ЕДИНАЯ ЭНЕРГОСИСТЕМА
Еди́ная энергосисте́ма (ЕЭС), крупная энергосистема, включающая в себя, как правило, несколько объединённых энергосистем (ОЭС) для централизованного электроснабжения потребителей в масштабах одной или ряда стран. Создание ЕЭС позволяет наилучшим образом использовать мощности электростанций, повысить их экономичность. Энергетические системы объединяются в ЕЭС гл. обр. линиями электропередачи сверхвысокого напряжения переменного или постоянного тока, которые связывают энергосистемы с центрами потребления и между собой. Управление ЕЭС осуществляется из одного центра. ЕЭС может иметь различную структуру и конфигурацию электрических сетей и охватывать большие территории. Так, ЕЭС СССР в 1985 г. охватывала территорию площадью еди́ная энергосисте́ма 10 млн. кмІ с населением 220 млн. человек и включала в себя девять ОЭС (84 параллельно работающие энергосистемы) с установленной мощностью 248 млн. кВт. В 2000 г. ЕЭС России состояла из шести ОЭС — Центра, Средней Волги, Урала, Северо-Запада, Северного Кавказа и Сибири; её установленная мощность составляла 199 млн. кВт, выработка электроэнергии за 2000 г. — 846 млн. кВт·ч (97 % от всей выработанной электроэнергии России). В России создание энергосистем началось в 1921 г., когда был принят Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО), и продолжалось в последующие десятилетия, когда были сформированы сначала Единая европейская энергетическая система (ЕЕЭС), а затем и ЕЭС СССР. смотреть
ЕДИНАЯ ЭНЕРГОСИСТЕМА
English: United energetic system Совокупность объединенных энергосистем, соединенных межсистемными связями, охватывающая значительную часть территории . смотреть
ЕДИНАЯ ЭНЕРГОСИСТЕМА
Единая энергосистема – совокупность объединенных энергосистем, соединенных межсистемными связями, охватывающая значительную часть территории страны. смотреть
Единая энергетическая система России
- Единая энергетическая система России (ЕЭС России) — совокупность производственных и иных имущественных объектов электроэнергетики, связанных единым процессом производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электрической и тепловой энергии) и передачи электрической энергии в условиях централизованного оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике России.
ГОСТ 21027-75 дает следующее определение Единой энергосистемы:
Единая энергосистема — совокупность объединённых энергосистем (ОЭС), соединённых межсистемными связями, охватывающая значительную часть территории страны при общем режиме работы и имеющая диспетчерское управление
ЕЭС России охватывает практически всю обжитую территорию страны и является крупнейшим в мире централизованно управляемым энергообъединением.
В настоящее время ЕЭС России включает в себя 70 энергосистем на территории 81 субъектов Российской Федерации, работающих в составе шести работающих параллельно ОЭС — ОЭС Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала и Сибири и ОЭС Востока, работающей изолированно от ЕЭС России.
Кроме того, ЕЭС России осуществляет параллельную работу с ОЭС Украины, ОЭС Казахстана, ОЭС Белоруссии, энергосистемами Эстонии, Латвии, Литвы, Грузии и Азербайджана, а также с NORDEL (связь с Финляндией через вставку постоянного тока в Выборге).
Энергосистемы Белоруссии, России, Эстонии, Латвии и Литвы образуют так называемое «Электрическое кольцо БРЭЛЛ», работа которого координируется в рамках подписанного в 2001 году Соглашения о параллельной работе энергосистем БРЭЛЛ.
Системный оператор выделяет три крупных независимых энергообъединения в Европе —
Западную (UCTE) и
Восточную (ЕЭС/ОЭС) синхронные зоны
(NORDEL и UCTE в июле 2009 года вошли в состав нового европейского объединения — ENTSO-E).
