Синхронно работающие энергосистемы фактически являются одной энергосистемой. Да, общее оперативное управление такой энергосистемой может и отсутствовать (российский Системный оператор не может дать указание, например, казахстанской Экибастузской ГРЭС, об изменении её режима работы, чисто по причине иерархического подчинения электростанции казахстанскому системному оператору, НДЦ СО (Национальный диспетчерский центр Системного оператора) АО «KEGOC»), но горизонтальное взаимодействие операторов всё-таки имеет место быть, что позволяет говорить об общей политике оперативного управления.
Назовём такое объединение энергосистем – суперэнергосистемой. Примеров таких суперэнергосистем в мире хватает, но нас, пожалуй, что сильно интересует только постсоветская и европейская.
Сначала посмотрим на ту, в которой мы находимся. Постсоветская суперэнергосистема на самом деле является наследником не энергосистемы СССР, а энергосистемы соцстран «Мир» - по причине того, что в её состав входит практически целиком чисто забугорное государство – Монголия. Помимо энергосистемы Монголии и, естественно, ЕЭС России, в неё входят:
1) Прибалтика целиком (как бы им не хотелось этого не признавать);
2) Белоруссия (собственно с Прибалтикой и нами составляющая БРЭЛЛ);
3) Закавказье (до недавних пор Армения там кучковалась только с Ираном, но с 01.11.2022 она синхронизирована с Грузией);
4) Средняя Азия (кроме Туркменистана и Таджикистана, но, подозреваю, что это ненадолго). Интересно, что во времена СССР, Средняя Азия (южный Казахстан и остальные республики) фактически были отдельной энергосистемой.
Кроме старых участников энергосистемы «Мир» имеется и новый кандидат – Иран, который имеет богатую историю внешних энергосвязей. После распада Союза Иран синхронизировал свою энергосистему с двумя бывшими республиками, имевшими на тот момент плохие отношения с соседями – Арменией и Туркменистаном. С туркменами процесс пошёл дальше и вылился в целый транзит Туркменистан – Иран – Турция.
Турция, правда, впоследствии отвалилась, но сейчас опять идёт речь о возобновлении транзита.
Плотненько работал Иран и на юго-западном направлении. В 2012 году был принят план синхронизации энергосистем Ирана, Ирака, Сирии и Ливана, однако в силу известных событий он не был реализован. Однако в 2017 году состоялась синхронизация энергосистем Ирана и Ирака.
В прошлом году активизировались разговоры о строительстве энерготранзита Россия – Азербайджан – Иран. Т.е. азербайджанцы воспользовались слабостью армян и грузин и подсуетились…
Конечно, всё это может рухнуть, если пойдёт заварушка в Нагорном Карабахе. Подозреваю, что в том же Азербайджане идёт внутренняя борьба партий мира и войны.
А теперь посмотрим на Европу. Несмотря на заявления европейцев, что система ENSTO-E – это объединённая энергосистема, по факту (в терминах данной статьи) это объединение двух суперэнергосистем (континентальной UCTE и скандинавской NORDEL) с энергосистемами Великобритании и Ирландии. Доминирует тут континентальная UCTE (которая официально называется синхронной сетью континентальной Европы), объединяющая большую часть континентальной Европы (поделив Данию с NORDEL), кусочек Азии в виде Турции (присоединилась в 2015 году) и кусочек Африки в виде Марокко, Алжира и Туниса (присоединились в конце 90-х). В вопросе присоединения к европейской энергосистеме северо-западной Африки сильно поспособствовала природа — Гибралтарский пролив вполне сравним с Керченским по своей ширине, что позволило перемахнуть его кабельной линией переменного тока.
UCTE вставками постоянного тока соединяется с другими участниками ENSTO-E, а также — с постсоветской.
Интересно посмотреть на противоборство двух суперэнергосистем, UCTE и «Мир». Европейцы стартовали раньше, в 1951 году. Соцлагерь ответил только в 1960 году, но уже в 1962 году социалистическая энергосистема резко обошла по территории европейскую, за счёт подключения СССР. Это вообще был удар ниже пояса – после этого чисто по линейным размерам UCTE не может догнать социалистическую/постсоветскую энергосистему (на данный момент у европейцев 4700 км между крайними точками (Португалии и Турции), у России же даже после перспективного развала БРЭЛЛ – 6000 км (от Бреста до Могочи), при этом у европейцев перспективы дальнейшего расширения весьма туманны, а у нас ещё имеется Дальний Восток). Но по мощностям европейцы очевидно обогнали нас после развала энергосистемы «Мир». После же распада Союза постсоветская энергосистема вообще перешла в глухую оборону, частично развалившись – кусочек Украины убежал в Европу (Бурштынский энергоостров), как и кусочек Молдовы (Молдавская ГРЭС), а Армения и Туркменистан вообще сбежали к Ирану. Европейцы же подобрали бывшие соцстраны и частично советские республики (в 2022 году - Украину и Молдову, а в перспективе – Прибалтику), северо-западную Африку и Турцию. В общем, процесс укрупнения энергосистемы у европейцев худо-бедно шёл.
