Системный оператор и РНК СИГРЭ обсудили проблемы развития малой и распределенной генерации на конференции Russia Power 2014

5 марта в Москве в рамках конференции и выставки Russia Power 2014 прошел круглый стол «Интеграция в электроэнергетическую систему объектов малой генерации», организованный ОАО «Системный оператор Единой энергетической системы» и Российским национальным комитетом Международного Совета по большим электрическим системам высокого напряжения» (РНК СИГРЭ).

В мероприятии приняли участие российские и зарубежные специалисты, эксперты и представители научного сообщества. Системный оператор представляли доктор технических наук, доцент кафедры «Автоматизированные электрические системы» Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина (УрФУ), советник директора ОАО «СО ЕЭС» Петр Ерохин и доктор технических наук, начальник департамента технического регулирования ОАО «СО ЕЭС», член Технического комитета РНК СИГРЭ Юрий Кучеров.

Целью мероприятия стало определение приоритетных задач, решение которых позволит объектам малой и распределенной генерации эффективно функционировать в Единой энергосистеме России, не нарушая ее безопасности и надежной работы. В ходе круглого стола проанализирован отечественный и зарубежный опыт развития малой генерации и ее интеграции в энергосистемы. Участники обсудили перспективы развития малой генерации в России, связанные с этим научно-технические задачи, особенности работы энергосистем с объектами малой генерации, а также вопросы подготовки профессионалов для качественной эксплуатации таких объектов.

К распределенной генерации относятся объекты малой установленной мощности, в том числе с использованием возобновляемых энергоресурсов: турбины внутреннего сгорания, ветроустановки, фотоэлектрические установки (солнечные батареи), электростанции на биомассе, микротурбины, накопители электроэнергии и другое энергооборудование. Одной из сфер применения распределенной генерации является удовлетворение потребности в электроэнергии в удаленных энергорайонах. В соответствии с критериями СИГРЭ, распределенной генерацией называют генерацию, присоединенную к распределительной сети на среднем (до 30 кВ) и низком (менее 1 кВ) напряжении.

Петр Ерохин отметил, что в России, как и в других странах, наблюдается устойчивая тенденция строительства объектов генерации малой мощности потребителями для нужд собственного производства с их подключением через собственную электрическую сеть к распределительным сетям общего пользования. В России такие установки в основном работают на газе или жидком топливе, в то время как за рубежом чаще используются возобновляемые источники энергии (ВИЭ). По словам Советника директора ОАО «СО ЕЭС», в России существует большой потенциал для малой и распределенной генерации. «В нашей стране много малонаселенных территорий, изолированных от централизованного электроснабжения. В этих районах развитие малой генерации особенно актуально. При наличии природных условий экономически оправданным может также стать развитие возобновляемой энергетики», – подчеркнул Петр Ерохин.

Одним из перспективных направлений развития малой энергетики может стать когенерация — комбинированная выработка электричества и тепла, широко применяемая в традиционной энергетике, отметил Петр Ерохин. Модернизация существующих котельных до когенерационных агрегатов способна повысить эффективность энергетических установок, позволит обеспечивать максимально выгодное тепло- и электроснабжение потребителей, а также снизить затраты на строительство новых сетей в ряде регионов России, подчеркнул он.

Вместе с тем, по словам Петра Ерохина, расширение малой генерации, в особенности возобновляемой, создает сложности в управлении электроэнергетическим режимом энергосистемы и поддержании ее системной надежности, поскольку работа таких объектов гораздо менее стабильна, чем традиционных источников тепловой, атомной и гидрогенерации. В связи с этим в настоящее время в России требуется разработка концепции и стандартов интеграции малой генерации в энергосистему.

По словам доктора технических наук, заведующего кафедрой «Автоматизированные электрические системы» Уральского энергетического института УрФУ Андрея Паздерина, в России перспективными для развития малой генерации на базе ВИЭ, являются Волгоградская, Мурманская, Новосибирская области, Краснодарский и Приморский края. В целом по ЕЭС России возобновляемые источники энергии обеспечивают лишь 0,6% потребности в электроэнергии. Слабое развитие генерации на ВИЭ во многом обусловлено низкой инвестиционной привлекательностью.

