критический обзор некоторых крупных аварий в национальных
advertisement
КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР НЕКОТОРЫХ КРУПНЫХ АВАРИЙ В НАЦИОНАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ МИРА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ УКРАИНЫ Скляров В.Ф., Министр энергетики Украины 1982-1993 гг., президент украинского национального комитета Международного совета по большим электрическим системам CIGRE Статистические данные и вероятностные оценки утверждают, что ежегодно в энергосистемах мира происходило в среднем десять аварий с обесточением 10 тыс. потребителей, 100 тыс. потребителей остаются без электроэнергии два-три раза в год, около миллиона - от трех до пяти раз в каждом десятилетии, а катастрофы, когда страдают более 10 млн. человек повторяются каждые 20-30 лет. Однако события последних лет четко показывают, что такие оценочные подходы безнадежно устарели и нуждаются в коренном пересмотре. Все крупные аварии национального масштаба планово рассматриваются и внимательно изучаются на очередных сессиях CIGRE, где каждый участник старается сделать необходимые выводы в соответствии со своей квалификацией и опытом, для практического применения в своей стране, ибо рекомендации сессии носят чисто рекомендательный характер, если они и появляются вообще. Так как вопросы предотвращения масштабных погашений чрезвычайно сложны и щепетильны, мало находится охотников брать на себя ответственность за выводы и предложения. Международный Совет больших электрических систем CIGRE это и есть его аббревиатура (CIGRE). В принципе, этот совет подобен МАГАТЭ в атомной энергетике, но поскольку не обслуживает ничьих политических интересов, гораздо менее известен и популярен. Эта организации существует на общественных началах и никакой коммерческой деятельностью заниматься не может. Также строжайше запрещено всем участникам CIGRE использование в бизнесе при представлении своих технологий даже его логотипа предприятия. Только техника и ничего личного. Совет был организован в 1921 году и сейчас насчитывает 96 стран- участниц 1155 коллективных и 6576 индивидуальных членов. Целью создания Совета является свободный обмен технической информацией и принятие оптимальных рекомендаций в области электроэнергетики. Штаб квартира организации находится в Париже, и там же каждые два года проводятся очередные сессии с участием всех стран. С 26 по 31 августа 2012 года состоялась 44 сессия, в которой принимала участие и делегация Украины, состоящая полноправным членом Совета с 2006 года. Международным Советом CIGRE издается свой журнал "ELECTRA" на французском и английском языках. В сессии приняли участие более 3000 человек и было организовано более 500 выставочных павильонов, в которых демонстрировались последние достижения в электроэнергетике. Наряду с такими гигантами как АВВ, Siemens, Mitsubishi, General Electric, крупные китайские и российские фирмы, демонстрировались новинки и средних и мелких фирм. Например, изобрели новое покрытие изоляторов высокого напряжения, которые не поддаются гололедообразованию. На комиссиях представлялись многочисленные технические доклады по всевозможным аспектам электроэнергетического производства, включая генераторы, трансформаторы, изоляторы, опоры, провода, средства защиты и автоматизации, компьютерного и программного обеспечения и т.д. На сайте CIGRE (www.cigre.org) можно ознакомиться в деталях со всем спектром деятельности Совета. На пленарном заседании традиционно представляются доклады о крупных системных авариях, которые произошли за прошедшее время. Эти доклады всегда обращают на себя пристальное внимание и вызывают повышенный интерес. Никто не хочет повторения таких несчастий в своей стране и, наоборот, желают учиться на чужих ошибках. Необходимо сразу подчеркнуть, что широко известные утверждения о масштабных национальных авариях, которые происходят с определенной закономерностью и повторяемостью, требуют пересмотра и уточнения. Скажем, утверждение о том, что самые крупные аварии с обесточением более 10 млн. человек происходят каждые 20-30 лет, не выдерживает никакой критики. Только за последние семь лет произошло порядка десяти аварий, которые подходят под эту категорию. Все рекорды побила авария в Индии в июле 2012 года, когда без электричества осталось 700 млн. человек. Совершенно невообразимая цифра. Абсолютно очевидно, что актуальность темы масштабных аварий нарастает, как и то, что меры, принимаемые для их недопущения, недостаточны и технически и финансово не обеспечены. Если общественность согласна с тем, что с подобные явления можно принимать как неизбежное и закономерное зло и готова мириться с многомиллиардными убытками как приемлемой платой за техническую некомпетентность, тогда тему можно закрывать или воспринимать как экзотику пригодную для рекордов в книге Гиннеса. Но нас учили принципиально другому подходу и совершенно другим критериям. Мы точно знаем, что у каждой аварии есть фамилия и точный адрес. Стоит только напомнить, что за все время существования украинской энергетики ни одной каскадной аварии национального масштаба допущено не было. Некоторые могут вспомнить, так называемые "веерные отключения". Позвольте мне как человеку, проработавшему в энергетике почти полвека на всех существующих уровнях ответственности категорически утверждать, что все они носили сугубо рукотворный характер с политическими корнями, ничего общего с техникой не имеющие. Кроме того, эти отключения в сравнении с национальными погашениями по всем составляющим, это детский лепет на зеленой лужайке. Теперь, кажется, вполне обоснованным утверждение о том, что, если допустить обесточение Украины, то, учитывая громадные финансовые прямые и косвенные потери (десятки миллиардов