Масштабные электрические аварии и энергетическая безопасность Украины

Невежество тоже аргумент,
но не стоит им злоупотреблять.

Кулуарная «мудрость»

Едва к понедельнику было возобновлено энергоснабжение 505 обесточенных в результате снегопадов населенных пунктов, как в тот же день еще 38 населенных пунктов на востоке страны оказались в аналогичной ситуации. Увы, подобное в энергоснабжении потребителей Украины повторяется из года в год. И всякий раз масштабы энергокатастроф усугубляются. Причем эта тенденция характерна не только для Украины.

Ежегодно в мощных энергосистемах происходит в среднем десять аварий с отключением примерно 10 тыс. потребителей. Аварийные отключения порядка 100 тыс. потребителей случаются два-три раза в год, а около миллиона — от трех до пяти раз в течение каждого десятилетия. Самые крупные аварии, в результате которых без электричества остается более 10 млн. человек, повторяются каждые 20—30 лет. Эти цифры свидетельствуют о том, что отнюдь не все благополучно в мировом электрическом королевстве.

Попытаемся выяснить главные причины повторяющихся в разных странах, включая самые развитые, каскадных системных аварий и определить возможные пути их предотвращения или хотя бы локализации в Украине.

Стандарты и контроль

Нарастающая масштабность и повторяемость аварий свидетельствуют о том, что недостаточно глубоко проанализированы причины их возникновения, предпринимаемые для их предотвращения меры малоэффективны. Поэтому назрела принципиальная необходимость в изменении методик расследования подобных аварий, их унификации и определении мировых стандартов надежности, в объединении самых опытных специалистов в одну команду. Не менее важно проводить расследования масштабных обесточиваний даже национального характера специальными комиссиями высокопрофессиональных независимых экспертов. Проще говоря, общество должно взять подобные процессы под международный контроль.

Такие расследования вполне могут проводиться под эгидой CIGRE — международной организации специалистов по системам высоких напряжений, включающей около 90 стран. Это своего рода аналог МАГАТЭ — «по электрическим делам». Украину в прошлом году приняли в эту добровольную, независимую организацию. Теперь мы имеем свой международный комитет. К слову, если бы чернобыльскую аварию расследовали независимые международные эксперты, выводы, вероятно, были бы другими и виновными признали людей гораздо более высокого ранга…

Самая крупная авария со времен изобретения электричества с масштабными энергоотключениями произошла в США 14 августа 2003 года. Тогда без электричества остались более 50 млн. человек, было остановлено 263 электростанции суммарной мощностью, превосходящей генерирующие мощности всей Украины. При этом прямой ущерб определен в 6 млрд. долл. Энергетики потом запросили у правительства 65 млрд. долл. на модернизацию энергосистем…

Авария началась в 16.00. Объективности ради отмечу, что на тот момент в аварийном регионе в разных видах ремонтов находилось 3000 мВт. Кроме того, в период с 12.15 до 14.41 отказывает важное компьютерное устройство по контролю за состоянием систем, отключение блока мощностью 590 мВт, отказ логической системы и противоаварийной сигнализации. С 14.12 по 15.41 произошло отключение пяти ключевых ЛЭП (345 кВ) — из-за коротких замыканий, вызванных разросшимися кронами деревьев в трассы ЛЭП! Шло явное нарастание факторов риска, сумма которых и привела к аварии.

Один из основных выводов комиссии (кстати, созданной по указанию президента США и премьер-министра Канады), расследовавшей эту аварию, состоит в следующем: в то время, когда энергосистема стремительно приближалась к роковой черте, руководящий и оперативный персонал пребывал в неведении, слепо доверяя некоторым, уже отказавшим компьютерным и логическим устройствам и симуляторам. Совершенно очевидно, что оперативный персонал не был достаточно обучен и подготовлен к подобному развитию событий, более того, вообще никак не реагировал на создавшуюся аварийную ситуацию.

Трагичность ситуации в том, что технические упущения, организационные ошибки, недостатки надзора за оборудованием, неудовлетворительная кадровая политика и плохая подготовленность персонала накапливаются годами, а авария — с полным обесточиванием страны — происходит в считанные секунды. И всегда неожиданно.

