Синхронное объединение

Зоны синхронизации в Евразии.
Источник: ОАО "Системный оператор – Центральное диспетчерское управление Единой энергетической системы"

Идея создания панъевропейского рынка электроэнергии обсуждается уже давно, как минимум в течение трех десятилетий. Активно развивающиеся в последнее время интеграционные процессы способствуют росту внимания и поддержке этой идеи со стороны и специалистов-энергетиков, и представителей бизнеса, и, наконец, политиков.

Электроэнергетический совет СНГ – организация, координирующая параллельную работу энергосистем стран СНГ и Балтии, – считает своей важнейшей стратегической целью организацию совместной работы объединения энергосистем (ОЭС) стран СНГ и ОЭС Балтии с ОЭС Евросоюза.

В рамках известного третьего пакета законодательных предложений по либерализации внутреннего энергетического рынка ЕС, а также второго стратегического энергетического обзора, представленного Еврокомиссией в ноябре 2008 года, среди ключевых задач новой энергетической политики ЕС выделяются:

– строительство энергетической инфраструктуры и развитие межсистемных связей;

– развитие трансграничной торговли электроэнергией;

– интеграция энергетического рынка;

– расширение и укрепление внешних связей ЕС в области энергетики.

В статье 65 действующего соглашения о партнерстве и сотрудничестве между Россией и ЕС говорится о развитии сотрудничества в области энергетики с учетом перспектив создания объединенных энергетических рынков в Европе. При этом ставится задача модернизации инфраструктуры, включая электрические соединения.

Дорожная карта создания общего экономического пространства, одобренная на саммите Россия–ЕС в 2003 году, ставит задачу оценки возможности интеграции рынков электроэнергии. Таким образом, очевиден сформировавшийся в последнее время вектор, направленный на интеграцию существующих в Европе энергообъединений.

Вопрос ставится шире

Правильнее говорить об энергообъединениях в Евразии, поскольку самое большое по географической протяженности синхронно работающее энергообъединение – ЕЭС/ОЭС расположено в двух частях света.

Кроме него в Европе существуют: NORDEL – объединение трех скандинавских стран; UCTE – крупнейшее по установленной мощности, выработке электроэнергии энергообъединение; два энергообъединения на островах Британского архипелага – ATSOI и UKTSOA. Следует также упомянуть Турцию, в отношении которой ведется исследование возможности интеграции в UCTE, а также энергообъединение Армении, Ирана и Туркменистана, участники которого также выражают интерес к соединению с ЕЭС/ОЭС.

Таким образом, в перспективе, возможно достаточно далекой, можно говорить о возникновении общего электроэнергетического пространства с суммарной установленной мощностью свыше 1600 ГВт, обеспечивающего электроэнергией почти 900 миллионов человек. Возможно появление такого суперрынка и не такая уж отдаленная перспектива. Сегодня уже существуют межсистемные связи, обеспечивающие торговлю электроэнергией между синхронными зонами.

В частности, существование связи между Испанией и Марокко расширяет географию возможного общего рынка за счет включения стран Северной Африки. Существование этих связей обеспечивают технические платформы для реализации региональных интеграционных проектов.

Энергообъединения выгодны – они развивают торговлю электроэнергией, расширяют существующие рынки. Фото Ольги Баумгертнер

Это прежде всего кольцо вокруг Балтийского моря – BALTREL, которое с технологической точки зрения уже существует. Это – кольцо вокруг Черного моря. В случае присоединения Турции к UCTE будет сделан первый шаг к созданию этого кольца. В случае присоединения энергообъединения Армении, Ирана и Туркменистана к ЕЭС/ОЭС появится Каспийское кольцо. Наконец, не так много осталось и до замыкания кольца вокруг Средиземного моря. На сегодня не имеют связей между собой два крупнейших энергообъединения: ЕЭС/ОЭС и UCTE.

Зачем объединяться?

Предпосылки и выгоды подобного объединения очевидны. Основная движущая сила – стремление к развитию торговли электроэнергией, к расширению существующих рынков электроэнергии. Развитие процессов политической и экономической интеграции в Европе, объективная необходимость диверсификации поставок энергии способствуют разработке инфраструктурных проектов европейского масштаба.

По оценкам специалистов ИнтерРАО, навеянным недавним так называемым газовым кризисом, если бы существовала возможность обмена электроэнергией между ЕЭС/ОЭС и UCTE в объеме около 3000 МВт (это вполне реалистичная оценка), то за год можно было бы экспортировать порядка 22–23 млрд. кВт-ч, что эквивалентно 6 млрд. куб. м природного газа.

Реализация проекта прежде всего обеспечит технологическую основу общего рынка электроэнергии в Европе. Кроме того, взаимопомощь системных операторов в аварийных ситуациях приведет к повышению надежности электроснабжения.

