"Нам нужна не изоляция, а более сильная ЕЭС": Жакып Хайрушев о блэкауте в Алматы

Эксперт в энергетике и управляющий директор НПП РК "Атамекен" Жакып Хайрушев считает, что отключение двух гидроагрегатов Токтогульской ГЭС могло стать исходным событием аварии 14 августа, однако непосредственную причину погашения Алматы должна установить комиссия. 

Токтогульская ГЭС могла стать спуском

Я бы пока не ставил знак равенства между отключением двух гидроагрегатов Токтогульской ГЭС и последующим погашением Алматинского энергоузла. На сегодняшний день можно достаточно уверенно говорить, что отключение двух гидроагрегатов стало исходным технологическим нарушением. Кыргызская сторона это подтверждает и признаёт, что после этого изменились перетоки мощности и сработала противоаварийная автоматика.

Но дальше начался уже динамический процесс во всей объединённой энергосистеме. Поэтому правильнее говорить так: Токтогульская ГЭС могла стать спусковым событием, после которого возникла цепочка изменений частоты, перетоков, работы автоматики, отключений линий и разделения энергосистемы.

Именно поэтому сравнивать первоначально выпавшие около 600 МВт с конечным объёмом отключённой нагрузки и на основании только этих двух цифр делать вывод о причине блэкаута технически неправильно. Непосредственную причину погашения Алматы должна установить комиссия после восстановления всей последовательности событий буквально по секундам.

Восстановление частоты до 50 Гц не означает окончания аварии

Сначала надо уточнить время. Кыргызская сторона говорит о 15:55 по времени Кыргызстана, это 14:55 по времени Казахстана. Она утверждает, что к этому моменту частота была восстановлена до 50 Гц и Кыргызстан даже выдавал соседним энергосистемам порядка 250 МВт.

Но здесь есть принципиальная техническая деталь. Номинальная частота 50 Гц ещё не означает, что вся объединённая энергосистема находится в нормальном режиме. Частота прежде всего характеризует баланс активной мощности внутри конкретной синхронно работающей части системы. После крупного возмущения схема уже могла измениться. Какие-то линии могли быть отключены, потоки мощности перераспределены, отдельные сечения могли работать близко к максимально допустимым перетокам.

Поэтому вполне возможна ситуация, когда частота уже восстановлена до 50 Гц, но сетевой режим остаётся тяжёлым. Кроме того, сначала надо установить, к какой именно электрически связанной части системы относилось измерение 50 Гц. Если энергосистема к тому времени уже разделилась, в разных образовавшихся островах могли быть совершенно разные режимы.

Поэтому я бы не исходил из предположения, что раз частота достигла 50 Гц, то авария к этому моменту закончилась. Это необходимо доказать по реальной топологии сети, перетокам и осциллограммам.

Комиссия должна восстановить последовательность событий

На мой взгляд, здесь вообще нет необходимости спорить версиями. Современная энергетика практически полностью записывает подобные события. Комиссия должна сформировать единую временную шкалу Казахстана, Кыргызстана, Узбекистана и других затронутых энергосистем.

Нужно посмотреть частоту в ключевых узлах, активную и реактивную мощность, напряжение на шинах 500 и 220 кВ, межгосударственные перетоки, переток по транзиту Север–Восток–Юг, состояние выключателей, последовательность отключения гидроагрегатов и линий, осциллограммы РЗА и противоаварийной автоматики, работу АЧР и САОН, реакцию систем автоматического регулирования генераторов, а также фактически доступный первичный и вторичный резерв.

Особенно важны первые секунды. Не только сколько мегаватт изменилось, но и с какой скоростью менялся переток. В имеющейся оперативной информации Казахстана указано, что произошёл значительный аварийный дисбаланс со стороны ОЭС Центральной Азии с набросом мощности на транзит Север–Восток–Юг, после чего произошло его аварийное разделение.

Теперь необходимо установить физику перехода от первого события к этому результату. После синхронизации данных станет понятно, что произошло первым, как изменились частота и перетоки, на каком этапе система вышла за допустимый режим и какие отключения были следствием, а какие уже стали самостоятельными факторами дальнейшего развития аварии.

Казахстану нужна не изоляция, а более сильная ЕЭС

Южная зона Казахстана энергодефицитна, тесно связана с ОЭС Центральной Азии и при этом получает значительный объём мощности с Севера Казахстана по протяжённому транзиту 500 кВ Север–Восток–Юг.

Получается достаточно сложная конструкция. При серьёзном небалансе в Центральной Азии он практически мгновенно отражается на перетоках внутри Казахстана. Но решение в виде простой изоляции от соседей я считаю неправильным.

Большая синхронная энергосистема в нормальном режиме даёт дополнительную устойчивость, инерцию и возможность взаимной поддержки. Если отделиться, весь баланс, резерв и регулирование придётся обеспечивать самостоятельно. Для Южной зоны при существующем дефиците собственной генерации это может даже усложнить задачу. Поэтому нам нужна не изоляция, а более сильная собственная ЕЭС.

