Великодневі маневри АЕС: технологічні виклики на ринку електроенергії

Великодневі маневри АЕС: технологічні виклики на ринку електроенергії

Святковий день Великодня, який цього року припав на 28 квітня, був особливий не лише для мільйонів українців, але й для роботи електроенергетичної системи України. Специфічний режим роботи енергосистеми та зміна навантаження АЕС протягом однієї доби стали причиною нарікань компанії-оператора атомних станцій «Енергоатома» на роботу диспетчерів «Укренерго». Разом з тим, цей випадок нагадав про можливість використання енергоблоків АЕС в маневровому режимі. Такі непорозуміння досить характерні для нинішньої оптової моделі енергоринку, проте з поступовим, виваженим переходом до ринкової моделі, подібні технології для балансування енергосистеми зможуть зайняти чільне місце.

 

28 квітня, як святковий день, відрізнявся в плані споживання електроенергії від звичайного дня. В цей день вночі громадяни прокинулися, ввімкнули світло, сходили в церкву, а в першій половині дня відпочили. Така незвична поведінка споживачів стала причиною низького споживання електроенергії вдень та обмеження базової частини графіка навантаження, а саме атомної генерації. Опівночі (в 00:05) 28 квітня були розвантажені 5 енергоблоків АЕС на сумарну потужність 1535 МВт. В другій половині дня мала місце протилежна ситуація: для покриття зростаючого споживання були завантажені чотири енергоблоки «Енергоатому». В результаті протягом однієї доби відбулося значне коливання рівня потужності атомної генерації, що не сподобалося держпідприємству «Енергоатом». За даними джерел ExPro, нещодавно президент компанії Юрій Недашковський підписав листа до Міністра енергетики та вугільної промисловості Ігоря Насалика з проханням звернути увагу на зміну рівня потужності АЕС протягом доби та наголосив на забороні використання атомних енергоблоків для підтримання добового балансу потужності в енергосистемі України. Керівник генеруючої компанії апелював до вимоги законодавства (ліцензій Державної інспекції ядерного регулювання та Технічного регламенту безпечної експлуатації енергоблоків), яке забороняє добове маневрування блоками АЕС.

«Порушення вказаних вимог може призвести до заборони експлуатації енергоблоків АЕС з боку Держатомрегулювання України… Прошу заборонити використання енергоблоків АЕС для оперативного регулювання балансу потужності в ОЕС України при нормальному стані енергосистеми», - резюмував листа Недашковський.

Особливо в листі підкреслювалася роль диспетчерів компанії-оператора магістральних та міждержавних мереж ДП «НЕК «Укренерго», які за словами «Енергоатому», задіяли атомні енергоблоки для підтримання добового балансу потужності.

Робота за графіком

В переддень (27 квітня) фахівці ДП «Енергоринок» здійснили розрахунок споживання в енергосистемі на наступну добу і побачили, що в першій половині Великодня необхідно суттєво зменшити загальний рівень генерації. При цьому більшість ТЕС генеруючих компаній працювали складом, нижчим за мінімальний. А Криворізька та Слов’янська ТЕС були повністю зупинені. Також потрібно було обмежити атомну генерацію, щоб забезпечити діапазон потужності для регулювання на ТЕС і ГЕС. «Енергоринок» здійснює такий розрахунок кожен день на кожну наступну добу, виходячи із заявок генеруючих компаній.

«Формується графік, під цей графік обирається склад обладнання, в який одразу потрапляє атомна генерація, ТЕЦ та ВДЕ. Генерація ТЕС та ГЕС забезпечують покриття змінної частини графіка. Ця система непогано працює. Ці графіки (прогнозований і фактичний – ред.) не дуже сильно відрізняються один від одного, усе добре планується», - прокоментував алгоритм складання графіків навантаження експерт з питань енергетики Центру Разумкова Сергій Дяченко.

Крім цього, для отримання коментаря від системного оператора, ExPro звернулося до головного диспетчера енергосистеми, заступника директора «Укренерго» з оперативного керування Віталія Зайченка.

За його словами, при підготовці графіка на 28 квітня «Енергоринок», з огляду на «просідання» атомної генерації в першій половині дня, запропонував «Енергоатому» підняти потужність розвантажених блоків увечері. «Енергоатом» це погодив. Далі, після погодження цього графіка з «Укренерго» він потрапив на електростанції. На Запорізькій АЕС представник Держатомрегулювання зауважив, що це є порушенням регламенту безпечної експлуатації енергоблоків і цього робити не можна.

Для вирішення цього питання, увечері 27 квітня Зайченко запропонував представникам ЗАЕС подати аварійну заявку, адже тільки така заявка дає підстави внести зміни до вже погодженого графіка навантаження. За його словами, системний оператор мав достатньо часу для заміни блоків АЕС і підняття теплових блоків з «гарячого» (8 годин) та «холодного» (18 годин) резервів.

«Вони спочатку підготували відповідну аварійну заявку, передали нам. А потім керівництво «Енергоатому» сказало, що «все нормально, ми будемо працювати відповідно до графіка навантаження ДП «Енергоринок» і зняли аварійну заявку», - повідомив головний диспетчер. Підсумовуючи позицію системного оператора, Зайченко зазначив, що диспетчер «Укренерго» не давав команду, яка б не відповідала раніше погодженому з «Енергоатомом» графіку.