долларов, соизмеримые с годовым бюджетом страны), политические и социальных последствия, можно не пожалеть никаких усилий для предотвращения подобного хода событий. Во всяком случае, Правительство страны должно быть в полном объеме проинформировано о мировых тенденциях и реальных угрозах. А энергетикам целесообразно напомнить, что главный смысл их существования состоит как раз в недопущении аварий, а не только в квалифицированной их ликвидации. Приходится довольно часто сталкиваться с утверждениями вроде "что нас запугивать, мы это много раз слышали, у нас такие резервы мощности и т. д". Поверьте, что в тех странах, в которых подобные аварии уже произошли, состояние энергетики и резервы мощности (может быть, кроме ЮАР) были много выше наших и носили реальный, а не виртуальный характер. Во время последней (август 2012г.) парижской сессии CIGRE на пленарном заседании, в котором участвовало 3000 человек, традиционно заслушивались инженерные сообщения о происшедших, а правильней сказать, допущенных национальных энергетических авариях. Доклады были тщательно подготовлены и хорошо обеспечены компьютерной поддержкой. И на этот раз было сообщено об авариях в Индии, Бразилии, Англии (наводнение) и Японии (отключение АЭС Фукушима из-за цунами). Необходимо сразу подчеркнуть, что, кроме чисто профессионального интереса, а аварии очень поучительны и сложны, ущерб от масштабного обесточения потребителей или полного развала систем чрезвычайно велик и может измеряться миллиардами долларов. Поэтому интерес среди энергетиков всего мира к подобным презентациям чрезвычайно велик, хотя восприятие и оценки абсолютно различны и часто полярно противоположны. Выводы и меры по предотвращению подобных аварий не всегда кажутся достаточно глубокими и исчерпывающими. Если определиться с приоритетностью рассматриваемого материала, то становится очевидным, что в силу совершенно понятных обстоятельств, некоторые отчеты представляют меньший интерес, чем другие. Например, японская авария, напрямую связанная с мощнейшим землетрясением и цунами весьма поучительна, но ожидать такой напасти в Украине, строго говоря, трудно, хотя и своих неприятностей нам хватает. Все с большим нетерпением ожидали доклад индийского представителя, все-таки 700 млрд. человек без электричества впечатляют любых скептиков и оптимистов. Но, скорее всего, в силу того, что прошло всего пару недель после аварии, сообщение носило очень общий характер, кроме того, что установленная мощность страны в пять раз больше украинской и частота падала до 48,6 герца, да определения места начала аварии, где то на юго-востоке страны, ничего детального узнать не удалось. Хотя стоит отметить, что с этим несчастье справились довольно скоро - за 13 с половиной часов. А страсти про неработающие светофоры, лифты, канализацию и прочие и прочие, для нас не новость. Надеемся, что через какое то время мы получим более точную информацию. По правде говоря, такие аварии целесообразно расследовать с участием высококвалифицированных специалистов на международном уровне под эгидой того же CIGRE. Стремление, в лучшем случае, строго дозировать выдаваемую негативную информацию, носит явно интернациональный характер и нам хорошо знакомо. По этой причине предлагается рассмотреть Южно-Африканскую аварию, так как и энергетика этой страны схожа с украинской и мощностью и отношением государства, да и последствия и впечатляющи и поучительны. Доклад озаглавлен как "Влияние неадекватных границ резерва на энергосистему Южной Африки 2007-2008" и весьма квалифицированно и бесстрастно представлен г. Kannan Lakmeeharan- Sistem Operations & Planning Division. Обзор энергосистем Южной Африки можно ограничить буквально несколькими цифрами. Оперативная мощность составляет 38 878 МВт. 80% выработки приходится на долю угольных станций, остальные 20% - атомные, гидро и гидроаккумулирующие станции и ПГУ. 28 000 км. линий высокого напряжения, импорт 1620 МВт. 138 крупнейших потребителей забирают 40% , а всего 40000 значительных потребителей расходуется 76% электроэнергии. На 2008 год потребление прогнозировалось в 260 ТВт*час. Далее приводится буквально цитата, слегка адаптированная к привычным для нас формулировкам. "Проблемы, проявившиеся за последнее десятилетие следующие... • более, чем десятилетие резерв мощности стабильно понижался по причине роста нагрузок и лимитирования генерации; • в 2006 г. был инцидент регионального сброса нагрузки в региональной сети из-за недостаточности генерации; • в начале 2007 отмечен первый случай национального сброса нагрузки из-за невозможности покрыть потребление наличной генерацией; • после успешного регулирования зимнего пика потребления на уровне в 37000 МВТ, в октябре, ноябре и декабре 2007 было несколько случаев сброса нагрузки; • в январе 2008 происходили ежедневные сбросы нагрузки в течение двух недель, что привело к объявлению Правительством национального аварийного энергетического состояния 25 января 2008. • это привело к серьезному снижению уровня производства во всех секторах экономики и повредило имиджу энергокомпаний. Эта презентация осветит проблему, развивающуюся десятилетие, и ключевые концепции в процессе восстановления баланса, адекватного "демпфера", организационной эластичности и государственного уровня координации безопасности обеспечения в сравнении с его ценой". Далее следовало 24 января 2008 г. решение об объявлении реальной угрозы системного коллапса, прояснение событий приведших к аварийному состоянию, полученные уроки, заключение, принципы восстановительной программы и всевозможные графики. Целесообразно кратко остановиться на некоторых обстоятельствах доклада, представляющих специфический интерес для украинской энергетики. Итак, все серьёзно началось регулярными