Принято считать, что зима является более серьезным испытанием для энергетиков, чем лето. Но этот год в очередной раз продемонстрировал ошибочность этого утверждения. На фоне жаркой погоды, установившейся в ряде российских регионов, существенно возросло потребление электроэнергии и мощности. В результате лето 2023-го оказалось богато на рекорды. Как же жара повлияла на ситуацию в Единой энергосистеме (ЕЭС) России, и что предпринял Системный оператор для поддержания ее стабильной работы?
Жаркая пора
Очевидно, что в связи с климатическими особенностями нашей страны пик нагрузки в ЕЭС России приходится на зимний период. С началом отопительного сезона серьезно растет энергопотребление на системы централизованного отопления, вентиляции, освещения. Логично предположить, что с окончанием зимы можно выдохнуть и расслабиться, а летом – вообще уехать в отпуск, наслаждаться ярким солнцем и теплым морем.
Однако у российских энергетиков для летней поры есть специальное название – ПЭВТ. Эта аббревиатура расшифровывается как период экстремально высоких температур, когда из-за жаркой погоды на энергосистему ложится дополнительная электрическая нагрузка. То есть, на фоне зашкаливающего столбика термометра потребители повсеместно включают электроемкие приборы – кондиционеры, вентиляторы и другую климатическую технику, холодильники и морозильники, в том числе промышленные. Как следствие, за повышением температуры наружного воздуха стремительно растет потребление электроэнергии и мощности.
Вдобавок, жаркая погода – уже сама по себе значимый фактор риска для энергосистемы. Работая при температуре, приближающейся к 40 °C, генерирующее и сетевое оборудование существенно ухудшает свои условия работы и технологические характеристики. Увеличиваются ограничения мощности генерирующего оборудования, снижается допустимая нагрузка линий электропередач и трансформаторного оборудования, значительно увеличивается аварийность. Например, в жарком мае 1979 года именно это стало причиной крупной аварии, затронувшей почти половину ЕЭС СССР.
Таким образом, ухудшение технологических характеристик энергетического оборудования и рост аварийности в жару делает режимы энергосистемы не менее сложными, чем в период зимнего максимума. При этом в отличие от зимы, когда генерирующее и сетевое оборудование работает в полном составе, на летние месяцы приходится массовая ремонтная кампания. От того, как отрасль подготовится к предстоящей зиме, зачастую зависит не только энергобезопасность отдельных регионов, но и всей страны в целом.
В результате летом в ремонт выводятся паровые котлы и турбины с электрогенераторами, подстанции и линии электропередачи, обеспечивающие перетоки электроэнергии между энергосистемами. Но каков бы ни был объем проводимых ремонтных работ, Системный оператор, отвечающий за устойчивость ЕЭС России, не может допустить, чтобы аварийные отключения оборудования переросли в системную аварию в ЕЭС России.
Лето рекордов
ПЭВТ 2023 года протекал на фоне общего роста спроса на электроэнергию за счет реализации крупных промышленных проектов, строительства, железнодорожного транспорта и майнинга. Поэтому неудивительно, что одним из лидеров этого лета по относительному приросту потребления электрической мощности стала Сибирь, где к энергоемким заводам, добывающим предприятиям, БАМу и Транссибу добавились майнеры. Так, сибирское энергообъединение (ОЭС Сибири) обновило летний максимум на 598 МВт, достигнув показателя в 24 423 МВт.
Впрочем, летом 2023 года новые рекорды были установлены во всех энергообъединениях, кроме ОЭС Центра. Вот уже второй год подряд в «хит-парад» входит ОЭС Урала, где в августе на фоне промышленного роста летний максимум потребления мощности увеличился на 217 МВт относительно предыдущего рекорда и составил 29 322 МВт. А энергообъединение Дальнего Востока с показателем 4 930 МВт обновило прошлое пиковое значение на 203 МВт.
