Андрій Стасевський, директор Запоріжжяобленерго

 

Внаслідок ударів, завданих ворогом по генерації України, станом на зараз в енергосистемі не залишилось жодної теплової електростанції, яка б не була пошкоджена або повністю зруйнована. Традиційно ТЕС виробляли близько 30% електроенергії, зараз же їхня частка ледь сягає 5%. Відбулося значне руйнування трансформаторів високої напруги. Зазнала великих втрат і гідроенергетика, два об’єкти зупинені. Гідроелектростанції хоча і постраждали, але все ж зберегли працездатність і продовжують виробляти енергію. Сьогодні також дуже рятують сонячні станції, яких свого часу побудували навіть із надлишками. Колись, за нормальних умов роботи енергосистеми, їх доводилося обмежувати у видачі потужності в мережу. Тепер вся ця потужність в системі споживається і дозволяє дещо пом’якшити наслідки ворожих обстрілів. За нинішніх умов, дуже важливим фактором став імпорт енергії з сусідніх країн. Поточні можливості дозволяють отримувати з європейської енергосистеми до 1,7 гігавата потужності і уряд веде перемовини аби збільшити імпорт до понад двох гігават. Це дає змогу, принаймні частково, покривати нестачу енергії. Втім, повністю компенсувати дефіцит енергії за рахунок імпорту неможливо.

Перед енергетиками стоїть складне завдання в частині швидкого відновлення та формування моделі мереж, стійкої до воєнних ризиків. Ймовірно, люди ще до кінця не усвідомили наслідки, адже світло зникає ненадовго. В першу чергу, це завдяки ремонтним бригадам енергетиків, які цілодобово працюють, відновлюючи пошкоджені мережі, особливо на територіях, близьких до лінії бойових дій.  Ми, енергетики, чудово розуміємо: навіть якщо вдасться успішно пройти через пікові навантаження влітку, перед країною реально постане ризик дефіциту потужності в наступний опалювальний сезон.

Вирішуючи проблему руйнувань в енергосистемі, отримуємо перспективу відбудови на нових безпекових принципах децентралізації, нових технологічних рішеннях та оновленому обладнанні. Це завдання потребує повної зміни підходів та перегляду перспективних планів розвитку мереж, змінюючи стимулюючий тариф з інвестицій в мережі високої напруги на лінії середнього та низького класу напруги із врахуванням потенціалу будівництва нової розподіленої генерації.

Знищення застарілої радянської генерації відкриває для України шлях для надшвидкого зростання розосередженої генерації. Нові виклики штовхають нас до необхідності будувати "розумні мережі", які, з одного боку, дозволять відновити втрачені потужності маневрової генерації, з іншого – перейти до концепції розвитку мереж низької напруги на балансі операторів систем розподілу (ОСР).

В цій новій реальності основна функція передачі електроенергії буде покладена на ОСР, тобто на обленерго. Такий підхід одночасно стане захистом від російських обстрілів – сьогодні вони ледве збирають ракети на обстріли десятків великих об'єктів енергетичної інфраструктури. Атака на тисячі об'єктів, керованих в режимі Smart Grid, стане нереальним завданням.

Втрата понад 9 ГВт потужності

Варто визнати, з весни 2024 року ми живемо в новій реальності. Внаслідок руйнувань Об'єднана енергосистема (ОЕС) втратила більше 9 ГВт маневрової потужності. Це важка втрата. Маневрова генерація працює як свого роду "перемикач" для ОЕС і дозволяє балансувати енергосистему, яка без цього резерву залишається дуже нестабільною. Половину сьогоднішньої електроенергії виробляє Енергоатом, але АЕС неможливо так швидко вмикати/вимикати, як теплові чи гідроелектростанції. Який є вихід?

Розподілена генерація

Маємо два рішення. Перше – велика кількість газопоршневих станцій та газотурбінних установок (ГТУ), що працюють на газі, біоТЕЦ на щепі чи твердих побутових відходах. Сотні таких мініелектростанцій, розкиданих по країні, забезпечать стабільне покриття потреб в електриці у зоні розподілу поруч з таким об’єктом генерації, чи утворить малі розподільчі острови. Прикладом може бути дачний кооператив, який на прилеглій території встановив генератор та/або сонячні панелі з системами накопичення енергії, які, відповідно, покривають спершу потреби самого кооперативу, а надлишок електрики видають у зовнішню мережу.

Газопоршневі установки можливо розмістити в межах населених пунктів на таких об’єктах, як котельні. Вони в режимі когенераціі дають об’єм електроенергії, достатній для декількох багатоповерхових будинків, та одночасно покривають потреби в теплозабезпеченні.