ежедневными разгрузками переходящими в систематические сбросы нагрузки, достигающие 4000МВт, и перспективы определялись, как самые мрачные из-за нестабильной работы котельных агрегатов. Работа систем автоматической частотной разгрузки достигла такого уровня, что стала представлять прямую угрозу даже для электростанций. Кроме того, крайне низкие запасы угля плохого качества на складах электростанций (от 3 до 4 дней) в сочетании с дождями и мокрой погодой заставляли весьма пессимистично смотреть на возможности увеличения выработки электроэнергии. Здесь необходимо заметить, что запасы угля на электростанциях Украины считаются приемлемым на уровне недельных, хотя прежде требовалось иметь к зиме 30 или 60 дневные запасы. А морозы ничуть не облегчают работу на электростанциях и в сравнении с ливнями выглядят более угрожающими. В такой ситуации в Южной Африке стали серьезно задумываться о возможности совершения персоналом серьёзных ошибок в связи с их постоянной перегрузкой работой в экстремальных условиях. Надо искренно отметить, что мы эти факторы не брали в голову никогда. Положение усугубили неприятности на парогазовой и гидроаккумулирующей электростанциях. В этих условиях Системный Оператор пришел к выводу, что система находится перед прямой угрозой полного развала. Были предупреждены все ключевые потребители об ожидающихся неприятностях и необходимости принятия соответствующих мер. И это решение было весьма разумным и последовательным. Между тем, население испытывало чрезвычайные трудности по налаживанию привычного уровня жизни; • бизнес никак не мог приспособиться к непредсказуемым перерывам электроснабжения; • не хватало портативных источников освещения; • исключительные трудности по обеспечению потребителей, требующих непрерывного электроснабжения; • шахты глубокого залегания полностью прекратили производство на 5 дней и возобновили его в минимальном объеме только после обеспечения безопасности своего персонала; • остановилось ферросплавное производство, многие промышленные предприятия и через 6 месяцев не вышли на необходимый уровень, хотя перспективы у них были хорошими. На муниципальном уровне возникли свои проблемы: • нарушения со снабжением водой и питьевой и канализационной; • нарушение транспортных систем; • трудности с работой больниц и т. д. Пресса, естественно, отреагировала весьма остро и в доказательство приводятся броские заголовки всех крупнейших газет, и это не добавило положительного имиджа энергетическим компаниям. Нужно четко представлять, что никто никого не пугает и не придумывает, как это часто приходится слышать от наших мудрых руководителей. Просто люди все это переживали, и дается максимально понятный перевод доклада. Интересно, как же они доросли до такой красивой энергетической жизни? Путь был не простым, долгим и весьма поучительным. Очевидны явления, происходящие непосредственно перед аварийной ситуацией. Так периодические ( до 4 дней ) сбросы нагрузки достигали мощности до 3500 МВт при недовыработке около 321 Гвт.час. Цифры весьма серьезные и впечатляющие. Но, похоже, что все это время надеялись, что пронесет. Чисто по-нашему. А между тем, грозные симптомы проявлялись и много раньше. Коэффициент использования установленной мощности (КУМ) возрос с 60% до 74%; • с увеличением КУМ незапланированные потери генерации возросли в 3 раза; • резерв мощности постепенно понижался от 27,1% до 5,5% .; • складские запасы угля за тоже время понизились в среднем от 65 суток до 28, а в отдельные дни составляли 3-4 дня; • ввод новых генерирующих мощностей несколько лет составил 0. Правительство не принимало достаточных мер, чтобы сбалансировать дефицит мощности и энергии. Хочу однозначно подчеркнуть, что положение в энергетике Украины несравненно сложнее, иначе не было бы никакого смысла так подробно останавливаться на чужих несчастиях. Может быть, хоть на этот раз мы поучимся на чужих ошибках, коль не хотим слушать своих специалистов. Далее события развивались таким образом, что Правительство непосредственно вмешалось в ход событий, была создана своя дорожная карта выхода из кризиса (скорее всего, название - дань моде) и наметились сдвиги в нужном направлении. Мы еще остановимся на мерах, выводах и уроках, но в докладе не все напечатано и не потому, что употреблялись непечатные выражения, а потому, что мы все под Богом ходим, хотя и под разными правительствами. Мне помнится, что докладчик вошел в сильное возбуждение, когда говорил о социальных последствиях обесточений и особенно напирал на громадные автомобильные пробки, которые возникли из-за неадекватной работы светофоров. Скорее всего, он никогда не видел киевских пробок! Этим несчастием нас, ну никак не напугаешь. Прямой и непосредственной причиной аварийной ситуации были определены проливные дожди в октябре и ноябре, каких не было десятилетие и низкое качество топлива. Все это привело к невозможности подать топливо в котлы электростанций и, естественно, поддерживать необходимый уровень генерации. Скорее всего, дожди у них в такую же редкость, как у нас снегопады и морозы. Предвидеть руководству их никакой возможности не существует. Но самое интересное, что долгосрочные прогнозы баланса генерации и потребления были весьма оптимистичными, а вот краткосрочные наоборот, пессимистичными и к, несчастью, полностью оправдались. Ну, совсем точно, как и у нас. Наши управители тоже утверждают, что в 2030 году будет полный порядок с балансами, но как дожить до этого года, трудно представить. Итак, в Южной Африке наконец все осознали, что электрическая ситуация стала критической и государство предприняло два выдающихся вмешательства для определения соотношения как уровня надежности энергоснабжения, так и стоимости этого мероприятия. Был задействован