Связанные понятия
Электрическое кольцо Белоруссии, России, Эстонии, Латвии и Литвы (ЭК БРЭЛЛ) — синхронный режим работы энергетических систем Белоруссии, России, Эстонии, Латвии и Литвы (на единой частоте тока 50 Гц), сложившийся на основе соглашения от 7 февраля 2001 года и названный по первым буквам названий этих государств. Предполагает связь линий электропередач всех пяти государств в условное Электрическое кольцо для которого установлены общие принципы организации совместной работы, обмен электроэнергией и поддержку.
Что такое единая энергосистема
Бог проявил щедрость,
когда подарил миру такого человека.
Светлане Плачковой посвящается
Издание посвящается жене, другу и соратнику, автору идеи, инициатору и организатору написания этих книг Светлане Григорьевне Плачковой, что явилось её последним вкладом в свою любимую отрасль – энергетику.
Книга 4. Развитие атомной энергетики и объединенных энергосистем
-
… />… />
Раздел 4. Единая энергетическая система Российской Федерации
Единая энергетическая система России – основной объект электроэнергетики страны – представляет собой комплекс электростанций и электрических сетей, объединенных общим режимом и единым централизованным диспетчерским управлением. Переход к такой форме организации электроэнергетического хозяйства обеспечил возможность наиболее рационального использования энергетических ресурсов, повышения экономичности и надежности электроснабжения объектов национальной экономики и населения страны.
Рис. 4.1. Территории объединенных энергосистем России
К началу ХХI столетия в составе ЕЭС России параллельно работали пять объединенных энергосистем – Центра, Средней Волги, Урала, Северо-Запада, Северного Кавказа и локальная энергосистема Янтарьэнерго. ОЭС Сибири с 1996 года переведена на раздельную работу с ЕЭС России из-за несбалансированности режимов работы ОЭС Казахстана. Энергосистема Янтарьэнерго (Калининградская обл.) отделена от России территорией государств Балтии. ОЭС Востока работает изолированно от ЕЭС. Территории объединенных энергосистем России показаны на рисунке 4.1.
Помимо объединенных энергосистем, на территории России изолированно функционируют энергосистемы Якутии, Магадана, Сахалина, Камчатки, Норильска, Колымы и Дагестана. В целом энергоснабжение потребителей Российской Федерации обеспечивают 66 энергосистем, охватывающих всю обжитую территорию страны от западных границ до Дальнего Востока.
Параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы стран Балтии, Беларуси и ОЭС Украины. Совместно с ЕЭС России, через вставку постоянного тока, работает энергосистема Финляндии, входящая в объединение энергосистем стран Северной Европы. От сетей ЕЭС России осуществляется приграничная торговля электроэнергией с Норвегией, Монголией, Китаем. Взаимные выгоды, получаемые всеми этими странами от параллельной работы энергосистем, очевидны. Повысилась надежность энергоснабжения потребителей (в свете аварий в США и странах Западной Европы в 2003 году это имеет большое значение), снизилось количество резервных мощностей, необходимых каждой из стран на случай сбоев в энергетике, и созданы условия для взаимовыгодного экспорта и импорта электроэнергии.
К концу ХХ столетия установленная мощность всех электростанций Российской Федерации составляла 214 ГВт. Более 90% этой мощности сосредоточено в ЕЭС России. Производство электроэнергии России (включая ОЭС Востока) в 2000 году составило 820,8 млрд. кВт·ч, в том числе на ГЭС произведено 149,8 млрд. кВт·ч (18,3%), на АЭС – 128,7 млрд. кВт·ч (15,7%) и на ТЭС – 542, млрд. кВт·ч (66%).
В электроэнергетике России эксплуатируется 2,7 млн. км линий электропередачи всех классов номинальных напряжений, в том числе 154 тыс. км электрических сетей напряжением от 220 до 1150 кВ.
Основная электрическая сеть объединенных энергосистем ЕЭС России сформирована с использованием двух систем номинальных напряжений: в ОЭС Северо-Запада и частично ОЭС Центра – 330–750 кВ, в центральных и восточных энергообъединениях – 220–500 кВ.