Остается добавить, что с выводами той комиссии практически совпали более ранние оценки события, приведенные в статье «Электрическое затмение. Пока не у нас» («Зеркало недели» от 30 августа 2003 года).

Звенья одной цепи

В современных условиях целесообразно спроецировать выше упомянутые события на энергетические реалии Украины, чтобы не допустить подобных ситуаций в нашей стране.

Прежде всего необходимо подчеркнуть, что наиболее значительным достижением нашей энергетики считается создание объединенной энергосистемы с научно выверенным технологическим и оперативным управлением ею на базе стройной и продуманной иерархии, с жестким подчинением и строжайшей дисциплиной. Многие страны, например Франция и Россия, сохраняют целостное, строго интегрированное технологическое и оперативное управление энергетикой в едином организационном и хозяйственном органе типа компаний «Электросити де Франс» и РАО «ЕЭС России» через соответствующие центральные диспетчерские управления (ЦДУ), и это служит залогом работы их систем без масштабных каскадных аварий.

В Украине подобная структура управления существовала много лет. Но после проведения «рыночных реформ» произошли серьезные и неоднозначные изменения в системе управления и функционирования энергетики страны. К чему они привели, каждый волен судить сам.

Когда для многих стали очевидными некоторые результаты реформирования отечественной энергетики, были предприняты определенные меры по восстановлению ее управляемости. В частности, была создана НАК «Энергетическая компания Украины» (НАК «ЭКУ»), которая должна была использовать передовой мировой опыт. Состав компании был четко определен и обоснован. Однако в процессе ее организации произошли, мягко говоря, небезопасные изменения: НАК «ЭКУ» лишили стержневого и главного смыслового компонента — Национального диспетчерского центра и НЭК «Укрэнерго» (линии электропередач высокого напряжения), которые остались в подчинении Минтопэнерго.

Более-менее компетентный энергетик даже представить себе не может искусственный разрыв единой технологической цепи: электростанции, ЛЭП высокого напряжения, распределительные линии электропередачи (облэнерго), потребители энергии. Все они связаны главной задачей — надежное обеспечение потребителей электроэнергией. Именно в этом заключается смысл существования всей энергетики.

Но Украина вступила на опасный путь разрыва создаваемых десятилетиями технологических связей, строгих и четких оперативных схем управления со строжайшей дисциплиной и ответственностью. Это прямой путь к авариям, о которых мы и говорим.

Реалии рыночного фундаментализма

В 2001 году Нобелевскую премию по экономике получили три американца — Дж.Акерлоф, М.Спенс, Дж.Стиглиц за «анализ рынков с асимметричной информацией». Они сформулировали ядро современной информационной экономической теории. Эта концепция отличается от общепринятого представления о том, что рынок сам по себе регулируется и представляет собой экономическую панацею. Они первыми сформулировали мысль о том, что рынок, сталкивающийся с несовершенством или злоупотреблениями, не может быть наилучшим способом решения экономических задач.

У нас же достаточно четко просматривается явление, которое условно можно назвать «рыночным фундаментализмом», когда считается, что рынок в состоянии эффективно разрешить любые экономические проблемы. Естественно, что у апологетов рыночного фундаментализма острое недовольство вызовет практическая рекомендация ученых по усилению вмешательства государства в экономические процессы.

Для наших условий особенно важно, что нобелевские лауреаты оставили за пределами своих исследований важнейшую асимметрию в информации между децентрализованной частной информацией (напомню, что в Украине только 7 из 27 облэнерго приватизированы). Такую «странную» схему можно сравнить разве что с магазином, в котором приватизированы только кассы, где собираются наличные, но центральная касса государственная. Так что есть смысл оценить наши «достижения» на пути рыночных реформ в условиях не только недостаточной информации, но и в условиях ее намеренного искажения.

Печально, но наш «энергорынок» — это крайне неудачное дитя моды и централизации, которое в угоду сиюминутным выгодам при задании графиков энергетических нагрузок может приносить в жертву надежность и живучесть энергосистем. А это явление просто не имеет права на существование в условиях Украины. Графики нагрузок, безусловно, должны задаваться с учетом экономической эффективности и финансовой целесообразности. Но только после решения вопросов надежности энергосистемы и никак не в угоду конъюнктурным соображениям.