Национальный Ответный План на события. Был зафиксирован дефицит мощности и энергии на несколько ближайших лет в размере 30 00МВт и 26ТВт*час, и, исходя из этих цифр, определялась необходимость балансирования потребления и производства электроэнергии. Предусматривались требования к потребителям по масштабному внедрению энергосберегающих технологий, к производителям электроэнергии по программе ввода новых мощностей (45 00МВт) и определялась сфера и своего непосредственного вмешательства, как пример по снижению потребления для 100000 правительственных зданий, а также в области грузовых перевозок. Кроме того, было проведено широкое публичное обсуждение соотношения стоимости надежности и поставок электроэнергии. При этом энергетики публично заявили стоимостную перспективу на ближайшие 5 лет, а Правительство взяло на себя обязательства по финансовой поддержке и возможным долговым гарантиям для энергокомпаний. Ещё раз четко формулируются обстоятельства, приведшие к печальным событиям . 1. Системные резервы стабильно понижались с 2000 года. 2. Электростанции вынуждены работать в напряженном режиме последние 3 года, в связи с уменьшением резервов. В дополнение качество топлива, используемого в установках ПГУ постоянно ухудшалось. 3. Складские запасы угля на электростанциях стабильно понижались. Три главные причины очень низких запасов угля : • увеличение производства электроэнергии именно угольными станциями, что привело дополнительному прессингу и на производителей и на снабжение; • более низкое количество угля и калорийность, чем ожидалось, поставляемого прямо на электростанции; • гораздо ниже, чем ожидалось, качество угля, что привело к тепловой неэффективности их сжигания и износу котлов. 4. Систематическое снижение запасов угля привело к драматической нестабильности с 11- дневными запасами. 5. Ремонтное обслуживание базовых электростанций, выполняемое в летний период в больших объемах из-за снижения потребления, привело к снижению гибкости и живучести систем и поэтому пиковые мощности использовались более интенсивно при аварийных ремонтах основного оборудования. Разрешенный уровень неплановых ремонтов в 2500 МВт (6%) систематически превышался после зимы . 6. Концептуально система уязвима (нестабильна) при сниженных уровнях резерва. 7. Наконец, проливные дожди, а в некоторых районах самые обильные за декаду, в комбинации с изложенными факторами, а также беспрецедентные сбросы нагрузки принудили Системного Оператора принять решение об объявлении аварийного состояния системы. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ПРИЧИН ПРОИСШЕДШЕГО • • • Коренные причины: Политика и управление не смогли преодолеть ограничения для строительства новых электростанций и привлечения независимых производителей. Планируемые предположения были оптимистичными в условиях долгосрочной генерации и пессимистичными в условиях проектируемого экономического роста. Процесс строительства новых электростанций не был обеспечен законодательно. Прямые причины были уже изложены достаточно полно. ЗАКЛЮЧЕНИЯ Южная Африка осознала последствия неадекватного ограничения резерва. Энергетическая система не коллапсировала, но была на грани развала. Необходимые меры по предотвращению коллапса были приняты. Аварийно созданная "горящая платформа" ускорила понимание энергетической эффективности и важность надежного энергоснабжения для экономического развития . Страна сконцентрировала усилия на энергетической эффективности потребовала за 5 лет создать необходимые резервы на коротких условиях. и Аварийная ситуация инициировала национальные дебаты для определения путей развития Южной Африки с учетом изменений климата, что может изменить и цели, как объявило Правительство. Дорога восстановления уже дала хорошие результаты по улучшению работы электростанций, сбережению энергии, организованности и общественной гибкости. Однако это только начало длинного пути. Южная Африка должна добавить 40 ГВт дополнительной генерации к существующим в следующие 20-25 лет, чтобы достойно встретить финансовые и климатические вызовы. ВЫУЧЕННЫЕ УРОКИ • • • Ключевые выводы: План повышения надежности должен подкрепляться соответствующим ресурсным обеспечением; Энергетические системы должны быть обеспечены соответствующими резервами по многим направления и обладать возможностью быстрого восстановления. План производства должен иметь соответствующий коэффициент использования установленной мощности. Предварительные мероприятия, которые необходимо было выполнить: • • Проведена интенсивная работа с 138 крупнейшими потребителями в предыдущие 4 года по оказанию немедленной помощи в случае снижения выработки. Системный Оператор имел необходимые полномочия для немедленных действий по обеспечению системной безопасности и имел полную поддержку, чтобы предотвратить системный коллапс. Его действия и полномочия были подтверждены и Регулятором и Парламентом. Далее демонстрируются различные графики и весьма красочная диаграмма, показывающая взаимодействие и взаимозависимость участников энергетической драмы. Её, пожалуй, стоит прокомментировать и на этом завершить рассмотрение энергетических несчастий наших коллег из Африки. Рассмотрим остальные доклады, останавливаясь только на самых значительных и животрепещущих для нас аспектах. Окончательное резюме есть смысл попытаться изложить после их ситуативного сравнения, с учетом нашего опыта. Авария в UCTE 4 ноября 2006 была детально рассмотрена в Киеве, и по результатам анализа в Украине провели полномасштабную противоаварийную тренировку с последующим разбором и выводами. Кроме того, эти события нашли отклик в нашей профессиональной прессе. Презентацию доклада осуществлял Yannis Kabouris ( Transmission Sistem Operator - TSO, от имени UCTE IC). Стоит