В предыдущей статье мы разобрали понятие «графика нагрузок», теперь настало время поговорить о столь же важном понятии «вращающегося резерва».
Прежде всего, небольшое напоминание, о котором мы многократно писали, и о котором не грех написать вновь. Любое генерирующее оборудование электростанций имеет рабочий диапазон нагрузок от минимальной до максимальной (для любителей подробностей – старый, еще советский, ГОСТ можно почитать по ссылке http://standartgost.ru/g/%D0%93%D0%9E%D0%A1%D0%A2_27625-88). Разумеется, в идеале минимальная нагрузка должна быть равна нулю, либо ее значение должно быть возле него. Однако на практике, для угольных блоков и блоков АЭС – типичного для ОЭС Украины оборудования – технологический минимум равен в лучшем случае 60-70 %% номинальной нагрузки. Это означает, что если по каким-либо причинам от установки не требуется производство электроэнергии в объеме большем, чем 60% номинального, то установка должна быть отключена (справедливости ради, на Хмельницкой АЭС сейчас идут испытания по привлечении одного из блоков к регулированию суточного графика нагрузок, http://www.xaec.org.ua/store/pages/ukr/khnppnews/2015-04-20/all.html).
Разумеется, останов оборудования крайне нежелателен. Как мы говорили в прошлый раз, при необходимости включить его в дальнейшем в работу, пуск может длиться часами в зависимости от продолжительности нахождения в остановленном состоянии (для российского оборудования нормы можно поглядеть здесь, http://so-ups.ru/fileadmin/files/laws/market_regulations/Tech_requirements_010509-1.pdf , Приложение 5). Однако на практике штатный останов оборудования для регулирования выработки потребной электроэнергии применяется, как правило, в тех случаях, когда речь идет о прохождении суточных или недельных провалов потребления (ночь, выходные и праздничные дни). Эти остановы заранее предусматриваются, а время обратного пуска в работу также определяется заранее, исходя из прогноза электропотребления. Это важно с той точки зрения, что в период сниженного потребления проблема необходимости быстрого запуска оборудования остро не стоит. Как правило, действующее оборудование также разгружается, и при необходимости резко увеличить выработку, например, при аварийном отключении крупного генератора, это делается путем нагружения работающего оборудования.
Иная ситуация возникает, когда в энергосистеме наблюдается максимум потребления. При неоптимальной диспетчеризации в эти периоды возможна крупная системная авария, даже при наличии избытков располагаемой мощности. Например, в том случае, когда регулирование ведется так: часть генераторов нагружается до максимальной мощности, а заметная часть прочих – выводится в останов. Тогда при системной аварии, связанной с падением суммарной выработки электроэнергии, восстановить генерацию увеличением нагрузки действующих станций может и не получиться. И понятно почему: оборудование не может выработать энергии больше, чем оно способно. Украинские блоки ТЭС и, в меньшей степени, АЭС, допускают, в принципе, работу с кратковременными перегрузами до 5-7 % номинальной мощности, после чего оборудование будет отключено защитами, прежде всего, по максимальной нагрузке турбогенератора.
То есть, в рассмотренном сценарии, может сложиться такая ситуация: резерв мощности в энергосистеме есть, но оперативно использовать его диспетчер не может. Так как на включение оборудования в работу требуется время, гораздо большее, чем необходимое для развития системной аварии. Этот пример показывает разницу между видами резерва мощности. Ранее мы уже давали их определения (для любителей строгих определений разных видов резерва мощности – глоссарий СО-ЦДУ ЕЭС России: http://so-ups.ru/index.php?id=glossary). Дадим их вновь:
- холодный: оборудование, которое нуждается в длительном пуске, длящемся часами
горячий: оборудование, которое может быть пущено в работу в течение часа
вращающийся: оборудование, которое уже в работе, и при необходимости его мощность может быть увеличена.
Именно третий вид резерва – вращающийся – определяет надежность работы ОЭС в период крупных системных аварий. Представленные выше два пути развития аварии разнятся именно количеством вращающегося резерва. В первом случае – ночью оборудование разгружено, так как потребление снижается – при выпадении даже крупной станции, оно будет компенсировано относительно быстрым перераспределением нагрузки между работающими генераторами. Во втором – днем в период максимальной нагрузки, обеспечивающейся с помощью максимального нагружения части оборудования – подхватить провал будет нечем: то оборудование, что должно было взять на себя нагрузку – стоит в резерве.
