Проблемы развития электрических сетей

Развитие электрических сетей ЕЭС в предстоящие годы должно определяться следующими целями:

- обеспечение достаточной пропускной способности между отдельными ее частями;

- снижение потерь электроэнергии и мощности;

- удовлетворение нужд развивающегося рынка электроэнергии и мощности.

Основным направлением обменов электроэнергией и мощностью по-прежнему будет Сибирь-Урал-Центр, что позволит:

- повысить надежность функционирования ЕЭС за счет увеличения резерва генерирующей мощности;

- максимально использовать широтный эффект от объединения энергосистем;

- максимально избежать сбросы водных ресурсов на Сибирских ГЭС;

- увеличить КИУМ (коэффициент использования установленной мощности)

электростанций;

- расширить зону оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ).

Величины пропускной способности и объема обмена должны определяться с учетом требований экономики и энергетической безопасности. При этом развитие основной электрической сети должно быть направлено на:

• обеспечение системообразующих функций, реализацию межсистемных эффектов и системной надежности;

• энергетическую поддержку глобальных инфраструктурных проектов развития газоснабжения, нефтеснабжения, железнодорожной и автомобильной сетей;

• обеспечение надежной выдачи мощности крупных электростанций;

• для снижения потерь в электрических сетях необходимо снижать плотность тока в линиях электропередачи до нормативных значений, разрабатывать основное оборудование со сниженными потерями и т.п.;

• обеспечение надежности питания городов и крупных узлов нагрузки;

• повышение адаптивности сети к факторам неопределенности развития генерирующих мощностей и нагрузок;

• усиление сети для уменьшения влияния сетевых ограничений на функционирование оптового рынка электроэнергии.

Развитие распределительной сети энергосистем будет направлено на:

• обеспечение выдачи мощности распределенной (местной) генерации;

• обеспечение внешнего электроснабжения отдельных крупных потребителей (энергоемких промышленных потребителей, электрифицируемых участков железных дорог, перекачивающих станций магистральных нефте- и газопроводов и др.);

• обеспечение надежного питания узлов нагрузки;

• усиление сети для уменьшения влияния сетевых ограничений.

Развитие электрических сетей ЕЭС России будет осуществляться с использованием новых технологий транспорта и распределения электрической энергии. На рассматриваемую перспективу высшим классом напряжения в ЕЭС России останется 1150 кВ для сетей переменного тока и освоенные за рубежом классы напряжений±500, ±600 и ±800 кВ для передач постоянного тока. Основная роль этих электропередач будет заключаться в создании электрического моста Восток-Запад по нескольким направлениям (северное, центральное, южное).

В период 2011-2020 гг. для вовлечения в топливно-энергетический баланс Европейской части страны мощности и электроэнергии ТЭС и ГЭС Сибири рекомендуется сооружение следующих электропередач постоянного тока напряжением ±500 кВ и ±750 кВ:

• электропередача постоянного тока ±750 кВ Сибирь – Урал - Центр,

• электропередача постоянного тока ±750 кВ Урал – Средняя Волга – Центр,

• две электропередачи постоянного тока ±500 кВ от Эвенкийской ГЭС до Тюмени,

• электропередача постоянного тока ±500 кВ Сибирь – Тюмень,

• Перспективно объединение на совместную работу на постоянном токе энергозон Сибири и Дальнего Востока за счет установки на ПС 220 кВ Могоча и ПС 220 кВ Хани вставок постоянного тока мощностью по 500 МВА каждая.

Развитие сетей напряжением 750 кВ предусматривается в Европейской части ЕЭС России, в целях:

• усиления связей между Северо-Западом и Центром;

• выдачи мощности АЭС, сооружаемых в этой зоне (Ленинградской АЭС-2, Калининской АЭС, Тверской АЭС, Ярославской АЭС, Нововоронежской АЭС и Курской АЭС).

Необходимо будет повысить управляемость электрических сетей за счет применения управляемых шунтирующих реакторов, тиристорных статических компенсаторов реактивной мощности, СТАТКОМов, фазоповоротных устройств, объединенных регуляторов перетока мощности, вставок постоянного тока, электромеханических преобразователей, накопителей энергии, автоматизированных подстанций, технологий автоматизированных переключений, интеллектуальных систем противоаварийного управления. Применение этих устройств и технологий позволит повысить управляемость, пропускную способность электрической сети, улучшить качество электрической энергии, повысить надежность и экономичность работы электрических сетей в целом. Должны быть решены задачи полной наблюдаемости ЕЭС и управления электрическими режимами в реальном времени.

Радикальным решением, при технико-экономическом обосновании, может стать повышение управляемости некоторых слабых сечений ЕЭС посредством применения технологий гибких электропередач (технология – FACTS), а также применения в перспективе техники гибридных связей, сочетающих совместную работу электропередач на переменном токе с вставками на постоянном токе.

На объектах электросетевого хозяйства при нарушениях в электрической сети общего назначения, в том числе, при потере электрической связи с сетью общего назначения, должны обеспечиваться:

- электроснабжение собственных нужд, включая систему пожаротушения;

- работоспособность устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики, систем связи, автоматизированных систем технологического управления и телемеханики;

- бесперебойность питания цепей оперативного постоянного тока.

В необходимых случаях для выполнения указанных требований на подстанциях должны использоваться автономные источники электроснабжения.

Сетевые организаций в целях сохранения работоспособности при нарушениях в электрической сети общего назначения должны располагать:

- резервной системой связи;

-автономным источником электроснабжения, обеспечивающим гарантированное электроснабжение технологического комплекса центра управления сетями.

Протяженный характер основной сети ЕЭС предопределил наличие «слабых» межсистемных связей внутри национальной сети, что, как показывает многолетний опыт, не исключает возможности и полезности синхронной работы в настоящем и будущем. Таким образом, электрические сети уже в рассматриваемой перспективе должны обладать рядом свойств:

- доступностью электроснабжения практически для всех жителей страны;

- высокой эффективностью электроснабжения;

- требуемой надежностью и качеством электроэнергии;

- высоким уровнем информационных технологий при управлении электрической сетью;

- гибкостью при интеграции отдельных источников энергии и систем;

- приемом в сеть энергии от самых различных источников генерации;

- экологической чистотой и безопасностью для общества;

- адаптивностью к неопределенности развития генерации и потребления.

В целом, реализация новейших научно-технических разработок приведет к созданию электрических сетей нового поколения (рис.1).

Рис.1. Новые элементы в структуре электрических сетей