привести некоторые данные о самой энергосистеме. В ней объединены 24 европейские страны через 29 Системных Операторов, установленная мощность 610 ГВт, годовое потребление составляет 2500 ТВт*час, протяженность ЛЭП высокого напряжения ( более 150 кВ) около 230 000 км., потребителей более 450 млн, обмен электроэнергией между странами 290 ТВт. Цифры впечатляющие, если конечно, не сравнивать с ЕЕС. Историю ее возникновения с 1951 года расскажут другие, но стоит подчеркнуть их основной лозунг: "UCTE впереди европейской интеграции". Но, пожалуй, самое главное и принципиальное положение, можно сказать основополагающее, после перечисления вопросов технической и оперативной координации, контроля за частотой и перетолками, мониторинга средне и долгосрочных адекватности генерации (горизонты 3, 3, 10 лет), ответственности за расширение синхронной зоны и координации планирования (недавно), сформулировано следующим образом: "Основной принцип координации: децентрализация ответственности по каждому району управления и контроля". Другими словами, ни материальной, ни моральной ответственности за надежность функционирования объединенной энергосистемы никто не несёт, а в условиях функционирования рыночных отношений эта безответственность и является основной причиной допущенных каскадных аварий. Началось вся авария в 21 час. 38 минут, скорее всего, на спаде максимума, отключением двухцепной линии 380 кВ из-за порыва баржей. Далее из-за набросов нагрузки на линии связи ИСРТЕ UCTE разделилась на 3 части с забросом частоты в избыточной зоне до 51, 4 Гц, и падением в дефицитной до 49 Гц. Автоматика (АЧР) отключила 17 000 МВт 15 млн. потребителей, запустились ГАЭС на 1 600 МВт и вручную запустили 16 400 МВт (83 % - гидростанции, 5% - тепловые, 3% - газовые и 9% - другие). Последовательность отключения линий и их дальнейшая ресинхронизация происходили довольно быстро и нас мало волнуют. В их заключении подчеркивается, что произошло самое серьезное нарушение в истории UСТЕ, но развала системы с погашением удалось избежать. UСТЕ разделилась на 3 зоны со значительным дисбалансом мощности в каждой, который устранился в короткое время, полное восстановление было выполнено за 38 минут после разделения, нормальная ситуация во всех вовлеченных странах была восстановлена через два часа. ГЛАВНЫЕ ПРИЧИНЫ НЕ ВЫПОЛНЕНИЕ КРИТЕРИЯ Н-1. • Н-1 критерий не был выполнен в самой системе и в связанных с ней соседних. • Анализ надежности системы не базировался на возможных изменениях в условиях функционирования системы в ближайшие часы. • Недостаточность противоаварийных мер. НЕЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕЖРЕГИОНАЛЬНОЙ КООРДИНАЦИИ. • Первоначальное планирование отключения линии Diele-Conneforde, намечаемое на 5 ноября не было должным образом скоординировано. • Время согласований было изменено слишком поздно и не было подтверждения надежной работы системы в этой зоне. • Различное понимание ситуации с разных сторон. ДРУГИЕ КРИТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. • Неудовлетворительный контроль генерации в реальном времени (в темпе производства). • Лимитированные возможности действий диспетчеров по удержанию системы в условиях её перегрузки. • Неудовлетворительная координация между ТСО-ДСО в условиях защиты и восстановления. • Неполная процедура ресинхронизации. • Тренировку диспетчеров необходимо адаптировать к новому рынку и системным требованиям. РЕКОМЕНДАЦИИ. Рекомендация 1 • Применение критерия Н-1 в Политике 3 UCTE. • Оперативные инструкции необходимо пересмотреть с учетом следующих аспектов: a) четкое определение соответствующих разделов и условий работы в смежных системах, который должен быть произведен Системными Операторами на основе анализа безопасности; b) моделирование непредвиденных обстоятельств (отключение генерирующих элементов систем), расположенных за пределами контроля Системного Оператора; c) обязательный и регулярный анализ в темпе производства возможных аварийных ситуаций ( Н-1 моделирование), связанное с системой аварийной тревоги. d) подготовка и регулярная проверка эффективности действий по ликвидации аварии через цифровой тренажер. Рекомендация 2 Положения должны быть расширены на " Мастер План", определяя принципы ликвидации аварии, ответственность Системных Операторов, чтобы защитить ИСТЕ UCTE от широкомасштабных или региональных режимных возмущений. Дополнительно необходимо учитывать следующие аспекты: • Системный Оператор обязан пересматривать свои защитные планы и философию сброса нагрузки и учитывать значительные по размерам изменения генерации во время нарушений режимов с большими колебаниями частоты. • Процессы ликвидации нарушений восстановления режимов должны быть однозначно скоординированы Системными Операторами с Операторами Региональными относительно ответственности и обязанностей по вовлечению пользователей системы и все это должно быть четко уяснено в национальных рамках. Рекомендация 3 UCTE обязана разработать стандарты для региональных и внутри региональных ТСО, имеющих целью менеджмент региональной безопасности для оперативного планирования в реальном времени в условиях совместных тренировок, улучшения обмена данными, результатами анализов безопасности и предусмотрение совместных действий. Рекомендация 4 UCTE должна организовать информационную платформу, позволяющую Системным Операторам осуществлять мониторинг истинного состояния всей системы UCTE в темпе производства, для быстрого реагирования на нарушения режимов. Рекомендация 5 Регуляторы или легальные участники должны признать следующие аспекты: • Системные Операторы будут осуществлять контроль над генерацией (изменения в графиках, состояния пуска-останова блоков). • Требования к подключенными к распределительной