростанции, нет проблем с обеспечением потребителей качественной электроэнергией. Так, например, в США пятая часть электроэнергии вырабатывается маневренными мощностями (на Украине только 9-10%, а в Беларуси они вообще почти отсутствуют). Сейчас в мире эксплуатируются ГАЭС общей

установленной мощностью 130 ГВт и строятся новые станции суммарной мощностью в 30 ГВт.

При несбалансированной структуре генерирующих мощностей с низкой долей высокоманевренных мощностей ГЭС и ГАЭС (в Украине это ГЭС Днепровского и Днестровского каскадов, а также, до ввода первого блока Ташлыкской ГАЭС, единственная Киевская ГАЭС; третья в Украине ГАЭС - Днестровская ГАЭС продолжает находиться в состоянии долгостроя) в энергосистеме остро встает проблема регулирования графика нагрузки, обеспечения аварийного и частотного резервов мощностей. Проблема усложняется для ЕЭС Украины тем, что режимы работы ГЭС Днепровского каскада и Днестровской ГЭС, которые обеспечивают лишь частичное покрытие графика нагрузки и аварийный резерв, имеют определенные ограничения, связанные с комплексным использованием водохранилищ, требованиями охраны окружающей среды и недостаточным обеспечением гидроресурсами.

Вэтих условиях регулирование значительного диапазона суточного графика нагрузки

впределах 3,2-4,6 ГВт (для Белорусской энергосистемы регулировочный диапазон в среднем равен 350-500 МВт, но в пределе может достичь 1,8 ГВт) для покрытия неравномерного спроса на электроэнергию и резервирования мощностей осуществляют в энергосистеме ТЭС с суточным отключением, при прохождении ночного минимума, до 10 и более энергоблоков. При этом, с каждым годом количество остановок энергоблоков увеличивается. Такие, не предусмотренные проектами и конструкцией блоков режимы пуска-остановки базовых энергоблоков ТЭС (особенно тогда, когда эти энергоблоки исчерпали свой эксплуатационный ресурс) приводят к ускорению износа оборудования, снижению надежности и повышению аварийности работы энергоблоков, неэкономичности режимов их работы (существенный рост затрат топлива, в том числе газа и мазута) и в целом к увеличению дополнительных затрат. При регулировании приходится вводить ограничения и на работу блоков АЭС. В этих условиях благоприятным фактором для повышения надежности работы ЕЭС Украины является ее параллельная работа с ЕЭС России, однако, при этом необходимо обеспечить выполнение требований по качеству электроэнергии и режимам межгосударственных перетоков (с учетом того, что в европейской части России также имеется дефицит маневренных мощностей). Аналогичные выгоды от параллельной работы с ЕЭС России имеет (имела) и Белорусская энергосистема. В прошлом пиковая электроэнергия, поступавшая в Беларусь с России, способствовала экономичному покрытию неравномерных суточных графиков нагрузки энергосистемы и улучшению экономичности работы собственных ТЭС и ТЭЦ Беларуси.

Начиная с 2003 года в ЕЭС Украины имеется излишек электроэнергии, но парадокс в том, что при очень ограниченных маневренных мощностях этот излишек трудно рационально использовать, а также сложно обеспечить по нему необходимое качество электроэнергии. С вводом в 2004 г. двух новых базовых блоков на Ровенской и Хмельницкой АЭС суммарной мощностью 2 млн кВт проблема регулирования мощности в ЕЭС Украины

© Гуртовцев А.Л. Избранные работы по АСКУЭ (1981-2009)

370

еще более обострилась. С одной стороны появилась возможность увеличить выработку электроэнергии, но при этом излишек базовой электроэнергии оказалось трудно реализовать при одновременном дефиците маневренных мощностей. В таких условиях может возникнуть необходимость остановки блоков АЭС или ограничения их использования. Для сравнения, в

Беларуси пока нет АЭС (рассматривается вопрос о ее создании) и нет излишка электроэнергии, а покрытие пиков осуществляется изменением режимов работы Лукомльской ГРЭС ("эффективность" и "экономичность" такого регулирования никто не считал).

Прирост генерации и маневренные мощности ГАЭС

В большинстве стран ЕС прирост мощностей энергосистем происходит за счет введения мощностей ТЭС и АЭС, обладающих высокоэкономичными базовыми энергоблоками. При этом одновременно вводятся высокоманевренные мощности на ГАЭС с целью регулирования графика нагрузки в энергосистемах, обеспечения надежной и экономичной эксплуатации ТЭС и АЭС. Уникальная особенность ГАЭС заключается в том, что ее мощность, участвующая в регулировании графика нагрузки, равна сумме мощностей генераторного режима (при покрытии пиковой части графика нагрузки) и насосного режима (при заполнении ночного провала). В условиях развития общего рынка электроэнергии возможности ГАЭС по обеспечению надежности и качества электроэнергии существенно расширяют функции и роль ГАЭС в энергосистемах в части регулировании частоты и напряжения, обеспечения быстродействующего аварийного резерва. Как известно, электроэнергия - это особый товар с ограниченными возможностями его хранения и транспортирования при несбалансированном спросе и предложении. Управление режимами, которые балансируют рынок электроэнергии, обеспечивая ее качество, достигается за счет системных услуг, которые присущи только ГАЭС. Имея высокую маневренность, возможность резервирования мощности и электроэнергии, обладая потенциалом синхронного компенсатора, ГАЭС выполняет новые функции системного координатора, что обеспечивает объемную и структурную сбалансированность рынка электроэнергии, а также необходимые параметры качества электроэнергии.

Развитию ГАЭС во всем мире способствует обострение проблем, связанных с ростом цен на органическое топливо, жесткие требования к теплоэнергетике в области охраны окружающей среды, а также требования повышения безопасности АЭС. В условиях экологического кризиса важным преимуществом ГАЭС, по сравнению с ТЭС и ГЭС, является снижение негативных последствий для окружающей среды, минимизация площади отвода земель под станцию, повышение качества воды в водохранилищах ГАЭС, интенсификация процессов самоочищения воды. Все чаще ГАЭС превращаются в большие многопрофильные объекты, вокруг которых концентрируется сопутствующий бизнес, включая восстановление земель, рыборазведение и т.п.. Преимущества ГАЭС определили стойкую тенденцию повсеместного расширения их строительства и ту важнейшую роль, которую они выполняют в энергосистемах стран ЕС, где суммарная мощность ГАЭС достигает более 10% установленной мощности всех электростанций. Опыт этих стран показывает, что существующая несбалансированная структура генерирующих мощностей в ЕЭС Украины требует коренных изменений. Важно максимально ускорить введение маневренных мощностей в ЕЭС Украины, в первую очередь за счет достройки Ташлыкской и Днестровской ГАЭС.

Южно-Украинский энергетический комплекс и Ташлыкская ГАЭС

Южно-Украинская АЭС, расположенная на юге Украины в северном Причерноморье, является базой энергетического комплекса, в который входит Александровская ГЭС с установленной мощностью 11,5 МВт и Ташлыкская ГАЭС с проектной мощностью 900 МВт,