Естественно, что второй сценарий является крайним. В сбалансированной энергосистеме так суточное потребление никто не регулирует. Мы уже говорили, что в азах оперативного управления вбит принцип – вращающегося резерва в энергосистеме должно быть не меньше, чем мощность самого крупного генератора. Для условий Украины речь идет о блоках АЭС мощностью 1000 МВт. К слову аварийное отключение именно такого блока 11 апреля этого года на Южно-Украинской АЭС поставило ОЭС Украины на грань каскадной аварии. Авария произошла в период высоких дневных нагрузок, и только грамотные действия диспетчерского персонала позволили не допустить ее развитие (само оборудование, кстати, не пострадало, и блок был вскоре запущен обратно, http://www.sunpp.mk.ua/uk/news/news_sunpp/2793).
Однако проблема ОЭС Украины, и одновременно удача для тех, кто планирует в ней системную аварию, заключается в том, что она несбалансированна, и сильно несбалансированна. Мы еще в первой части цикла указывали, что установленная мощность электростанций в ОЭС превосходит потребную более чем в два раза (на тот момент 55 тыс. МВт против 26 тыс.). Даже с учетом электростанций, что перестали работать на Донбассе в ходе войны, этот запас по-прежнему высок. И на первый взгляд кажется, что проблемы с вращающимся резервом в ней быть не должно: возможность недогружать электростанции даже в период максимальных нагрузок есть. Однако это не так. Начиная с момента первого прихода к власти нацистов в 2005 г. неуклонно снижалась выработка электроэнергии на газовых ТЭС. Например, примерно с того времени практически постоянно стоят газо-мазутные блоки 800 МВт Запорожской ГРЭС. В целом, на долю такого оборудования в общем балансе мощности приходилось около 3 тыс. МВт. С прошлого года к проблеме дефицита газа добавилась еще и проблема дефицита угля. В результате, многие мощности стоят. На четвертое мая в неработоспособном состоянии из-за отсутствия топлива находились 29 блоков (в работе в тот же день было 27 блоков).
В результате в ОЭС наблюдается серьезная несбалансированность. Основную нагрузку, как днем, так и ночью, несут блоки АЭС, которые практически постоянно выдают около 9000 МВт мощности. Угольные же блоки и ранее работавшие во многом по графику с ежедневными остановами, сейчас останавливаются еще чаще. Фактически, режим работы ОЭС Украины в настоящее время определяется АЭС. Связано это с тем, что атомное топливо гораздо доступнее в настоящий момент, чем угольное, поэтому для экономии запасов угля диспетчера стремятся наибольшую загрузку обеспечить с помощью именно АЭС. Однако такие режимы работы имеют и оборотную сторону: АЭС, в принципе, не предусмотрены к работе по регулированию мощности. И конструкция реакторов, и особенности турбин, которые работают не на перегретом паре, как турбины ТЭС, а на влажном – не способствуют маневренности такого оборудования: его нагрузка практически постоянна. То есть, вращающийся резерв обеспечивается только мощностями ТЭС и, в меньшей мере, ГРЭС. Возникает вопрос – какова же его величина?
В одной из прошлых работ мы пытались спрогнозировать его значение на лето, и получили 2-4 тыс. МВт, однако, судя по всему, фактическое значение меньше. Попробуем косвенно рассчитать его для того же 4 мая. Поскольку точное распределение нагрузки между отдельными станциями нам не известно, то придется принимать приближения. В работе находились 27 энергоблоков и 2 полублока, что эквивалентно работе 28 блоков. При этом выдаваемая мощность от ТЭС составила 6392 МВт. По некоторым косвенным признакам можно предположить, что эквивалентная располагаемая мощность условного блока в этот период составляла примерно 260 МВт. Фактическая же мощность этого блока равнялась отношению выработки к числу блоков, то есть, 230 МВт. В этом случае величина вращающегося резерва для 28 блоков ТЭС была равна 840 МВт, то есть 11,5 % от располагаемой мощности. Если принять этот же коэффициент к мощности ГЭС, которая в тот день составляла 3338 МВт, то вращающийся резерв на этих электростанциях был равен 380 МВт. Суммарная величина вращающегося резерва тогда оказывается равной примерно 1,2 тыс. МВт (а если уж совсем все учитывать, в том числе, мираж резерва подгрузки АЭС, то получим значение 1,9 тыс. МВт, что является заведомым ограничением сверху).