сети генераторами • • во время колебаний частоты и напряжения, должны исполняются так же как и блоками, подключенными к системообразущим сетям. Они должны быть идентичными. Операторы блоков, подключенных к основной сети, должны быть обязаны информировать Системного Оператора об их графиках генерации и изменениях в программах до их осуществления. Системные Операторы должны получать показания генераторов, работающих в распределительных сетях (по крайней мере, с 1-минутным обменом.) Все эти рекомендации для нашей практики кажутся, по меньшей мере, странными, так как речь идет об установлении элементарного порядка и дисциплины в системе диспетчерского управления, без которых энергосистема просто функционировать не может. У нас давным-давно было признано, что строжайшая диспетчерская дисциплина является и обязательным и необходимым технологическим элементом энергетического производства. И именно в этом главная причина недопущения ни одной каскадной аварии с погашениями в нашей единой государственной энергосистеме. Базовые требования UCTE к инструкции. • необходимость ясных и выверенных требований к техническим правилам; • вразумительное структурное соответствие всех существующих документов; • более быстрое создание и пересмотр правил; • адаптация новых регуляторов и рыночных условий к требованиям окружающей среды; • дополнительные меры и мониторинг необходимых критериев; • обязательные стандарты безопасности и надежности и легальное принуждение их имплементации. Пакет безопасности UCTE состоит из 3 составляющих, направленных на решение основных целей: • Оперативная инструкция как справочник технических стандартов, относящихся к системе UCTE. • Многостороннее соглашение с Оперативной инструкцией как краеугольный камень легальных рабочих рамок, обеспечивающих безопасность подключенных систем. • Согласование процессов мониторинга как постоянных процессов, направленных на внедрение правил. Базисные требования к Инструкции. • Необходимость ясных и выверенных технических правил. • Разумный и структурированный сборник всех существующих документов. • Более быстрое установление и пересмотр правил. • Адаптация новых регуляторов и рынка к требованиям окружающей • • среды. Дополнительные меры и мониторинг необходимых критериев. Тесное увязывание стандартов безопасности и надежности легальным принудительным внедрением. с их Оперативная Инструкция - набор направлений. 1. Контроль Нагрузка-Частота и их регулирование. 2. Расписания и расчеты. 3. Операционная безопасность. 4. Координация оперативного планирования. 5. Действия при авариях. 6. Коммуникационные инфраструктуры. 7. Обмен данными. 8. Тренировка персонала. Приходится уделять столько времени совершенно очевидным для нас факторам и требованиям с главной целью - не допустить подобного непотребства в наших диспетчерских делах и учесть некоторые их направления и опыт при очередном пересмотре и переутверждении действующих инструкций. По мнению инженера, расследовавшего за многолетнюю практику множество аварий, самое пристальное, определяющее внимание необходимо уделить двум обстоятельствам: 1. Оценить действия диспетчеров во времени. От момента отключения ЛЭП380 кВ в 21 час.38 мин., которые инициировали аварию, до разделения системы, которое произошло в 22 час. 10мин. прошло 32 минуты и, чем занимались все это время диспетчеры, можно только гадать, но только не ликвидацией аварийного режима. Времени для правильных и решительных действий было предостаточно. Могу утверждать, что время потрачено на бесплодные переговоры необязательного характера. 2. Отключение ЛЭП было согласовано и запланировано. Мы прежде предполагали, что баржа порвала провода, и очень этому удивлялись. Спрашивается, что это за диспетчерская служба, что это за режимы, когда плановое отключение всего двух ЛЭП - 380 кВ пусть и сильно загруженных, приводит к качаниям и разделением системы. Это значит только одно, что межсистемные связи работали на пределе динамической устойчивости или недопустимо близко к нему, а инженеры не умеют считать режимы и последствия своих же действий. У нас это называется очень простым словом и никакие словоблудные ухищрения увести от сути дела непредвзятую комиссию ну никак не должны. Если кому-то покажется, что в ИСТЕ UCTE не существуют противоаварийные инструкции в нашем понимании вообще и они, в принципе, не понимают, как ликвидировать аварийные режимы, готов разделить такое мнение полностью. Правда, может быть и специально все изложено в докладе так аморфно, неконкретно и необязательно, что можно только порадоваться за их демократию и разделенную ответственность. Раздел, описывающий влияние ветростанций на процессы в системе носит для нас настолько абстрактный характер, в связи с исчезающе микроскопической величиной мощности ветродвигателей и перспективой, что нет никакого смысла его рассматривать. Главная мысль состоит в том, что ветер дует тогда, когда ему хочется, а нам мощность нужна всегда. Надо с этим считаться. Остается сказать спасибо г. инженеру Yannis Kabouris за его весьма обтекаемый и квалифицированный доклад. Безусловный интерес для энергетиков Украины представляет доклад китайских специалистов"НАДЕЖНОСТЬ НАЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСИТЕМЫ ПРОТИВ ПРИРОДНЫХ КАТАКЛИЗМ." . Он обусловлен и темой и организационными структурами, которые остались абсолютно государственными. Презентация производилась Государственной Сетевой Корпорацией Китая. В качестве оппонентов выступали снег и лед во всех их ипостасях. Нам эти товарищи тоже достаточно близко знакомы по совместной борьбе и не думается, что перевес на нашей стороне. Содержание доклада состоит из : • Анализа воздействие штормового снегопада на электрические сети. • Меры противодействия. • Решения