Слід зазначити, що саме черговий персонал «Енергоатому» забезпечує безпечну експлуатацію роботи АЕС і при виникненні передумов порушення регламенту безпечної роботи АЕС черговий персонал АЕС має подати до «Укренерго» аварійну заявку, яка обов’язково враховується.

«Це була планова робота за регламентом», - зазначив представник «Укренерго».

Зайченко підкреслив, що системний оператор може давати команди, які не передбачені графіком, лише у випадку аварійної ситуації, наприклад, коли відключилася лінія видачі потужності АЕС або лінія, яка пов’язує дві АЕС з енергосистемою в певному перетині.

«Коли аварійна ситуація ліквідована, наш диспетчер звертається до чергового персоналу АЕС з питанням: «Ви сьогодні можете завантажитися чи ні?». Якщо відповідь «так», то вони отримують команду на дозавантаження, якщо відповідь «ні, це заборонено Технічним регламентом безпечної експлуатації енергоблоків», тоді ми балансуємо енергосистему іншими генеруючими одиницями, а блоки АЕС завантажуються коли буде така можливість», - додав представник «Укренерго».

Новий режим роботи АЕС

Великодній інцидент нагадав про питання використання атомних енергоблоків для балансування добового графіку навантаження, яке піднімалося і раніше. Воно стало більш актуальним після того, як Україна втратила контроль над частиною територій Донбасу та стикнулася з дефіцитом енергетичного вугілля.

Раніше теплова генерація, маючи вдосталь палива, яке видобувалося на території України за цінами без застосування формули «Роттердам+», брала в основному на себе роль балансування, це ні в кого не викликало питань. В нових реаліях, з обмеженим потенціалом маневрових потужностей, заговорили про добове балансування за рахунок енергоблоків АЕС (робота на номінальній потужності в день та на дещо зниженому рівні вночі). Такий формат роботи дає можливість більше використати атомної генерації для покриття навантаження та здешевити мікс електроенергії (тариф гідро- та атомної генерацій – найнижчі), що корисно для енергосистеми в цілому. Проте, є одне «але».

«Діючі енергоблоки не проектувалися для роботи в маневрових режимах», - прокоментував Дяченко, додавши, що для вивчення можливості застосування нового режиму роботи «Енергоатом» вже провів ряд досліджень. У 2015 р. компанія провела перші дослідження з виконанням 21 циклу (вдень потужність була на рівні 100%, а в ночі знижувалася до 25%) на енергоблоці №2 Хмельницької АЕС. Для повноцінного застосування такого режиму необхідно продовжувати дослідження та збільшити кількість циклів до 200 од.

Говорячи про технічну можливість роботи в маневровому режимі блоків АЕС в грудні минулого року під час програми «Відверта розмова з президентом НАЕК» Недашковський повідомив, що це можливо.

«Паливо Westinghouse з самого початку призначене для маневрових режимів. Для нього не потрібно ніяких обґрунтувань чи досліджень, воно може працювати в маневровому режимі. Для палива «ТВЕЛа» потрібно виконати необхідні випробування, частину з цих випробувань ми виконали і вони показали позитивні результати, ще буде паперова робота і отримання дозволу від нашого регулюючого органу. Тобто основний блок питань – це паливо», - сказав президент «Енергоатому» та прокоментував роботу іншого обладнання.

«Друге – це обладнання першого контуру. На сьогодні виконано аналіз, обладнання першого контуру має достатній запас ресурсу працездатності і запас міцності для того, щоб витримувати циклічні навантаження (завантаження/розвантаження). В цій ситуації все нормально. Для обладнання другого контуру буде потрібно невеликий обсяг модернізації з точки зору автоматизації цих процесів… Кошти ми порахували, це невеликі кошти, вони вписуються у вартість програм з модернізації, які ми так чи інакше проводимо», - сказав Недашковський, додавши, що доцільність застосування нової технології компанія зможе визначити в умовах нового ринку, після вивчення цінової ситуації на ринку допоміжних послуг.

Говорячи про позицію компанії станом на сьогодні, в коментарі для ExPro джерело в «Енергоатомі» повідомило, що поки компанія не планує переходити до роботи в маневровому режимі енергоблоків.

Потенційне запровадження маневрового режиму роботи блоків АЕС знайшло позитивний відгук і в оператора енергосистеми, адже такий режим збільшує гнучкість енергосистеми в цілому.

«Гнучкість системи – це найбільша мета кожного системного оператора, чим більша гнучкість – тим краще для системи. Відповідно, вітаємо будь-які ініціативи «Енергоатома», які дозволять збільшити діапазон регулювання або частіше його застосовувати», - заявив голова «Укренерго» Всеволод Ковальчук.

Поступовий перехід до ринкових правил гри буде створювати стимули для застосування багатьох нових технологій, які будуть забезпечувати регулювання в енергосистемі. Це може бути не лише маневровий режим роботи АЕС, але й застосування газопоршневих агрегатів, накопичувачів енергії (energy storages) та навіть використання технології vehicle to grid (система енергообміну між електромобілем та електромережею), яка дозволить використовувати сукупну потужність багатьох акумуляторів електрокарів для балансування енергосистеми. В ринкових умовах використання потужностей тієї чи іншої компанії вже не буде приводом для нарікань, а, навпаки, стане гарною можливістю отримати додатковий cashflow.

Дмитро Сидоров