Казахстан должен иметь достаточно собственной генерации и регулирующего резерва, чтобы самостоятельно обеспечить своих потребителей при тяжёлом внешнем возмущении. А межсистемные связи должны быть дополнительным инструментом надёжности и торговли, а не условием, без которого невозможно пройти нормальный режим.

Это особенно актуально сейчас, когда Казахстан сам в отдельные периоды использует существенные перетоки из российской энергосистемы, а летом часть собственной генерации выведена в ремонты перед ОЗП.

Принцип параллельной работы пересматривать не нужно

Сам принцип я бы не пересматривал. Параллельная работа выгодна всем странам региона. Она позволяет взаимно поддерживать частоту, использовать резервы, обмениваться электроэнергией и эффективнее проходить аварийные режимы. Но после события 14 августа необходимо пересмотреть технические параметры этой работы.

Нужно чётко понимать, какой аварийный небаланс Казахстан способен принять без угрозы для собственной устойчивости, какие межсистемные перетоки допустимы в различных схемах, какой резерв обязана иметь каждая сторона и где проходит граница, после которой нарушение должно локализоваться.

Проект усиления Южной зоны уже предусматривает строительство ВЛ 500 кВ Шу–Жамбыл и Жамбыл–Шымкент и модернизацию соответствующих подстанций. KEGOC прямо указывает, что цель проекта заключается в повышении надёжности электроснабжения Южной зоны и усилении связей внутри неё. То есть проблема ограниченности существующей сетевой конфигурации известна и уже решается.

В целом подход должен быть прагматичным. Центральная Азия объективно взаимозависима. Нам не нужно разрушать эти связи, нам нужно минимизировать критические односторонние зависимости. Взаимопомощь должна продолжаться, но надёжность электроснабжения собственных граждан и экономики для Казахстана должна оставаться первым условием.

АЭС поможет, но не станет аварийным резервом

АЭС в районе Улкена серьёзно изменит баланс Южной зоны. Сегодня юг испытывает дефицит мощностей, и значительная часть электроэнергии передаётся туда с Севера. Появление крупной генерации непосредственно в южной части страны уменьшит этот переток и соответственно создаст дополнительный запас по транзиту Север–Юг. Это существенный системный эффект.

Но АЭС не является аварийным резервом. Если два атомных блока уже работают на номинальной мощности, они не смогут при внешнем дефиците мгновенно добавить ещё несколько сотен мегаватт. Более того, блок порядка 1200 МВт сам становится крупнейшим единичным расчётным возмущением для ЕЭС Казахстана. Система должна заранее быть способна пережить его мгновенную потерю.

Поэтому строить АЭС нужно одновременно с усилением сетей, развитием регулируемой генерации, созданием быстродействующих резервов, накопителями там, где они экономически и технически оправданы, и модернизацией противоаварийной автоматики. И особенно важны современные САР электростанций.

При внезапном небалансе первые секунды определяют дальнейшее развитие событий. Генерация должна автоматически реагировать на изменение частоты и мощности. Поэтому модернизация САР действующих турбоагрегатов является не внутренним вопросом отдельных станций, а элементом системной надёжности всей ЕЭС.

Алматы нужен отдельный энергетический стресс-тест

Я бы не начинал с заявления, что теперь нужно срочно переделывать всю систему. Сначала необходимо профессионально закончить расследование. Но стратегические направления понятны уже сейчас.

Югу нужна дополнительная собственная генерация. Необходимо ускорять усиление транзита Север–Юг. Нужен реальный, физически доступный первичный и вторичный резерв. Необходимо модернизировать САР действующих электростанций и после получения результатов расследования перепроверить алгоритмы межсистемной противоаварийной автоматики на фактическом сценарии 14 августа.

Отдельный вопрос касается Алматы. Крупная авария в магистральной энергосистеме может привести к отключению внешнего электроснабжения города. Но она не должна одновременно выводить из работы всю критически важную инфраструктуру. После 14 августа, на мой взгляд, необходимо провести отдельный энергетический стресс-тест Алматы.

Нужно проверить не наличие дизель-генераторов в документах, а реальную способность метро, водоснабжения, связи, больниц, управления дорожным движением и других критических объектов автономно работать при отсутствии внешнего питания в течение нескольких часов. Также необходимо учитывать сезонность. Летом идёт основная ремонтная кампания перед ОЗП, часть генерации временно находится вне сети. Поэтому именно в этот период запас регулирующей мощности может быть ограничен.

В конечном счёте событие 14 августа нельзя объяснять одной причиной. Два гидроагрегата Токтогульской ГЭС могли стать исходным возмущением. Но масштаб последствий уже определялся состоянием всей объединённой системы, величиной возникшего небаланса, загрузкой транзитов, наличием резервов, реакцией генерации и работой автоматики.

Поэтому главный вывод для Казахстана я вижу не в том, чтобы меньше взаимодействовать с соседями, а нам нужна ЕЭС с таким запасом прочности, чтобы крупная авария у нас или в соседней стране оставалась тяжёлым, но расчётным и управляемым событием, которое не должно приводить к остановке жизненно важной инфраструктуры и массовому отключению наших потребителей.