Полученное значение, весьма близкое к 1 тыс. МВт, а также фактически возникшая угроза развала ОЭС Украины 11 апреля при отключении блока мощность 1 тыс. МВт на ЮАЭС, косвенно говорят о том, что диспетчерские службы поддерживают в ОЭС значение вращающегося резерва на минимально допустимом уровне, равном единичной мощности генератора энергоблока АЭС 1000 МВт, и, в любом случае, меньшем чем 2000 МВт. Это означает, что, судя по всему, успех в деле организации развала ОЭС Украины будет способствовать не только при атаке против схемы выдачи мощности ЗАЭС, но и любой иной АЭС с двумя работающими блоками по 1000 МВт каждый. Подхватить выпавшую мощность будет нечем: вращающегося резерва не хватит.
Ссылки по теме:
1. Украина во тьме: интродукция. http://aftershock.news/?q=node/259293
2. Украина во тьме: теория. http://aftershock.news/?q=node/259476
3. Украина во тьме: практика. http://aftershock.news/?q=node/259868
4. Украина во тьме: самоанализ. http://aftershock.news/?q=node/274758
5. Украина во тьме: итоги зимы. http://aftershock.news/?q=node/302432
6. Украина во тьме: необходимое отступление. http://aftershock.news/?q=node/303175
7. Украина во тьме: график нагрузок. http://aftershock.news/?q=node/306242
Комментарии
Я как раз об этом и говорю. У нас с вами просто нет понятийного фундамента. То что странно для вас, - очевидно для меня и наоборот соответсвенно.
Чёрт! Чёрт!! Чёрт!!! Как все просто. Это все ставит на свои места.
Извините меня, я должен был сразу понять и поинтересоваться. Я уже здесь совершал подобную ошибку, но ничему меня не научило.
Расслабьтесь, и забудьте наш с вами разговор. Он беспердметен. Пишите статьи по энергетике. Они действительно очень важны, полезны и доходчивы. Говорю вам как в известном смысле коллега.
Финиш. Что нацики-русофобы сумели тупым шантажом за транзит газа и поставки в Крым заставить Россию спонсировать строительство своего государства - это, как раз, ясно, что политика - искусство возможного. Но, вот, оправдывать это???
Цыплят по осени считают, как известно. Иногда приходится временно договариваться и с омерзительными "партнерами". Сталин подписал договор с Гитлером, хотя прекрасно знал, кто он такой, и дал своей стране столь необходимое ей время. Подумайте об этом, прежде чем махать шашкой и эмоционировать. И я не считаю, что Россия должна "оправдываться" перед Украиной. В том, что она стала такой, как сейчас, её жители виноваты гораздо больше, чем обвиняемые вами жители России. У нас, уж извините, есть своя страна и все эти годы были собственные проблемы, которые мы решали сами, без обвинения соседей.
И да. Если бы речь шла только за ввод войск - я бы это понял. Но Россия даже референдумы не признала, а сам Путин призывал его не проводить.
Михаил, не надо дешевых манипуляций - Путин не призывал его "не проводить", он призывал его перенести. А это "немножко" по-другому звучит, не правда ли?
Да, вы правы, благодара моим предкам я живу на Урале. Но это ни коим образом не отменяет необходимости наводить порядок на своей Родине, какой бы она не была.
"Родина, пусть кричат - уродина, но она мне нравится, спящая красавица..." (с)
В ваших рассуждениях есть один изъян, который было-бы неплохо осветить. Вы рассматриваете украинскую систему изолировано, но она соединена и засинхронизирована со всей системой бывшего СССР. Какие договорённости имеет Украина с РФ (и с другими) по сохранению стабильности системы мне неизвестно, но скорее всего такие договорённости есть. Например между "дружественными" прибалтийскими странами и РФ, такие договорённoсти существуют, при суммарном суточном перетоке равном нулю (отсутствие экспорта/импорта как такового).