Юрий Кучеров представил анализ зарубежного опыта развития распределенной генерации и условий ее работы в составе энергосистемы, проведенный на основе деятельности профильного Исследовательского комитета СИГРЭ С6 «Системы распределения электроэнергии и распределенная генерация». Среди общемировых тенденций он назвал рост суммарной установленной мощности источников распределенной генерации в энергосистемах развитых стран, увеличение установленной мощности единичного оборудования ветровых электростанций, развитие крупных ветропарков и солнечных электростанций. Юрий Кучеров познакомил участников круглого стола с появившейся за рубежом новой областью применения источников распределенной генерации — проектах СмартСити. В рамках таких проектов развиваются генерирующие комплексы нового типа, объединяющие разнотипные источники распределенной генерации и накопители электрической и тепловой энергии. В создании и отработке условий эксплуатации таких комплексов в составе энергосистем участвуют десятки энергетических, инжиниринговых, научных и учебных центров. Проекты СмартСити координируются властными структурами.

За рубежом активно развивается стандартизация технических требований по вопросам интеграции источников распределенной генерации в энергосистему. Юрий Кучеров подчеркнул, что развитие распределенной генерации оказывает все большее воздействие на режимы работы энергосистем и требует применения четких технических требований к работе таких генерирующих объектов в составе энергосистемы. Кроме того, расширение распределенной генерации влияет на функционал системных и сетевых операторов, формируя новые условия наблюдения энергообъектов и управления энергосистемами, а также, в случае с возобновляемыми источниками, — требование наличия больших резервов мощности для стабильной и непрерывной работы энергосистемы. В связи с этим в энергосистемах формируются новые объекты управления, такие как «виртуальные электростанции», «микроэнергосистемы», «мульти-микроэнергосистемы» и др.

Кроме того, Юрий Кучеров отметил, что, по данным СИГРЭ, в ряде стран в последние годы назревает конфликт интересов между традиционной и распределенной генерацией на базе ВИЭ. Противоречия связаны с государственным дотированием возобновляемых источников энергии, что влияет на перераспределение доходов генерирующих и сетевых энергокомпаний.

Введение больших объемов малой генерации требует подготовки квалифицированных кадров для проектирования и эксплуатации таких энергообъектов. Представители Российского национального комитета СИГРЭ заявили о необходимости развития исследовательских и образовательных компетенций вузов в области малой энергетики в том числе с помощью механизма размещения научно-исследовательских работ, разработанного РНК СИГРЭ в 2013 году.

По итогам работы круглого стола сформулирован ряд задач, которые предстоит решить научно-техническому сообществу в связи с развитием малой генерации в России. В их числе:

• изучение мирового опыта моделирования и разработка собственных моделей первичных двигателей малой генерации (газо-поршневых, газотурбинных, парогазовых установок) и их систем управления;
• исследование поведения установок малой генерации при возмущениях во внешней сети, определение способности оборудования оставаться в работе при таких возмущениях, а также определение требований к системам управления, повышающим устойчивость установок малой генерации;
• исследование влияния малой генерации на статическую и динамическую устойчивость энергосистемы;
• исследование способов применения новых технологий (накопители энергии, полупроводниковая техника, асинхронизированные синхронные генераторы, частотно-регулируемый привод и др.) для повышения устойчивости малой генерации;
• исследование возможностей автономной работы установок малой генерации и формирование требований к системам управления малой генерации для обеспечения такой работы;
• исследование, включая изучение зарубежного опыта, возможностей управления автономными энергосистемами с большой долей возобновляемой генерации — ветра и солнца.

Руководитель подкомитета РНК СИГРЭ по тематическому направлению C6 «Системы распределения электроэнергии и распределенная генерация», кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры «Автоматизированные электрические системы» УрФУ Павел Чусовитин ознакомил участников мероприятия с задачами и планом работы подкомитета C6 РНК СИГРЭ на 2014 год. Он отметил, что план сформирован с учетом обсужденных в ходе круглого стола задач, связанных с развитием малой генерации в России.

С материалами круглого стола «Интеграция в электроэнергетическую систему объектов малой генерации» можно ознакомиться на сайте РНК СИГРЭ: http://www.cigre.ru/research_commitets/ik/C6/.