Також це можуть робити і газовидобувні компанії, які мають достатній ресурс. Насамперед, найбільша з них – Укргазвидобування, чиї об'єкти розміщені, зокрема, в тій самій Харківській області, мешканці якої потерпають від постійних відключень. Голова правління НАК Нафтогаз України Олексій Чернишов заявляв в інтерв'ю, що готовий надати ресурси Групи Нафтогаз для установки ГТУ та надати необхідний обсяг газу для цих установок. Це обнадійливо, головне, щоб своєчасно було доставлене та змонтоване необхідне обладнання.

Другий рішення – ВДЕ. Вітрові та сонячні та станції, дійсно, зараз допомагають. Але ВЕС не так багато, більшість їх лишилась на тимчасово окупованій території, а СЕС – працюють вдень, залежать від погоди і не закривають вечірні максимуми, коли в енергосистемі найбільший дефіцит через пікове споживання електрики. Цієї проблеми не було б, якби свого часу сонячні станції ставили технічно  правильно із комплектуванням системами накопичення енергії, які акумулювали б профіцит електрики і віддавали у вечірні дефіцитні години.

"Батарейки"

Більшість СЕС домогосподарств будуються з використанням найдешевших інверторів і сонячних панелей і без систем накопичення, тобто без "батарейок". Така генеруюча установка працює тільки тоді, коли є опорна сонячна напруга, під яку мережевий інвертор налаштовується і видає майже все в зовнішню мережу з високою напругою. Це призводить до великих втрат електроенергії.

Ввечері постає необхідність віялових відключень, щоб збалансувати систему. Якщо ж СЕС стоятимуть з системами накопичення, то вироблену вдень електричну "сонячну" енергію, збережену в "батарейках", можна використовувати і під час пікових навантажень ввечері для покриття дефіциту.

"Розумні мережі" ОСР

Якщо встановити достатню кількість газотурбінних установок в країні та перелаштувати ВДЕ на роботу цілодобово, то енергетики зможуть своїми силами забезпечити стабільне електропостачання, звівши ризики наслідків ворожих обстрілів до мінімуму. Для цього потрібно перейти до системи "розумних мереж" – Smart Grid.

Що таке Smart Grid? Це майже повністю автоматизована система безперебійного енергопостачання, яка знаходиться на балансі місцевих обленерго (ОСР).

Для компенсації втрати 9 ГВт генерації, нова концепція розподіленої генерації передбачає перспективний план розвитку мереж низької та середньої напруги, поєднання "мікроостровів". Це забезпечує формування значної кількості локальних мікромереж, для яких важливим є створення "розумних систем" автоматизованого обліку на балансі ОСР.

Таким чином, енергетичний мікс "зеленого переходу" матиме основу в значному збільшенні кількості побутових систем генерації СЕС/ВЕС із системами накопичення. Ми отримаємо більш потужну генерацію, яка буде маневровою та зможе балансувати частоту і перетоки на всіх рівнях потужності.

На сьогодні, тимчасові схеми видачі та транзиту базуються на 110 МВт потужності. Саме від такого значення треба відштовхуватись, плануючи розвиток електросистеми. "Розумні мережі", які регулюють енергетичні "мікроострови", що сконцентровані навколо об'єктів розосередженої генерації та локальних споживачів, дають поштовх розвитку мереж низької напруги загалом.  

Процес почався

Наразі АТ "Українські розподільні мережі", яке управляє державними пакетами акцій семи обленерго, зокрема ПАТ "Запоріжжяобленерго", вже працює над пілотними проєктами з іноземними інвестиціями по автоматизації високовольтних підстанцій Групи. Вони спрямовані на

• впровадження системи управління активами для моніторингу та аналізу їхньої продуктивності у реальному часі, виявлення слабких місць або потенційних проблем,
• обслуговування активів мережі та їхнє зв'язування з відповідними системами, визначення тривалості життя активу та виконання прогнозних дій з обслуговування,
• здійснення дистанційного моніторингу активів мережі за допомогою IoT,
• створення структури контрольного центру SCADA та центру розподілу навантаження,
• збільшення рівнів моніторингу і контролю в електромережах,
• створення системи сповіщення про відключення, інтегрованої з основними бізнес-процесами компанії,
• встановлення прямого зв’язку з клієнтами із використанням соцмереж, месенджерів і застосунків,
• впровадження системи управління розподіленими енергетичними ресурсами (DERMS).

Реалізація нової концепції функціонування енергосистеми дозволить вирішити як стратегічні задачі розвитку України, так і поточну необхідність убезпечення від російських обстрілів. Немає сенсу витрачати "калібри" на об'єкти розосередженої генерації , щоб знеструмити якесь селище - це надто дорого. Таким чином, Smart Grid дозволить не тільки знизити ризики для ОЕС, але й вивільнити ресурси нашої ППО.