По мне так весьма вероятно, что сценарий когда сосед теряет в следствии аварии пару ГВТ имеет место в этом договоре быть. Я думаю даже совместные учения проводились :) Ведь имеется же всегда план полного восстановление системы даже в случае тотального блэкаута (только не говорите, что это не так ибо этим вы подорвёте мою веру в советскую школу энергетики, ИМХО одну из самых лучших в мире)
Еще такой аспект, даже внезапная потеря нескольких ГВТ, совсем не обязательно приводит к системной аварии. Сколько на Саяно-Шушенской, 4000МВт внезапно потеряли? И тем не менее ОЭС Сибири не "погасили", в том числе и потому что автоматика резко отключила нагрузку, странно что вы об этом аспекте не упомянули.
Сложные проблемы всегда имеют простые, легкие для понимания неправильные решения.
кстати, да. что помешает операторам при выпадении серьезных мощностей решить проблему отключением потребителей? откуда связка: выпадение мощности обязательно повлечет развал ОЭС.
отключение потребителя, только если это население - происходит безболезненно. а вот вставшему по причине потери питания - заводу, придется платить. так что октлючение потребителя, это последнее, на что сейчас пойдут диспетчера ВНА.
+ это не всегда поможет. так как если отключить больше чем надо, то будет другой косяк, переизбыток мощности в системе. Вобщем отключение потребителя - это не панацея.
Все правильно, оператор, в случаепогасания части мощностей в первую очередь обрубит социалку. А это, емнип, не менее 30% от общего потребления. И только в крайнем случае под нож пойдут производства.
У нас все потребители делятся по категории надежности: 1, 2 и 3. Вот по нисходящей и пойдут. И если надо будет, то ручками поотключают в подстанциях.
Так что всеобщего блекаута не будет. Вернее он вероятен, при ежемоментном выпадении мощностей, сопоставимых с потреблением потребителей 2 и 3 категории надежности.
т.е. к расчетам о потребном резерве для защиты от развала ОЭС, можно смело прибавлять 10-20% (жилой сектор, который под нож пойдет вполне безболезенно) как минимум региона, если не двух-трех соседних? а это еще под ГВт по самым скромным подсчетам.
т.е. запас прочности сложных систем весьма высок, и разваливаются они скорее от постепенной деградации, а не от разовых всплесков.
Речь не о том. Строго говоря, блэк-аут не является самоцелью, о чем говорится в интродукции. Это баловство: последствия будут быстро исправлены. Настоящей задачей является - массовое отключение линий выского и сверхвыского напряжения с перспективой обесточивания опасных промышленных производств. Например, АЭС. Не хочу себя рекламировать, но тут надо весь цикл прочитать.
я читал цикл с начала или почти. емнип в первых статьях вы полне откровенно рекламировали атаку на ЛЭП как способ развала ОЭС на ряд несвязанных анклавов. могу ошибаться, конечно, но почему-то воспринимаю ваши статьи именно в этом контексте.
ну а атака на ЛЭП как средство закрытия АЭС - это, извините, за гранью моего понимания. работающая АЭС без потребителя - это не шаг, это прыжек в направлении Чернобыль-Фукусима.
никакая это не фукусима. не мелите ерунды. автоматика в такой простой ситуации просто остановит физически реактор. так что ничерта не будет. для автоматики, это едва ли не самая простая ситуация - потеря нагрузки.
поинтересуйтесь что ли, как долго реактор остывает. Фукусима это именно потеря нагрузки (повреждения ЛЭП), на которую лишь наложились проблемы с затопленными генераторами (резервными источниками собственных нужд). при этом и сам автор высказывает сомнения в возможности безаварийного останова.
http://aftershock.news/?q=node/259476
я вам больше скажу - автор оказывается прекрасно понимает последствия, но считает их не только допустимыми - но и нужными: превратить области, не подлежащие реинтеграции в выженное поле.
"В настоящее время, я полностью убежден, что только силовое уничтожение украинского государства с выделением в отдельную державу восьми областей юго-востока под жестким внешним управлением России, и тотальным военным разрушением гражданской инфраструктуры в остальной его части, способно остановить победное шествие нацизма на этой территории."
http://aftershock.news/?q=node/259293
Мне кажется я попал в сумашедший дом, одни люди на полном серьёзе обсуждают, необходимость аварии на АЭС, а другие этому бурно апладируют, извините вот уж действительно афтершок!
