Участие электростанций в НПРЧ обеспечило стабильную работу ЕЭС РФ при существенном небалансе мощности из-за аварии

Системный оператор провел анализ работы электростанций, участвующих в нормированном первичном регулировании частоты (НПРЧ) в рамках рынка системных услуг, при существенном нарушении баланса мощности в ЕЭС России вследствие аварии 6 мая 2020 года. Работа генерирующего оборудования в соответствии с требованиями стандартов, определяющими нормы участия в НПРЧ, позволила обеспечить гарантированное качество первичного регулирования частоты для удержания ее отклонений в допустимых пределах и стабильную работу ЕЭС России.

6 мая в Тюменской энергосистеме из-за отказа коммутационного оборудования произошло одностороннее отключение ВЛ 500 кВ, при этом для ликвидации угрозы повреждения оборудования и в целях предотвращения дальнейшего развития аварии действием автоматических технологических защит произведена разгрузка энергоблоков Сургутской ГРЭС-2. В результате отключения энергоблоков объем генерации в ЕЭС России уменьшился на 1917 МВт, что привело к снижению частоты в Единой энергосистеме. Ее минимальное значение составило 49,899 Гц.

Частота является важнейшим показателем качества электроэнергии и параметром режима энергосистемы. Регулирование частоты электрического тока в ЕЭС России осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ Р 55890-2013 «Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Оперативно-диспетчерское управление. Регулирование частоты и перетоков активной мощности. Нормы и требования». Согласно ГОСТ, в первой синхронной зоне ЕЭС России должно быть обеспечено поддержание усредненных на 20-секундном временном интервале значений частоты в пределах 50,00±0,05 Гц. При этом на время не более 15 минут допускается отклонение частоты до ±0,2 Гц с последующим восстановлением до нормативного уровня.

Услуги по нормированному первичному регулированию частоты – один из видов услуг по обеспечению системной надежности в рамках рынка системных услуг. Задача НПРЧ состоит в обеспечении гарантированного качества первичного регулирования частоты для удержания ее отклонений в допустимых пределах при возникновении небаланса мощности в любой части энергосистемы. НПРЧ осуществляется системами автоматического регулирования частоты и активной мощности электростанций. До запуска в начале 2011 года в России рынка системных услуг НПРЧ в отечественной электроэнергетике не использовалось.

Первичное регулирование ограничивает отклонения частоты непосредственно после возникновения небалансов в целях недопущения развития аварийной ситуации. Генерирующие компании – исполнители услуг НПРЧ в ЕЭС России определяются в ходе конкурентного отбора, проводимого Системным оператором два раза в год. При возникновении небаланса активной мощности в энергосистеме восстановление и поддержание частоты в допустимых пределах осуществляется благодаря точности планирования размещения резервов первичного регулирования и является важной составляющей обеспечения надежности ЕЭС России.

6 мая при возникновении в Единой энергосистеме существенного небаланса мощности осуществлялись как общее первичное регулирование частоты, выполняемое всеми электростанциями ЕЭС России по мере возможности, так и НПРЧ, которое обеспечивалось 41 единицей генерирующего оборудования – 36 тепловыми энергоблоками и 5 гидроагрегатами. Снижение частоты потребовало мобилизации размещенных Системным оператором первичных резервов на величину 414 МВт. До возникновения небаланса суммарная фактическая нагрузка генерирующего оборудования, задействованного в НПРЧ, составляла 8341 МВт, а через 30 секунд после возникновения небаланса эта величина составила уже 8772 МВт. Суммарная максимальная мощность, выданная в сеть для нормированного первичного регулирования, составила 431 МВт.

Результаты проведенного Системным оператором анализа работы электростанций, участвующих в НПРЧ, подтвердили соответствие фактических режимов работы систем регулирования генерирующего оборудования, на которых в момент нарушения размещались резервы первичного регулирования, требованиям стандартов, определяющих нормы участия оборудования электростанций в НПРЧ. Энергоблоки и гидроагрегаты, участвующие в НПРЧ после отключения генерирующего оборудования Сургутской ГРЭС-2, как при возникновении небаланса, так и при работе в следящем режиме работали в соответствии с установленными требованиями. Это позволило обеспечить гарантированное качество первичного регулирования частоты для удержания ее отклонений в допустимых пределах и стало одним из важнейших факторов предотвращения возникновения и развития нарушения нормального режима работы Единой энергосистемы.

В рамках деловых процессов рынка услуг по обеспечению системной надежности Системным оператором осуществляется постоянный автоматизированный контроль качества участия генерирующего оборудования в НПРЧ, основанный на математических методах анализа телеметрической информации. Это позволяет обеспечивать постоянную высокую готовность резервов первичного регулирования.