Электрические сети напряжением 500 и 750 кВ выполняют роль системообразующих и межсистемных связей и обладают высокой пропускной способностью. На напряжении 750 кВ осуществляется выдача мощности от АЭС: Ленинградской (ОЭС Северо-Запада), Калининской, Смоленской, Курской (ОЭС Центра). На этом же напряжении формируется межсистемная связь между ОЭС СевероЗапада и ОЭС Центра.
Электрические сети напряжением 500 кВ ЕЭС России выполнены сложнозамкнутыми. На этом напряжении организована выдача мощности от крупнейших ТЭС России: Конаковской, Костромской, Рязанской, Каширской, Рефтинской, Пермской, Березовской, комплекса Сургутских ТЭС; Балаковской АЭС; Чебоксарской, Волжской, Саратовской, Нижнекамской, Саяно-Шушенской, Красноярской, Братской, Усть-Илимской ГЭС. Завершено формирование межсистемного транзита Урал–Средняя Волга–Центр на напряжении 500 кВ.
Межсистемные связи в ОЭС России выполнены в основном на напряжениях 220, 330, 500 и 750 кВ.
На территории России построены три участка линий электропередачи напряжением 1150 кВ: Итат–Барнаул, Барнаул– Экибастуз и Кустанай–Челябинск, которые функционально являются частью электропередачи 1150 кВ, связывающей ОЭС Сибири с европейской частью страны через территорию Казахстана. Указанные участки электропередачи временно эксплуатируются на напряжении 500 кВ. Готовится перевод на проектное напряжение 1150 кВ участка линии электропередачи Итат–Барнаул.
Рис. 4.2. Внутренние и внешние связи ЕЭС России в 2005 году
Рис. 4.3. Развитие электрических сетей Российской Федерации до 2020 года
ЕЭС России связана с внешними энергосистемами: Финляндии, Норвегии (энергообъединение NORDEL), Украины, Беларуси, Грузии, Азербайджана, Казахстана, Эстонии, Латвии, Литвы, Монголии и двумя приграничными районами Китая. Через энергосистему Казахстана параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Центральной Азии – Узбекистана, Киргизии и Таджикистана.
Структура внутренних и внешних связей ЕЭС России и объем перетоков электроэнергии представлены на рис. 4.2.
Пропускная способность существующих связей ЕЭС России с энергсистемами СНГ составляет примерно 8000–9000 МВт; с ОЭС Балтии – 1000 МВт; с Финляндией–1065 МВт (ограничение по мощности преобразовательной подстанции).
Экспорт электрической энергии из России составляет около 20 млрд. кВт·ч в год.
В разработанной стратегии развития электроэнергетики России на период до 2010 года рассмотрены несколько вариантов, базирующихся на различных концепциях развития экономики страны на период до 2010 года.
Максимальный вариант спроса на электроэнергию (примерно 1120–1130 млрд.кВт·ч в 2010 году) предполагает достижение к 2008 году обьемов электропотребления страны на уровне 1990 года (в отдельных вариантах с меньшим спросом на электроэнергию – за пределами 2010 года). Рассмотрен также вариант максимального демонтажа устаревшего оборудования на ТЭС и АЭС (до 60 ГВт мощности на ТЭС и 8,3 ГВт – на АЭС).
Объемы ввода генерирующих мощностей в период до 2010 года оцениваются от 10 ГВт в минимальном уровне электропотребления до 32 ГВт в варианте максимального демонтажа и замены энергосилового оборудования, отработавшего свой ресурс.
Рекомендованы вводы новых конденсационных мощностей на следующих крупных ТЭС: Псковской, Каширской, ГРЭС-4, Шатурской ГРЭС-5, Конаковской ГРЭС (замена блоков), Щекинской и Ивановской ГРЭС (расширение); новых – Петровской, Нижневолжской, Мордовской, Краснодарской (на газе), Заинской, Нижневартовской, Пермской, Березовской, Харанорской, Гусиноозерской, Красноярской ГРЭС-2 и Беловской.