Проведение аварии на украинских АЭС ничуть не менее аморально, чем сжигание заживо людей в Одессе.
Вы всерьез думаете, что отрезание АЭС от внешнего электроснабжения повлечет за собой аварию? М-да.
http://aftershock.news/?q=comment/1661490#comment-1661490
Не поленитесь, почитайте про две крупнейшие аварии на АЭС: в Чернобыле и в Фукусиме. Во-втором случае причиной было именно обрыв линий электропередач с неудачным переходом на дизель-генераторы, в-первом - эксперимент по моделированию обрыва от внешних линий с наложившимися на него нерасчетными режимами работы реактора.
>>>Настоящей задачей является - массовое отключение линий выского и сверхвыского напряжения с перспективой обесточивания опасных промышленных производств.
ОПО снабжается по 1 категории надежности. Жевать думаю не нужно? Отключить этот объект сможет только разгвоздяйство, либо тотально воздействующий эффект на ВСЮ энергосистему.
К примеру город снабжается как минимум по двум высоким сторонам. А как правило эта цифра больше. В энергосистеме города, постредством закольцовки по РП, эл энергия перетекает и поставляется потребителю. Обруби один ввод высокой на город, и ничего особо страшного не будет.
А вот если пара десятков снайперов, с винтовками 12,7 одномоментно проперфорируют трансы с 110 на 10, то системе кирдык. Ибо такие трансы по складам не валяются. Это я и имею в виду (как пример) под тотальным эффектом.
Так что за ОПО не беспокойтесь, так все схвачено и ПЛАС есть.
Пиндосов таким образом и мокнули в ссаный тапок.
нет. Чтобы обрушить Мосэнерго и Тулэнерго 10 лет назад потребовалось выпадение, кажется, 3,6 тыс. МВт мощности. Причем отключения пошли даже не между облэнерго, а прямо посреди такой мощнейшей системы, как Мосэнерго. Здесь же придется подхватывать внешнюю по отношению к ЕЭС России энергосистему. Нет таких пропускных способностей у линий в сторону России. Донбасс - Волжская ГЭС давным давной сгнила...
Вот смотрю я на карту электрических сетей Украины, которую вы сами запостили в одном из предыдущих постах. Допустим на Донбассе всё к чёрту разбомбили, но я вижу линии идущие через Харьковскую область Сумскую, через Белоруссию, да даже из Словакии, Венгрии, Румынии и Польши. Можно ли поддержать систему соседнего государства 2-3 ГВТ? Ответ мне не известен, я не настолько в теме :) Но то, что видно у вас на карте, не позволяет говорить категорично о невозможности поддержание системы Украины из вне ( у меня одного дежа-вю :)?) при необходимости.
К чему я вам эти комментарии пишу? Вы человек не глупый, но больно поверхностно относитесь к теме, в электроэнергетике так нельзя. Даже если вы ставите перед собой задачу "обвалить" систему соседнего государства ( в чём я лично не вижу никаких выгод, ни для кого), то надо как-то, что-ли более углублённо отнестись к этому вопросу :)
Уберите, вот этот посыл о необходимости "погасить" систему соседей и статьи будут выглядеть более профессионально :), эдакий ликбез на тему электроэнергетики на примере, "недружественного нам" государства.
А так да, спасибо за ваш труд.
:)
Хорошо. Вы правы в данным случае.Есть вопрос о роли перетоков из других энергосистем, нужно его разобрать.
Спасибо. Как всегда от Вас отличная статья.
Спасибо оргомное за статью.
И, кстати может посоветуете мне какую-нибудь книгу по истории развития паровых двигателей, двигателей внутреннего сгорания и тепловой электрогенерации?
Заранее извиняюсь за возможные косяки в формулировках.
Если есть возможность, то мемуары Флаксермана, "Развитие энергетики СССР".
Сходу нашел в сети его книгу: "Глеб Максимиланович Кржижановский", буду читать.
Но меня итересует так же история паровых двигателей начиная от Ньюкомена и Уатта.
А можно я внесу немного юмора:
Потребитель первой категории!
Из моего опыта, 2000-е года!
Страницы