Жить в эпоху перемен

Page 1

Page 2

Жить в эпоху перемен

Заместитель

Председателя

Правления

АО

СО

ЕЭС

»,

вице

президент

между

народной

Ассоциации

системных

операторов

крупнейших

энергосистем

GO15

Федор

ОПАДЧИЙ

принял

участие

работе

международного

форума

Рос

сийская

энергетическая

неделя

»,

который

проходил

Москве

2–5

октября

своем

докладе

на

сессии

Траектория

развития

энергосистем

глобальный

взгляд

»,

организованной

при

поддержке

CIGRE,

он

представил

участникам

дискуссии

позицию

крупнейших

системных

операторов

мира

по

наиболее

значимым

проблемам

глобальной

энергетической

трансформации

ТЕНДЕНЦИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО

ПЕРЕХОДА

В Ассоциацию GO15 входят системные опе-

раторы из всех основных регионов мира. Они

управляют в совокупности 2,5 ТВт генерации,

в которой все более заметной становится доля

ВИЭ. Такой состав участников позволяет ак-

кумулировать уникальную экспертизу по всем

тенденциям и трендам, возникающим в энерге-

тике, а также по практическим вопросам управ-

ления энергосистемами с учетом их географи-

ческих и технологических особенностей.

Какие же вызовы поставила перед энерге-

тиками трансформация отрасли? Во-первых,

тенденция к переходу на низкоуглеродную

энергетику привела к переосмыслению основ

построения энергосистемы. Это потребовало

перестройки технологических и организацион-

ных основ диспетчерского управления.

Во-вторых, производство электроэнергии

все больше смещается от крупных электро-

станций, которые традиционно были фунда-

ментом больших энергосистем, к небольшим

распределенным генераторам. ВИЭ и дру-

гие типы, например, малые газовые турби-

ны, станции на биотопливе, множатся там,

где развитие локальной генерации выгоднее

развития сетей, в том числе по причинам от-

сутствия свободной территории. Это требует

пересмотра роли операторов распредели-

тельных сетей, изменения модели их взаимо-

действия с операторами магистральных сетей

и системными операторами.

В-третьих, изменение парка оборудования

приводит к значительному снижению предска-

зуемости генерации: выработка ВИЭ зависит

от мало прогнозируемой погоды. К тому же не-

которое количество генераторов мигрирует «за

счетчик» (behind the meter), выходя из зоны ви-

димости системного оператора. Все это снижа-

ет предсказуемость поведения энергосистемы,

а значит и ее управляемость в традиционном

понимании этого термина.

Развиваются новые поведенческие модели

у потребителей. Например, прогнозы показыва-

ют, что развитие электротранспорта может су-

акцент

Page 3

Ассоциация

GO15

— это профессиональное

объединение системных операторов, управля-

ющих крупными мировыми энергосистемами.

Совокупно эти энергосистемы обеспечивают

около 70% мирового потребления электроэнер-

гии. Ассоциация создана в 2004 году как ответ

на вызов, брошенный отрасли серией блэкау-

тов в ряде крупных энергосистем. Поэтому на-

чальной целью были совместные мероприятия

для противодействия масштабным авариям.

Сегодня задачами организации являются обмен

опытом и разработка общего взгляда на новые

стратегические вызовы, стоящие перед миро-

вой электроэнергетикой.

щественным образом повлиять на график потребле-

ния уже в ближайшее десятилетие.

Одновременно из-за глобальных климатических

изменений возрастают частота, глубина и масштаб

катастрофических природных явлений, драматически

влияющих на надежность энергосистемы: темпера-

турных аномалий, ураганов.

Количество и масштаб этих изменений позволяют

говорить о революционном сдвиге, фактически —

о переходе энергосистемы и ее управления в иное ка-

чество. По сути, мы живем в ту самую эпоху перемен

из известной китайской по словицы.

При этом, безусловно, вопросы надежности

и устойчивости энергосистем остаются приоритетом,

и значимость их только увеличивается. Современное

развитие цивилизации критически зависит от каче-

ства энергоснабжения, поэтому требования к непре-

рывности, надежности и качеству энергоснабжения

непрерывно возрастают.