Эту работу может квалифицированно исполнять только хорошо оснащенная и подготовленная команда в составе Национального диспетчерского центра и в едином технологическом цикле с электростанциями и сетями, но не энергорынок, как это делается в последние годы в Украине.

Исправить подобное положение может только создаваемая компания, имея в своем составе уже существующее мощное диспетчерское управление Украины со своим хорошо оснащенным вычислительным центром.

Необходимо повторить, что масштабные обесточивания происходят, и особенно наглядно это видно на примере аварии в США, из-за крайне низкой оперативной дисциплины диспетчерского персонала высшего уровня ответственности и недопустимо низкой степени надзора за состоянием трасс линий электропередачи. А полная зависимость диспетчеров от компьютерных устройств приводит их в шок при самом простом отказе систем или противоаварийной сигнализации.

Именно к таким последствиям приведет предполагаемая схема оперативного управления украинской энергетикой, если в состав НАК «ЭКУ», отвечающей за энергоснабжение страны, не войдут и надзор за электролиниями.

Удивляет и отношение правительства к систематически происходящим глобальным авариям. Понятно, если повторяются и носят все более разрушительный характер, значит, необходимо глубже их анализировать и предпринимать более эффективные и масштабные меры, в корне пересматривать сложившиеся управленческие и экономические стереотипы.

Мудрость руководителей как раз и состоит в том, чтобы принимать соответствующие стратегические решения и не допустить, казалось бы, фатального стечения негативных обстоятельств и создания критической аварийной массы.

Как избежать электрических затмений

Плата за ошибки энергетического руководства, как показывает мировой опыт, исчисляется многими миллионами долларов. Украина себе такой роскоши позволить не может. Тем более обидно и непонятно, почему при создании НАК «ЭКУ» отбрасывается положительный, проверенный многими годами опыт и принимаются конъюнктурные и заведомо ошибочные решения. Тем самым закладываются основы будущих серьезных энергопотрясений.

Как можно отвечать за надежность энергообеспечения государства, если все системообразующие ЛЭП и ЦДУ остаются вне ведения руководства компании, а в подчинении Минтопэнерго, задача которого сегодня сводится к реализации сугубо политических целей в этой отрасли, а никак не хозяйственных, технических и уж тем более не оперативных. Непонятно, как планировать ремонтную компанию без ЦДУ, как строить линии выдачи мощности, как вести режимные мероприятия, наконец, как обеспечить элементарную селективность работы важнейших устройств защиты от каскадных аварий, таких, как АЧР, АЧД, САОН, делительных защит, защит от асинхронного хода и т.д.

В сущности, ЭКУ без НЭК «Укрэнерго» в нынешнем составе функционировать не сможет, так как теряется главный смысл реорганизации энергетики, или же вынуждена будет немедленно создавать свою оперативную структуру, что приведет, если это возможно вообще, к колоссальным затратам и постоянной конфронтации с уже существующими органами оперативного управления.

Единый технологический, оперативный и научно-технический комплекс, в котором энергорынок должен играть роль только корректирующего эффективность энергопроизводства органа на базе свободной конкуренции и свободного доступа к энергоносителям и потребителям, может служить залогом недопущения масштабных каскадных аварий с немыслимыми убытками, которые даже для Америки велики, а для Украины могут стать губительными.

Посему ЭКУ обязана в первую очередь разработать единый государственный комплекс противоаварийных мероприятий по предотвращению именно каскадных аварий по всем аспектам надежности энергосистем.

Государство через органы госинспекции должно установить жесточайший контроль за их исполнением, взяв под особый надзор состояние, объемы и установки АЧР всех очередей, САОН и делительных защит. Особое внимание необходимо обратить на централизованные службы релейной защиты, комплектуя их высококвалифицированными и высокооплачиваемыми инженерами, ибо именно действиями защит и блокировок в первую очередь локализуются и ликвидируются подобные аварии. Все это возможно осуществить только имея мощный центролизованный энергетический комплекс, располагающий необходимыми финансовыми ресурсами.

