Учитывая стремительное наращивание доли ВИЭ и вывод из эксплуатации традиционных электростанций, Великобритания стала первой в мире страной, которая начала поиск технологий восстановления функционирования энергосистемы после полного или частичного т.н. «блэкаута».

 

В течение первой половины 2019 года была осуществлена ​​оценка теоретических возможностей и моделирования технических характеристик современной и будущей энергосистемы, которая подтвердила возможность использования распределенной генерации, как основы для т.н. «Black start» — то есть запуска энергосистемы после частичного или полного аварийного отключения всех генерирующих мощностей и потребителей.

 

В конце 2018 года британский регулятор энергетического рынка — Ofgem (Office of Gas and Electricity Markets) предоставил из государственного целевого фонда Network Innovation Competition 10,3 миллионов фунтов на реализацию первого в мире исследования возможности полного или частичного восстановления работы энергетической системы с помощью распределенной генерации.

 

Такие меры направлены на подготовку британской энергосистемы к работе в условиях преобладания ВИЭ и отсутствия традиционных средств для рестарта энергосистемы при частичном или полном блэкауте.

 

Исполнителями проекта выступают оператор национальной энергетической системы National Grid, компания Scottish Power Energy Networks (SPEN) и консалтинговая фирма TNEI. Целью работы является исследование и тестирование нового подхода к восстановлению работы энергосистемы через рестарт с помощью распределенной генерации сначала сетей распределения, потом сетей передачи и до восстановления работы крупных электростанций, которые еще могут остаться в национальном энергетическом балансе через 10-15 лет. При этом новая технология должна соответствовать требованиям декарбонизации, децентрализации и эффективного управления с помощью цифровых решений. Проект должен предоставить комплексную концепцию внедрения такой технологии в национальной энергосети Великобритании в марте 2022 года и перечень рекомендаций, которые можно будет использовать для распространения британского опыта в других странах.

 

Главными аспектами, которые учитываются при реализации проекта являются:

1. Технически распределенная генерация в Великобритании готова выступить основой для восстановления энергосистемы и обладает мощностью около 4 ГВт, что достаточно для запуска распределительных сетей 33 кВ как островных систем базовой генерации. В ближайшие годы ожидается удвоение мощности распределенной генерации.

2. Неравномерность размещения распределенной генерации, специфика функционирования и диспетчеризации создают технические сложности, над решением которых необходимо работать в каждом конкретном регионе.

3. Обязательным условием является наличие в каждой островной системе базовой генерации синхронного генератора переменного тока, подключенного к распределительной сети мощностью 33 кВ, с блоком нагрузки для безопасного старта и возможностью контроля частоты и напряжения.

4. Объекты ВИЭ должны быть оснащены инверторами с минимальным уровнем отказа (fault level), на команды диспетчеров должны быть гарантии производителей по их надежности работы и возможности для контроля при наличии альтернативных вариантов настройки этого оборудования.

5. Объекты распределенной генерации должны быть оборудованы устройствами резервного энергоснабжения для безопасного останова.

6. Некоторые объекты распределенной генерации нуждаются в пересмотре требований относительно максимальных уровней выбросов СО2 для эффективной работы в условиях переходных режимов между началом и завершением работы.

7. Нужны новые заземляющие трансформаторы во всех островных системах 33 кВ для обеспечения безопасности эксплуатации сетевых трансформаторов.

8. Необходимо изменить настройки защитных реле или установить дополнительные потребности «black start» на линиях 11 кВ, 33 кВ и 132 кВ.

9. Ключевое значение будет иметь функциональность системы SCADA и ее живучесть в условиях отсутствия энергоснабжения не менее чем в течение 72 часов, а также других телекоммуникационных и контрольных систем.

 

Великобритания демонстрирует системный подход к обеспечению энергоснабжения и устойчивости энергетической системы при существенном изменении структуры генерации за счет увеличения ВИЭ и уменьшения доли традиционных электростанций. Одной из главных задач в современных условиях считается обеспечение возможности запуска энергосистемы при частичном или полном блэкауте. Национальный оператор системы передачи National Grid начал тестирование возможности использования для этого распределенной генерации, что может стать прототипом нового подхода к реализации «black start» и подготовить перечень универсальных требований для любой сети в третьих странах.