К 2010 году предусматривается значительное расширение масштабов использования ПГУ и ГТУ до 20 ГВт установленной мощности.
Основным направлением развития гидроэлектроэнергетики России является окончание строительства уже начатых ГЭС и техническое перевооружение действующих. К таким ГЭС, имеющим значительный строительный задел, относятся Ирганайская, Зарамагская, каскад Зеленчукских, Богучанская, Бурейская и Нижне-Бурейская, Вилюйская и Усть-Среднеканская.
Ввод мощностей на АЭС в период до 2010 года в основном связан с заменой демонтируемых энергоблоков и завершением строительства начатых АЭС. Это Ленинградская, Кольская, Курская, Нововоронежская и Белоярская АЭС (демонтаж блоков); Курская, Тверская АЭС (ввод новых блоков), Приморская АЭС на Дальнем Востоке (первый блок).
Намечено развитие электрической сети напряжением 750 кВ в европейской части ЕЭС России для повышения надежности выдачи мощности АЭС и ОЭС Северо-Запада и Центра, а также усиления межсистемных связей России с Беларусью. Электрические сети напряжением 500 кВ будут использованы для присоединения ОЭС Востока к ЕЭС России и усиления основных связей с ОЭС Северного Кавказа, Центра, Средней Волги, Урала, Сибири и Востока (рис. 4.3). Таким образом, электрические сети России напряжением 330 кВ постепенно переходят в разряд распределительных сетей.
В перспективный период до 2015 года планируется сооружение следующих основных электросетевых объектов:
- создание прямой сильной электрической связи между восточной и европейской частями ЕЭС России путем сооружения линий передачи напряжением 500 и 1150 кВ, проходящих по территории России. При этом сооружение первого участка линии напряжением 1150 кВ Сибирь–Урал намечено выполнить по трассе Алтай – Карасук – Омск – Курган – Челябинск;
- сооружение вставки постоянного тока для усиления межсистемного транзита 500 кВ ОЭС Средней Волги – ОЭС Центра – ОЭС Северного Кавказа (за счет строительства линии 500 кВ Балаковская АЭС – Курдюм – Фролово – Шахты);
- усиление системообразующих связей 500 кВ между ОЭС Урала и Средней Волги (за счет строительства линии 500 кВ направлением Северная–Вятка и Газовая–Преображенская–Красноармейская);
- сооружение линии 500 кВ в ОЭС Сибири направлением Заря – Барабинск – Таврическая и Гусиноозерская ГРЭС – Чита;
- сооружение линии 500 кВ в ОЭС Востока направлением Бурейская ГЭС – Хабаровская, Приморская ГРЭС – Дальневосточная – Владивосток;
- сооружение линии 500 кВ направлением Чита – Могоча – Зейская ГЭС, позволяющей существенно увеличить обмены мощностью и электроэнергией между ОЭС Сибири и Дальнего Востока.
Гусиноозерская ТЭС
Для обеспечения надежного и устойчивого функционирования ЕЭС России объемы ввода электросетевых объектов напряжением 330 кВ и выше в период до 2015 года должны составлять не менее 12–20 тыс. км линий электропередачи и 47,5–80 ГВА мощности подстанций в зависимости от реализуемого варианта стратегии.
До настоящего времени в Российской Федерации находится в эксплуатации ряд изолированных энергосистем, обеспечивающих электроснабжение отдаленных от объединенных энергосистем территориальных районов (Камчатка, Сахалин, Магадан, Якутск и др.). С развитием объединенных энергосистем и расширением охвата электрическими сетями новых районов число изолированных энергосистем, несомненно, будет постепенно сокращаться.