Об «атомных лошадках»

В последнее время приходится слышать, мягко говоря, непрофессиональные заявления, связанные с атомной энергетикой. Чаще всего это происходит в связи с пуском энергоблоков Ривненской и Хмельницкой АЭС. Сами по себе эти факты можно оценивать достаточно высоко, хотя нельзя согласиться с утверждениями о том, что пущены новейшие блоки с принципиально улучшенными показателями надежности и экономичности. Эти дефиниции абсолютно неприменимы к блокам, спроектированным 25 лет назад, сооружение которых началось в 1984 году.

Еще большее удивление вызывает утверждение, что в Украине нет альтернативы атомной энергетике. Утверждать, что в стране, имеющей богатейшие запасы угля плюс нетрадиционные источники энергии, нет альтернативы атомной энергетике, может только глубоко невежественный человек.

Естественны и понятны чувства людей, осуществивших в чрезвычайно сложных условиях пуск двух энергоблоков подряд за последние десять лет, тем более что событие это действительно уникальное. Но само по себе увеличение доли выработки атомными электростанциями не является исключительно положительным фактором, так как существуют четко определенные оптимальные размеры доли выработки АЭС с учетом регулировочных возможностей объединенной энергосистемы. Прежде эта величина находилась в пределах 30—35% и дальнейшее увеличение считалось нецелесообразным и опасным. Если руководствоваться сугубо энергетическими критериями надежности и гибкости объединенной энергосистемы, то ввод в действие в качестве базовой, нерегулируемой мощности 2000 мВт, безусловно, повышает риск возникновения аварийных ситуаций.

Единая энергосистема — это как мощная упряжка, которая тянет всех потребителей страны. И лошади в этой упряжке абсолютно разные: одни — старые и маломощные клячи; другие — поновей; третьи вообще могут либо бежать только с максимальной скоростью, либо стоять. По мере роста нагрузки необходимо подключать все новые лошадиные силы, но предварительно их нужно разгонять до необходимой скорости и только потом на полном скаку синхронизировать. И в этом процессе все карты в руках у потребителя, ибо именно он имеет неоспоримое преимущество в любой момент или войти в «экипаж», или покинуть его, ничуть при этом не рискуя и, как водится, сохраняя неистребимое желание еще и не заплатить. А лошадей-то надо и кормить, обслуживать. А деньги для этого частично собирают и частные фирмы, не очень торопясь с ними распрощаться…

Теперь представьте, что наступила ночь, всех лошадей, которые способны отсоединиться или тянуть не в полную мощность, мы уже использовали и отпрягли, а упряжка продолжает мчаться, так как остались только те, которые могут или нестись во весь опор, то есть с полной нагрузкой, или стоять. Речь, понятно, идет об «атомных лошадях». И если тот, кто ими управляет, проявит некомпетентность или непредусмотрительность, то просто разнесет всю «упряжку» — энергосистему.

Теперь, надеюсь, всем ясно, какую сложнейшую задачу приходится решать ЦДУ. И так каждый день без исключения. Наложите все эти весьма упрощенно представленные обстоятельства на неэффективную, размытую, без строгой иерархии с ослабленной дисциплиной систему оперативного управления и вы вынуждены будете согласиться, что положение достаточно серьезное и нуждается в коренном изменении.

Именно с целью увеличения регулировочных возможностей системы начиналось строительство мощных гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС) и парогазовых установок (ПГУ), которые в считанные минуты могут менять нагрузку от нуля до полной. К сожалению, их сооружение прекратилось, хотя и техническая документация, и согласования, и отвод земель, и некоторая часть работ были выполнены.

Поэтому опытные энергетики оценивают ситуацию после значительного увеличения доли выработки АЭС с незначительными регулировочными возможностями генерации как чрезвычайно опасную. Исправить ее можно, ускорив строительство ГАЭС и ПГУ.

Конечно, стопроцентной гарантии безопасности не существует. Ураганы, землетрясения, цунами и прочие форс-мажорные обстоятельства были и будут. Но свой шанс положительно повлиять на события мы упускать не имеем права. Слишком высока цена. Государство просто обязано взять на себя ответственность за энергетику.