В ОЭС Средней Волги и ОЭС Северо-Запада результаты скромнее, но летние рекорды установлены и здесь. Теперь новая планка потребления мощности в ПЭВТ для волжского энергообъединения составляет 14 271 МВт (+73 МВт к предыдущему рекорду), а для северо-западного – 10 755 МВт (+95 МВт).
Свои летние рекордные показатели также обновили 36 региональных энергосистем. Однако для них подобные достижения – далеко не уникальное явление. Совсем другое дело, когда речь идет о ЕЭС России, которая уже второй год подряд (!) обновляет максимум потребления мощности в ПЭВТ. Новый летний рекорд для Единой энергосистемы страны был установлен 7 августа 2023 года при среднесуточной температуре 22,4 °C и составил 132,3 ГВт. Это на 4,5% больше прошлогоднего показателя в 126,6 ГВт. Примечательно, что тогда воздух был холоднее на 2,3 градуса.
Войти в историю
В вышеприведенном рейтинге ОЭС Юга оказалась как бы за скобками, хотя она предсказуемо показала пиковые значения потребления мощности. Дело в том, что каждое лето на энергосистему ложится дополнительная нагрузка в связи с началом туристического сезона. Но в этом году был особый случай.
Как правило, абсолютные рекорды – «исторические максимумы» – в объединенных энергосистемах и ЕЭС России в целом фиксируются в зимние месяцы. Эта традиция была впервые нарушена в июле 2021 года, когда ОЭС Юга показала исторический максимум потребления мощности в 17 391 МВт. Причем предыдущий рекорд, установленный в январе того же года, был превышен сразу на 577 МВт. Тогда это показалось чем-то из ряда вон выходящим, поскольку наблюдалась аномально жаркая погода.
Новый абсолютный рекорд для ОЭС Юга был установлен 8 августа 2023 года и составил 18 512 МВт. Продержавшись лишь два года, прежний исторический максимум был побит более чем на 1,1 ГВт. Это сопоставимо с установленной мощностью четырех (!) блоков ПГУ.
Вслед за энергообъединением Юга исторический максимум был обновлен в энергосистеме Краснодарского края и Республики Адыгея. Новый абсолютный пик потребления мощности превысил рекордный показатель двухлетней давности на 464 МВт, достигнув отметки в 6 057 МВт.
Но по-настоящему эпохальные события развернулись в Ростовской области и на Ставрополье. Там были побиты еще советские рекорды! Так, для Ростовской энергосистемы исторический максимум теперь составляет 3 410 МВт, а для Ставропольской – 1 973 МВт. Предыдущие рекорды, достигнутые в феврале 1991 года, были превышены на 30 и 33 МВт соответственно.
Назло рекордам
Ключевым условием устойчивой работы энергосистемы является корректное планирование и управление электроэнергетическим режимом. Поэтому при подготовке к прохождению периода экстремально высоких температур осуществляется целый комплекс мероприятий.
Прежде всего, проводится расчет прогнозного значения максимума потребления мощности в каждой из энергосистем для самых неблагоприятных температурных условий. Этот прогноз является базой, на основе которой проводятся следующие этапы подготовки. Так, формируется резерв генерирующего оборудования и разрабатываются графики ремонтов, чтобы в энергосистеме оставался необходимый запас мощности и пропускная способность электросетей для устойчивого прохождения максимума.
Благодаря заранее спланированным и слаженным действиям Системного оператора и энергокомпаний лето 2023 года прошло без крупных аварий и масштабных отключений в энергосистеме страны. Во многом этому способствовала и заблаговременно проведенная по инициативе компании работа по увеличению в ЕЭС России резерва генерирующего оборудования в объемах, достаточных для обеспечения бесперебойного энергоснабжения потребителей в периоды экстремальных температур и максимальной нагрузки.
Горячее лето 2023-го стало настоящей проверкой на прочность как технического состояния российской энергосистемы, так и принципов управления ею. Прошедшая по территории страны температурная волна как яркий прожектор подсветила важность многолетней кропотливой работы по формированию необходимых резервов генерации.