по усилению электросетей против природных катаклизмов. В середине января продолжительные снежные бури и обледенения поразили Южный Китай. При этом пострадали транспортное сообщение, леса и поля сельскохозяйственного значения, электрические сети и телекоммуникационные структуры. Нормальная жизнь была серьезно нарушена. Снеговые бури и гололед носили беспрецедентный характер. Впрочем, мы тоже так всегда утверждали, и это утверждение носит интернационально-энергетический характер. В доказательство приводятся весьма впечатляющие фотографии. Прямые финансовые потери 1, 52 млрд. амер. дол. Расходы на восстановление 5,68 млрд. тех же долларов. Анализ обледенения показывает, что картина весьма знакомая, сначала идет и налипает снег, затем при потеплении начинается таяние и похолодание вызывает обледенение. Повреждаются провода всех типов, изоляторы, опоры, подстанционное оборудование. Причиной служит нерасчетная нагрузка от накопившегося тяжелого льда. Дополнительным отрицательным эффектом является неодновременное таяние льда в разных местах и пляска проводов. Приводятся весьма впечатляющие фотографии. Основные направления ликвидации аварии определены как введение диспетчером в действие специального противоаварийного плана с приоритетом на восстановление системообразущей сети, централизация восстановительных средств и сил, разумное планирование, предусматривающее гарантии безопасности и достаточной квалификации при проведении восстановительных работ. К 8 марта, всего за 6 недель, все работы по восстановлению были завершены. Противоаварийные меры на будущее предусматривают: • Усовершенствование сетевого планирования и стандартов инженерного проектирования. • Введено в действие пять новых корпоративных стандартов для повышения устойчивости сетей против экстремальных погодных условий. • Научная классификация развития процессов обледенения. • Системообразующие линии, стратегические межсистемные линейные коридоры связи, ключевые линии, связывающие центры нагрузок, нуждаются в применении специальных требований и стандартов по обеспечению их надежности. Примечательно, что китайские энергетики основным направлением повышений надежности государственной энергосистемы видят в дальнейшем наращивании ее мощности. Так, если в 2007 потребление составляло 3 260 ТВт*час и установленная мощность 713 ГВт, то в 2010 г. – 4 520 ТВт*час и 900 ГВт соответственно. С 2006 по 20010 гг. в сооружение ЛЭП-220 кВ. и выше будет вложено 170 млрд. дол. США это 190 000км. и способность передачи будет более 1000 ГВА. Стратегия развития энергосистемы предусматривает сооружение мощных системообразущих ЛЭП сверхвысокого напряжения и иерархически скоординированное управление. Продолжение строительства крупномасштабных угольных, гидро- и атомных электростанций, также как и ветровых. Хотелось бы особенно подчеркнуть, что китайские энергетики разворачивают крупномасштабное сооружение передач постоянного тока. К концу 2011 года мощность передач постоянного тока достигла 6 400 МВт, а протяженность более 2 000 км. Как следует из приводимой структурной схемы страны все мощные энергетические системы Китая уже в ближайшее время будут работать через вставки постоянного тока, таким образом секционировав государственную энергосистему и исключив взаимное влияние электрических возмущений и переходных режимов. Тем самым статическая и динамическая устойчивость всей системы будет поставлена на высочайший уровень, совершенно недостижимый ни одной из стран мира. Представляется, что такое мероприятие самый важный стратегический фактор коренного и качественного изменения функционирования всей государственной энергосистемы и с этим успехом, можно поздравить наших высококвалифицированных китайских коллег и поблагодарить их за осуществление нашей давней инженерной мечты, у истоков которой стояли настоящие советские энергетики академики Ю.Н. Руденко и П.С. Непорожний. Заключение китайских энергетиков звучит так: • Природные катаклизмы деструктивно влияют на энергетические системы и всегда будут великим вызовом странам всего мира • Китайские энергетики смотрят вперед, улучшая кооперирование и взаимодействие с равноправным международным сообществом Отметим чисто восточную сдержанность и мудрость заключения весьма высококвалифицированной и поучительной работы. Американская авария полностью поглощается и меркнет перед самым масштабным предыдущим развалом, допущенным там же в Америке, только подтверждая своим наличием тот неоспоримый факт, что принимаемые американскими коллегами противоаварийные меры и не исчерпывающи, и неконструктивны. Поскольку предыдущая авария получила достаточное освещение в нашей энергетической прессе, нет смысла продолжать тему. Можно только удивиться, что отключение одной ЛЭП 138 кВ спровоцировало отключение 25 других ЛЭП, 38 подстанций, потерю 3800 МВт мощности, обесточение 1,1 млн. потребителей (3 млн. человек). Это только подтверждает наше мнение о неудовлетворительном ведении режимов. Правда, ликвидация аварии проведена довольно лихо: восстановлено 60% через час, до 90% через 3 часа, остальные 4-6 часов. Упоминается об ошибках персонала, хотя представляется, что вся авария сплошная ошибка руководящего персонала.\ъ Пожалуй, наличие фактического материала суммарно с нашим опытом позволяют достаточно обосновано предложить наши выводы и уроки. 1. Все рассмотренные аварии носят рукотворный характер, то есть произошли по вине руководящего персонала. Закрывая глаза на истинное положение вещей в энергетике, недостаточно настойчиво и остро информируя общественность и власть имущих о критическом состоянии всего энергетического комплекса, страну ставят перед свершившимся фактом, хотя сверх задача энергетиков и их первейшая обязанность состоит в том, что энергетики обязаны их предотвращать, а не только минимизировать последствия и убытки. Попытки обосновать неизбежность системных аварий, их фатализировать, опираясь на стастические данные носят антиинженерный и оправдательный характер в надежде на недостаточную квалификацию оппонентов. 