CC BY
11
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА СИЛ И СРЕДСТВ ПРИВЛЕКАЕМЫХ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ, СВЯЗАННОЙ С НАРУШЕНИЯМИ В СИСТЕМЕ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
А.И. Ситников,
Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж,
А.И. Мирошниченко, ГУ МЧС России по республике Крым
В последние десятилетие в энергосистемах ряда развитых стран произошло несколько крупных системных аварий. Для России проблема электроснабжения больших городов имеет особую значимость, поскольку часть ее территории находится в суровых климатических зонах. Пиковые нагрузки приходятся на зимний период, когда выживание людей и функционирование промышленных предприятий определяется электро- и теплоснабжением. Следует особо отметить, что и теплоснабжение населенных пунктов также зависит от электроснабжения, поскольку осуществляется от большого количества электрокотельных. Причем котельные на твердом топливе также зависят от снабжения их электричеством.
В частности, системное развитие аварии в Москве, начавшееся с локального возмущения (повреждения трансформатора тока на подстанции Чагино), привело к потере генерации более чем десяти электростанций Московской и Тульской энергосистем с прекращением электроснабжения огромного количества потребителей, в том числе и потребителей системы жизнеобеспечения Москвы. Энергетическая катастрофа в Крыму.
Большой экономический, политический и социальный ущерб от системных аварий обусловил необходимость разработки дополнительных мероприятий по предотвращению развития аварии после локального возмущения в системе электроснабжения.
Наиболее остро вопросы предотвращения развития аварий стоят перед системами электроснабжения крупных городов (мегаполисов) - специфическими центрами потребления электроэнергии. Это региональные столицы и промышленные центры с энергоемким производством. Здесь расположены органы власти, происходит концентрация финансового, торгового и промышленного потенциалов, увеличение численности населения, быстрый рост электропотребления социально-бытового сектора, вырастают транспортные потоки.
Вместе с тем обнаруживаются проблемы, связанные, в первую очередь, с обеспечением надежного электроснабжения подобных агломераций в результате растущей зависимости функционирования систем управления и жизнеобеспечения от надежности систем внутреннего и внешнего электроснабжения. Это обусловлено как усложнением самих систем управления, связи, жизнеобеспечения и безопасности крупного города, так и общим ростом электропотребления, который все более покрывается за счет импорта электроэнергии.
Крупный город представляется заложником надежности функционирования системы электроснабжения. Высокая аварийность и отказы оборудования подстанций, ограниченная пропускная способность линий распределительных сетей 110-220 кВ, недостаточность местных резервов генерации определяют высокую степень риска внезапного нарушения электроснабжения мегаполиса с последующим развитием аварии и остановом систем жизнеобеспечения.
Аварийные изменения по какой-либо причине баланса мощности энергорайона, вызывают, например, короткие замыкании (КЗ), ошибочные действия персонала при проведении переключений и другие причины, обуславливающие ослабление или потерю электрической связи энергорайона с единой энергосистемой. При ослаблении связи возникает перегрузка оставшихся линий связи, глубокое снижение напряжения в узлах энергорайона. При потере связи в отделившемся энергорайоне может возникнуть дефицит мощности (как реактивной, так и активной), вызывающий глубокие снижения напряжения и частоты. В том и другом случае возникшее возмущение может закончиться лавиной напряжения или частоты и привести к массовому отключению потребителей и останову электростанций района.
Основные проблемы энергоснабжения городов связаны с живучестью и безопасностью. Под живучестью понимается способность системы энергоснабжения противостоять массовым отключениям потребителей на большой территории и на длительное время. Актуальным является также и безопасность, характеризующаяся экологической, социальной и техногенной защищенностью населения и окружающей среды.
По мнению некоторых специалистов, рассматриваемая проблема до 2030 года может трансформироваться в связи с тем, что в России «...рост душевой обеспеченности жильем и автомобилями, дальнейший прогресс информационных технологий, расширяющих возможность работы на дому, и наличие свободных земель изменит тип расселения людей. Их концентрация в крупных городах сменится коттеджным расселением на больших окрестных территориях с размещением в прежних городах способами точечной застройки преимущественно госучреждений, офисов, компаний, гостиниц, культурных и финансовых организаций. В РФ на основе современных городов-миллионников сложится до десятка таких агломераций (Московская агломерация может достигнуть численности 25—30 млн чел.). Наряду с этим появятся города с населением 100—200 тыс. чел. в районах размещения новой индустрии, но исчезнут многие старые мелкие города и поселки городского типа (ПГТ)». Следует заметить, что концепция рассредоточенной застройки городов была принята еще в советское время и интенсивно реализуется в новых условиях [1].
Учитывая природно-климатические условия России, достаточное разнообразие регионов в экономическом, социальном и энергетическом плане, такие требования должны быть значительно более жесткими в сравнении с зарубежными, которые к тому же, как показывает практика, имеют существенные изъяны. На стадии планирования допустимых режимов следует принимать во
внимание более тяжелые расчетные возмущения (потеря подстанции, электростанции, кабельного коллектора и т.п.) [2].
Поэтому проблема надежного энергоснабжения современных крупных городов, а также мегаполисов в перспективе требует повышенного внимания.
Список использованной литературы
1. Концепция надежности в электроэнергетике. — М.: РАО «ЕЭС России», 2004. — 48 с.
2. Электроэнергетика России 2030: целевое видение. / Под общ. ред. Б.Ф. Вайнзихера. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2008. — 360 с.
3. Королев Д.С., Калач А.В. Категорирование помещений на основе дескрипторов и метода нейронных сетей / Д.С. Королев, А.В. Калач // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2015. № 5. - С. 210-213.