Проблемы электроснабжения Байкало-Амурской магистрали и освоение прилегающих районов страны резко активизируют необходимость решения задач присоединения к ЕЭС России также ОЭС Востока. Это событие полностью завершит территориальное формирование ЕЭС России.
Единая энергетическая система России является крупнейшим в мире энергетическим образованием мирового класса, обеспечивающим производство, передачу, распределение электроэнергии и централизованное оперативно-технологическое управление этими процессами. Управление гигантским синхронно работающим объединением энергосистем на территории, достигающей с запада на восток 7000 км, а с севера на юг более 3000 км, представляет собой сложнейшую инженерную задачу, не имеющую аналогов в мире. Вместе с тем за 40 лет функционирования ЕЭС СССР, а затем ЕЭС России накоплен огромный опыт надежного и экономнчного снабжения потребителей качественной электроэнергией. Свидетельством тому является тот факт, что 99,9% календарного времени работы ЕЭС обеспечено стандартной частотой переменного тока 50 Гц.
Высокая степень и глубина централизации оперативного управления ЕЭС подобны таким же параметрам управления, которые осуществляются обычно в рамках объединенных энергосистем, однако в ЕЭС они представлены на более масштабном и ответственном уровне. В значительной мере это связано с тем, что объекты ЕЭС России расположены на территории одного государства, действуют в едином законодательном поле и находятся под существенным контролем государства.
Единая энергетическая система России
Единая энергетическая система России (ЕЭС России) состоит из 71 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных энергетических систем: Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220-500 кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно).
В электроэнергетический комплекс ЕЭС России входит 846 электростанций мощностью свыше 5 МВт каждая. На 1 января 2020 года общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 246 342,45 МВт.
Увеличение установленной мощности электростанций ЕЭС России за счет вводов нового, а также модернизации действующего генерирующего оборудования электростанций составило 3 213,99 МВт. Ввод новой мощности в 2019 году на электростанциях ЕЭС России с учетом электростанций промышленных предприятий составил 2 969,9 МВт. Выведено из эксплуатации 1 746,03 МВт неэффективного и устаревшего генерирующего оборудования.
Ежегодно все станции вырабатывают около одного триллиона кВт∙ч электроэнергии. В 2019 году электростанции ЕЭС России выработали 1 080,6 млрд. кВт•ч (на 0,9% больше, чем в 2018 году).
Сетевое хозяйство ЕЭС России насчитывает более 10 700 линий электропередачи класса напряжения 110 – 1150 кВ. В диспетчерском ведении Системного оператора находится более 4200 ЛЭП.
Управление электроэнергетическими режимами 7 энергообъединений и энергосистем, расположенных на территории 81 субъекта Российской Федерации осуществляют филиалы АО «СО ЕЭС» — объединенные и региональные диспетчерские управления соответственно.
Параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Азербайджана, Белоруссии, Грузии, Казахстана, Латвии, Литвы, Монголии, Украины и Эстонии. Через энергосистему Казахстана параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Центральной Азии — Киргизии и Узбекистана. Через энергосистему Украины – энергосистема Молдавии. По линиям переменного тока осуществлялся обмен электроэнергией с энергосистемой Абхазии и передача электроэнергии в энергосистему Южной Осетии.
От электросетей России, в том числе, через вставки постоянного тока, осуществляется передача электроэнергии в энергосистемы Китая, Норвегии и Финляндии.
Через устройство Выборгского преобразовательного комплекса совместно (несинхронно) с ЕЭС России работает энергосистема Финляндии, входящая в энергообъединение энергосистем Скандинавии НОРДЕЛ.
Кроме того, параллельно с энергосистемами Норвегии и Финляндии работают отдельные генераторы ГЭС Кольской и Ленинградской энергосистем, а также один из блоков Северо-Западной ТЭЦ.
АО «СО ЕЭС», являясь координатором параллельной работы энергосистем, обеспечивает регулирование частоты в энергообъединении стран – участниц синхронной зоны.