Тут нужно сделать одно большое отступление. Дело в том, что размер энергосистемы не имеется суперважного значения для традиционных электростанций (ГЭС, ТЭС и АЭС), им нужны только подходящие условия. С другой стороны, чем больше энергосистема, тем этих самых мест тоже больше. Ещё одни электростанции (назовём их сильно локализованными, это приливные и геотермальные,) в энергосистеме появляются только при выходе её к местам их применимости (с геотермальными, думаю, объяснять не надо, а с приливными поясню – их, как и ГЭС, тоже нельзя воткнуть в произвольном месте берега, нужна хорошая конфигурация берега со значительным колебанием прилив/отлив, ну и потребитель тоже необходим). А вот знамёна альтернативной энергетики – солнечные и ветровые очень даже чувствительны к территории охвата энергосистемы. Речь, естественно, идёт не об одной конкретной электростанции, а об них, как классе, об их роли в общей генерации энергосистемы.
Для суточнопериодических СЭС наиболее оптимальным было бы распространение в широтном направлении, чтобы они могли быть задействованы как можно более длительный промежуток времени. Правда, глобальная роль им всё равно не светит – из-за наличия на Земле Тихого океана. Соответственно, для любой реально представимой суперэнергосистемы (из более-менее реальных – это объединение европейской, постсоветской и китайской энергосистем) существует период времени, когда СЭС не будут работать в силу банального отсутствия солнечного света. По логике вещей, хорошим дополнением к солнечным электростанциям были бы также суточнопериодичные ГАЭС, но проблема в том, во-первых. что районы, благоприятные для СЭС, не очень благоприятны для ГАЭС, а во-вторых, удельная мощность этих электростанций отличается на порядки, т.е. ГАЭС придётся окружать полями СЭС…
Для совсем уж непериодичных ВЭС проблема кроется в погоде, в крупных атмосферных образованиях – антициклонах, образующих значительные области безветренной погоды. Соответственно, для сохранения серьёзной доли ВЭС в общей генерации энергосистемы, район их расположения в энергосистеме должен превышать размеры среднего антициклона, что для европейских суперэнергосистем достаточно затруднительно.
У Европы имеются свой суперэнергоплан — по созданию средиземноморского энергетического кольца, т.е. реально по периметру Средиземного моря, присоединив к UCTE энергосистемы Ливии, Египта, Израиля, Ливана и Сирии. Такая схема, в принципе, позволяла бы широко задействовать для электроснабжения Европы СЭС и ВЭС, расположенные в более оптимальных для этого районах, плюс разбросанных по огромной территории. Естественно, европейцы не возражали бы и в случае работы в этих далях и загрязняющих природу ТЭС, ведь если что-то не загрязняет европейский воздух, то это и не загрязнение вовсе. Но у этого плана имеется две серьёзных проблемы.
Во-первых, стандартное европейское напряжение 400 кВ имеет совсем уж убогую пропускную способность (в пределах 500-700 МВт), соответственно, об серьёзных перетоках (а в европейских масштабах серьёзные – это десятки гигаватт) речи пока не идёт. Следовательно, для адекватной работы этого самого кольца придётся очень много чего строить.
Во-вторых, на Ближнем Востоке активизировалась Россия и её союзники. Естественно, после того, как европейцы руками Пашиняна порушили энергомост Россия – Грузия – Армения – Иран, любви к ним не прибавилось. Сейчас планируется менее удобный, но более адекватный, энергомост Россия – Азербайджан – Иран. Очевидно, что при постоянном соединении постсоветской и иранской энергосистем, в неё включится и Туркменистан, организовав таким образом ещё один энергомост Россия – Казахстан – Узбекистан – Туркменистан – Иран. Ещё раньше Россия пришла на помощь Сирии (фактически совместно с Ираном). Очевидно, что пророссийская и проиранская Сирия (и Ливан до кучи) вряд ли примкнёт к европейской энергосистеме, особенно при реальной возможности присоединения к Ирану. Таким образом, на европейском плане по созданию средиземноморского энергокольца без участия России можно ставить крест. А там глядишь, переметнётся и Турция, благо что-то серьёзное получить от европейцев у неё не получится ни в смысле электроэнергии, ни в смысле других энергоносителей.
Такая вот взаимосвязь геополитики и электроэнергетики…
Часть первая. Энергосистема. Синхронная и несинхронная работа
Часть вторая. Интерконнекторы для различных вариантов параллельной работы энергосистем.