Работа энергосистемы в условиях 100%-ой генерации на ВИЭ (ветер, солнце)

На рисунке представлена схема основной сети. На ней нанесены  линии 220-330 кВ, одна линия 750 кВ, узловые подстанции и электростанции. Основу генерации составляют ТЭЦ и ГРЭС.

А теперь представим, что морозной зимней  ночью, при -25С, в полный штиль, происходит выделение энергосистемы на изолированную работу. То есть, происходит отключение всех линий электропередачи, связывающих данную  энергосистему со странами-соседями. Это ультра гипотетическая ситуация. Но представим ее.

В такой ситуации диспетчеры национального диспетчерского центра в РУП «ОДУ» будут действовать в первые же минуты. Будет определена станция — регулятор частоты, будут сбалансированы нагрузки, даны команды на загрузку определенных энергоблоков определенных станций, чтобы не допустить превышение величин допустимых перетоков по межсистемным линиям (линиям, связывающим разные области), не допустить качаний частоты и приготовиться к росту нагрузок утреннего максимума. Будет осуществляться контроль выработки активной и реактивной энергии. И в принципе, поскольку ночь — это минимум нагрузок, следовательно,  отключения потребителей для разгрузки не потребуется, так как они уже по большей части ночью отключены. ТЭЦ будут работать по тепловому графику, вырабатывать тепловую и электрическую энергию. Потребители могут ничего и не почувствовать и энергоснабжение потребителей может осуществляться бесперебойно неограниченное время, с учетом наличия топлиа

А теперь  представим иной ультрагипотетический случай в энергосистеме Беларуси. Представим  энергосистему, где  вместо ТЭЦ и ГРЭС вся южная территория Республики Беларусь покрыта гектарами солнечных электростанций (фотовольтаика), а север и запад страны плотным лесом заставлен ветроэнергетическими установками… А ТЭЦ и ГРЭС в принципе нет, поскольку чисто гипотетически победили «зеленые идеи» и все традиционные источники закрыты или законсервированы, а малочисленные равнинные ГЭС практически ничего зимой и не вырабатывают

И снова те же исходные данные: очень морозная зимняя ночь с абсолютным штилем, -25 С. При таких обстоятельствах фотовольтаика ничего не вырабатывает (а если была завалена снегом, то и днем ничего не вырабатывала), ветропарки стоят с обездвиженными лопастями. Все отопление страны – электрическое, когда электрокотельные греют воду  или непосредственно нагревательные элементы в жилых зданиях. И в этой ситуации страна этой суровой ночью потребляет электроэнергию извне, т.е. от стран соседей.

В ситуации выделения энергосистемы  на изолированную работу отключатся все линии, которые связывают энергосистему  с соседними странами.

В этом случае вся страна сядет на какой-то фантастический  «бесперебойник». Потому что иного варианта нет. Этот «бесперебойник» продержится какое-то время, а потом начнет разряжаться в считанные минуты… Потому что в отсутствии ТЭЦ ему нужно «тянуть» все отопление, которое раньше «тянули» ТЭЦ.  Этот накопитель разряжается и наступает темнота и холод. Останавливается транспорт, электрички, насосы, лифты, связь, наступает полнейший блэкаут и полная остановка всей хозяйственной деятельности. Охлаждаются и замерзают дома, больницы… все здания. Отключается интернет. Продолжает теплиться жизнь только в деревенских домиках, где печи на дровах. И дорабатывают где-нибудь дизель-генераторы особо ответственных потребителей.

Данный гипотетический случай призывает специалистов, советующих «перейти в 20ХХ-ом году на 100%-ю работу на возобновляемых источниках»,  задуматься над вопросом, «а что будет, при выделении на изолированную работу энергосистемы хотя бы 10 ГВт мощностью»? Обычно специалисты приводят в пример работу маленьких изолированных систем (15-20 МВт) со 100%-ой ВИЭ генерацией где-нибудь в тропиках, где не требуется отопление. Но пример страны наших широт должен заставить задуматься более глубоко над вопросом изолированной работы. Из приведенного примера мы видим, что для стран северных широт с отсутствием мощных ГЭС, 100%-я генерация на ветряных и солнечных установках не может обеспечить энергетическую безопасность в ближайшей перспективе.

В качестве постскриптума возник один чисто гипотетический вопрос: Каким должен быть «мегапесперебойник», чтобы вытянуть электро- и теплоснабжение всей страны в течение 5-10 часов или 1-2 суток?

За дальнейшим развитием темы следите на «Энергодиспетчере».