Все эти изменения происходят в условиях ресурс-

ных ограничений. Поэтому цена, которую потребитель

заплатит за новые решения по обеспечению надеж-

ности, — неизменно важный фактор современной

технологической революции в энергетике.

ТРАДИЦИЯ

АЛЬТЕРНАТИВА

Среди участников GO15 есть компании, в деятель-

ности которых процессы энергетического перехода

выражены очень явно. Например, возобновляемые

и распределяемые энергоресурсы уже в значитель-

ной степени замещают выработку традиционной гене-

рации. Есть и более консервативные энергосистемы.

В них выработка базируется на традиционных гидро-

станциях или ископаемых видах топлива. Такое раз-

нообразие позволяет организовать накопление и об-

мен информацией по различным типам энергосистем.

«Мы знаем примеры энергосистем, в которых де-

централизация и использование возобновляемых

источников энергии достигли значимых объемов —

в отдельные часы 100% потребления обеспечивается

выработкой ВИЭ, но также существуют и энергоси-

стемы, активно развивающие традиционную крупную,

в том числе угольную, генерацию для решения задач

покрытия роста электропотребления. Направления

и скорость изменений в энергосистемах разных го-

сударств мира значительно отличаются друг от дру-

га», — сказал вице-президент GO15.

Он подчеркнул, что страны — лидеры в развитии

ВИЭ и распределенной генерации являются бесцен-

ными носителями опыта и знаний о том, как меняют-

ся технические задачи управления энергосистемами

в период глобальной энергетической трансформации.

Как известно, Россия к таким лидерам не относит-

ся. Тем не менее, доля ВИЭ в нашей стране с каждым

годом увеличивается. «В России действует програм-

ма поддержки ВИЭ. Эта программа лимитирована,

речь идет о нескольких процентах в общих объемах

баланса ЕЭС России. Однако по результатам отборов

проектов ВИЭ, которые должны быть введены в ра-

боту до 2025 года, мы видим, что в большинстве сво-

ем новые мощности будут сконцентрированы в ОЭС

Юга. И если все эти проекты будут реализованы,

установленная мощность ВИЭ в ОЭС Юга составит

до 20% от пиковой нагрузки, что ставит перед нашей

энергосистемой весь спектр вопросов, с которым уже

сталкиваются страны с большой долей ВИЭ», — от-

метил Федор Опадчий.

ОЖИДАНИИ

НОВЫХ

РЕШЕНИЙ

Одной из таких стран являются США. Так, в Кали-

форнии в настоящее время доля ВИЭ в покрытии

баланса в отдельные часы превышает 70%. Этот тип

генерации характеризуется недостаточно хорошо

прогнозируемой выработкой, что обуславливает не-

обходимость поиска дополнительных ресурсов для

регулирования работы энергосистемы. Помимо необ-

ходимости наличия в энергосистеме регулировочных

способностей как таковых, крайне важной становит-

ся проблема достаточной скорости такого регули-

рования.

«В энергосистемах, где доля распределенной сол-

нечной генерации становится значительной, критиче-

ски меняется профиль нагрузки, и вместо дневного

максимума в средние часы наблюдается провал по-

требления из большой энергосистемы. При этом к ве-

чернему максимуму, когда потребление максимально,

а выработка солнечных станций резко снижается,

происходит быстрый набор мощности, скорость кото-

рого сама по себе представляет большую проблему.

Более того, мы знаем, что ВИЭ-генерация использует

Пример

Калифорнии

увеличением

доли

ВИЭ

график

потреб

ления

драматически

меняется

Возникает

кри

вая

утки

№

6 (57) 2019

Page 4

тезис, что увеличение доли ВИЭ-генерации приве-

дет к снижению роли энергосистемы и в том числе

магистральных сетей, не соответствует действитель-

ности.

«Большая энергосистема способна не только пе-

редавать электроэнергию от генератора потребите-

лю, но и предоставляет определенный набор серви-

сов, без которых невозможно обеспечить надежность

и экономичность энергоснабжения потребителей.