2. При расчетах соотношения стоимости надежность энергосснабжениязатраты необходимо учитывать суммарные потери от обесточений вместе с социальными и политическими ущербами. 3. Южно-Африканская авария должна научить нас критически относиться к живучести энергосистемы во всех аспектах и не допускать снижения резервных возможностей системы как чисто электрических, так и ресурсных. Для Украины чрезвычайно опасно работать с минимальными запасами топлива на складах электростанций, какими благими соображениями при этом не руководствовались: или минимизирование замораживания финансовых ресурсов, или облегчение работы себе и поставщикам, но рано или поздно за эту близорукую политику придется жестоко заплатить. Об этом красноречиво говорит опыт и отечественной и мировой энергетики. Еще в большой степени эти заключения относятся к границам резерва мощности в реальном исчислении. 4. Анализ аварии UCTE должен насторожить нас при внедрении рыночных отношений. При решении задач оптимального потокораспределения, ни под каким видом нельзя допускать снижения уровня живучести энергосистемы, ее статической и динамической устойчивости, определяя в угоду рыночной выгоде, предельную загрузку системообразущих ЛЭП, какими бы сиюминутными выигрышами такое стремление не подкреплялось. 5. Учитывая их негативный опыт, необходимо оберегать и совершенствовать существующую систему строгого иерархического подчинения в оперативном управлении энергетикой с жесткой дисциплиной выполнения всех диспетчерских команд, начиная с рапортов и заканчивая четким повторением распоряжений. Не поддаваться ни на какие демократические приманки под флагом проведения глубоких рыночных реформ. Этот аспект надежности энергетики приобретает для нас чрезвычайную актуальность и в связи с коренным реформированием российской энергетики, когда мощнейшая и отработанная многими десятилетиями ЕЭС России, наш надежнейший восточный партнер демонтирована и на смену ей пришли многочисленные и аморфные частные новообразования и, как они поведут себя в аварийной ситуации, можно только гадать. 6. Китайская авария вызывает чувство зависти тем масштабным подходам к борьбе с природными несчастиями и объёмами ресурсов, направляемыми государством в распоряжение энергетиков. Вызывает искреннее восхищение стремление коренным образом повысить надежность государственной энергосистемы, секционировав ее через вставки постоянного тока. Несколько удивляет отсутствие даже упоминания о схемах плавки гололеда и перевода, воздушных ЛЭП в кабельные. 7. Можно, и, скорее всего так и будет, полностью проигнорировать и свой и мировой противоаварийный опыт и продолжать работать на минимальных запасах топлива, с предельно изношенным энергооборудованием, не строя никаких новых электростанций, надеясь на наше извечное: авось пронесет. Тем более, что мировой экономический кризис приведет к снижению объемов производства, а, стало быть, и потребления. Можно будет ещё какое-то время поблагоденствовать на старом багаже. Но будет прямым преступлением перед народом не воспользоваться таким историческим временным подарком и не развернуть масштабную реконструкцию и строительство новых электростанций. Будет очень обидно за державу. 8. Представляется, что для энергетиков Украины, хотя они и были достаточно хорошо представлены на сессии, внимательное изучение материалов сессии и их анализ, могут представлять значительный практический интерес. Особенно, если учесть, что само понятие "энергетическая система" у нас практически нивелировано в угоду рыночному фундаментализму, который так красочно продемонстрировал свою полную беспомощность во время последнего глубочайшего финансового кризиса. Ведь каждому непредвзятому инженеру абсолютно понятно, что, если государство берет на себя управление экономикой в критических ситуациях или, по-нашему, аварийных, то спрашивается, почему оно не может управлять ею же в нормальных режимах, когда все значительно проще? Кто-нибудь знает ответ на этот вопрос, кроме приватизаторов. 9.Собственно говоря, все опытные энергетики убеждены, что с ликвидацией энергосистем была допущена крупнейшая стратегическая ошибка, которая и привела к сложившейся критической ситуации, когда за все годы отсутствия систем не построено ни единого приличного энергообъекта. 10. В сущности, в настоящее время водораздел мнений энергетиков лежит только в одном: или положить животы своя, доказывая правительству крайнюю необходимость развития энергетики, или дождаться, когда произойдет полный развал и тогда правительство само все даст, и энергетиков будут носить на руках, естественно, только тех, кто останется на свободе. Первые беспочвенные и бесперспективные идеалисты, вторые опасные, но перспективные конформисты. 11. Поскольку совершенно очевидно, что грандиозные аварии происходят во все убыстряющемся темпе, необходимо отгородить страну от электрических возмущений и аварийных режимов, возникающих в сопредельных странах, которые могут в секунды распространиться на нашу территорию по линиям связи через вставки постоянного тока, используя их как своего рода предохранители и фильтры. Но это настолько специфическая тема, что она требует специального и отдельного рассмотрения. Итак, в силу ряда причин, наша общественность недостаточно хорошо информирована об энергетических потрясениях в разных странах. Но вспомним с благодарностью древних, которые утверждали, что сознание невежества есть начало и исток мудрости. И утешимся, хотя за державу и обидно.