Возможность объединения Восток–Запад рассматривается уже в течение нескольких десятков лет. В конце 1990-х годов по программе TACIS были выполнены три крупных исследования. Их главным общим выводом стало заключение, что синхронное объединение технически возможно, однако ряд вопросов требует более подробного изучения.

В 2002–2003 годах UCTE провел специальное исследование установившихся режимов синхронного объединения энергосистем UCTE и ЕЭС/ОЭС. Это исследование выявило новые «узкие места» в сети UCTE, появившиеся в основном в результате развития рынка электроэнергии.

Таким образом, стало ясно, что необходимо дальнейшее более детальное исследование этого вопроса. Ведь на повестке дня стоит задача объединения двух огромных энергосистем, с разной географической протяженностью и структурой сети, использующих различные нормы, стандарты, правила и даже философии управления.

Объединение UCTE характеризуется наличием сети высокой плотности, сформированной из относительно коротких линий электропередачи, что способствует повышению надежности и управляемости энергосистем. Значительная часть генерируемой мощности в системе UCTE обеспечивается ветроэнергетикой. Важно отметить, что все члены UCTE соблюдают общие технические правила и стандарты.

ЕЭС/ОЭС – наиболее протяженная энергосистема в мире, охватывающая восемь часовых поясов. Необходимость обслуживания такой огромной территории обусловливает ряд специфических характеристик, а именно: большое количество протяженных линий электропередачи сверхвысокого напряжения (до 1150 кВ), соединяющих практически сбалансированные региональные объединенные энергосистемы; широкое использование противоаварийной автоматики (в некоторых случаях критерий N-1 удовлетворяется только при работе ПА); параллельная работа Восточной синхронной зоны регулируется дву- и многосторонними международными соглашениями, не устанавливающими общие обязательные технические стандарты.

Понятно, что решение этой задачи выходит за пределы исключительно технических проблем. Необходимо подробно проанализировать организационные и правовые аспекты будущей совместной работы.

Как же можно решить эту сложную задачу? В прошлом новые энергосистемы присоединялись к UCTE путем «интеграции». Новые члены принимали все правила, стандарты и требования, действующие в UCTE. С самого начала нашего исследования было ясно, что данный подход неприменим. Ни ЕЭС/ОЭС не может полностью принять все нормы UCTE, ни UCTE не может перейти на правила и стандарты Восточной синхронной зоны.

В связи с этим был выбран так называемый метод «объединения». Это подразумевает, что обе стороны в основном сохранят свои нормы и стандарты, что будет способствовать поддержанию должного уровня надежности. Однако для организации совместного функционирования будет разработан минимальный набор технических правил и процедур применительно главным образом к интерфейсу.

Основная цель исследования заключается в изучении возможностей и условий синхронного объединения ЕЭС/ОЭС с энергосистемами UCTE с технической, эксплуатационной, организационной и юридической точек зрения. Соответственно оно должно ответить на три основных вопроса. Насколько целесообразно полное синхронное объединение ЕЭС/ОЭС и UCTE? Каковы обязательные требования к обеим сторонам? Каковы будут соответствующие затраты?

При этом приоритетной задачей проекта является поддержание существующего уровня безопасной и надежной работы энергосистем. Это особенно важно, поскольку оба объединения – ЕЭС/ОЭС и UCTE – имеют ряд существенных различий.

Исследование стартовало в апреле 2005 года после подписания Соглашения о сотрудничестве. Сторонами соглашения являются два объединения, сформированные специально для выполнения проекта.

Это – Консорциум UCTE, объединивший 11 системных операторов из девяти стран, и Группа компаний ЕЭС/ОЭС, в которую вошли восемь системных операторов из восьми стран. Немецкая компания E.ON.Netz является лидером консорциума UCTE. Системный оператор России выступает в роли координатора проекта от Группы компаний ЕЭС/ОЭС.

На рабочем уровне исследование выполняется экспертами, объединенными в пять рабочих групп, по направлениям: исследование установившихся режимов; исследование динамических режимов; управление режимами; организационные/эксплуатационные аспекты управления энергосистемой; юридические аспекты.

Всего в проекте задействованы более 80 высокопрофессиональных экспертов из 17 стран.

Руководит выполнением исследования Орган управления проектом (PMB), возглавляемый двумя менеджерами проекта с обеих сторон. Технические исследования в рамках нашего проекта выполняются преимущественно при помощи расчетных моделей, отражающих поведение энергосистем.

На первом этапе обе стороны самостоятельно готовят индивидуальные модели своих энергообъединений и обмениваются ими для взаимной проверки. После одобрения модели экспертами другой стороны создается общая модель исследования путем объединения индивидуальных моделей. По этой общей модели и проводятся расчеты.

Ключевым критерием взаимного принятия моделей является соответствие результатов моделирования измерениям, полученным в режиме реального времени.