В числе таких сервисов — непрерывность электро-

снабжения, возможность оптимизации нагрузки раз-

личных типов электростанций, поддержание частоты

и напряжения, обеспечение пусковых токов, возмож-

ность многосторонних сделок и функционирования

рынков. По мнению системных операторов — чле-

нов GO15 потребность в этих сервисах и свойствах,

которые способна обеспечить только большая энер-

госистема, со временем будет лишь возрастать. На

мой взгляд, максимального эффекта от цифровой

трансформации можно достичь в сферах, где энер-

АКЦЕНТ

инверторы для подключения к энергосистеме, а это

означает снижение в ней естественной инерции, что

является очень серьезным вызовом для устойчивости

энергосистем», — сказал заместитель Председателя

Правления АО «СО ЕЭС».

К тому же, поскольку ВИЭ сильно зависят от по-

годных условий, то форма кривой профиля нагрузки

становится существенно менее предсказуемой. По-

этому потребности в регулировочных возможностях

не одинаковы день ото дня. График работы энерго-

системы становится в целом существенно менее про-

гнозируемым. Поэтому системный оператор уже не

может опираться только на традиционные алгоритмы

прогнозирования нагрузки. Требуется как минимум

дополнить их «внешними» инструментами прогно-

зирования — детализированным прогнозом погоды,

включающим солнечную и ветровую активность. Но

эти инструменты пока только в стадии разработки.

При этом интеграция большого количества ВИЭ

требует развития сетевой инфраструктуры, а значит

Page 5

гетики наиболее тесно взаимодействуют с потреби-

телями, где цифровизация способна дать быстрый,

ожидаемый, прогнозируемый, расчетный и заметный

результат. Это, прежде всего, распределительные

сети и сбытовая деятельность», — отметил Федор

Опадчий.

ТОНКАЯ

НАСТРОЙКА

Сегодня энергетика сталкивается с радикальным из-

менением принципов управления энергосис темой.

Традиционная энергосистема построена по принци-

пу: «выработка должна соответствовать графику по-

требления». Но рост ВИЭ меняет картину на прямо

противоположную. Теперь потребление во все боль-

шей степени вынуждено следовать за производством

электроэнергии. Соответственно, необходимо на

стороне потребителя развивать возможности гибко-

го реагирования на изменение баланса. Поэтому ак-

тивно развиваются программы управления спросом

(Demand Response, Demandside Management) и иные

способы реагирования на избыток и дефицит элек-

троэнергии в энергосистеме.

Наряду с этим способность традиционной генера-

ции регулировать баланс в энергосистеме становит-

ся все более важной самостоятельной ценностью.

Ее необходимо более качественно и разнообразно

монетизировать через инструменты энергетических

рынков. Рынок должен повышать ценность такого ка-

чества генерации, как гибкость (ﬂ exibility), с тем, чтобы

максимально стимулировать его использование при

управлении энергосистемой во все усложняющихся

условиях.

И, конечно, необходимо развивать технологии

накопления электроэнергии. Наиболее очевидные

и эффективные на сегодня — гидроаккумулирующие

станции. Технология опробована годами успешной

эксплуатации. Но взрывное развитие технологий по-

зволяет надеяться на появление эффективных на-

копителей, построенных на иных физических принци-

пах: гравитационных, электрохимических и других.

№

6 (57) 2019

Оригинал статьи: Жить в эпоху перемен

Читать онлайн

Заместитель Председателя Правления АО «СО ЕЭС», вице-президент международной Ассоциации системных операторов крупнейших энергосистем GO15 Федор ОПАДЧИЙ принял участие в работе международного форума «Российская энергетическая неделя», который проходил в Москве 2–5 октября. В своем докладе на сессии «Траектория развития энергосистем: глобальный взгляд», организованной при поддержке CIGRE, он представил участникам дискуссии позицию крупнейших системных операторов мира по наиболее значимым проблемам глобальной энергетической трансформации.