Книга адресована специалистам-гидроэнергетикам, персоналу гаэс, проектировщикам, преподавателям и студентам гидроэнергетических специальностей. Может быть полезна также специалистамэнергетикам

Рис. 1.2. Совмещенный суточный график нагрузки ОЭС Европейской части России и суточный график генерации Мезенской ПЭС
Таким образом, даже поверхностный анализ баланса генерирующих мощностей ОЭС Европейской части России показывает, что без принятия специальных дополнительных мер существующая структура генерации не может обеспечить полноценную работу Мезенской ПЭС с использованием ее полной установленной мощности. Совершенно очевидно, что при принятии решения о строительстве
Мезенской ПЭС и ее интеграции в ЕЭС России потребуется комплексный анализ сопутствующих проблем, главной из которых яв ляется проблема сглаживания (компенсации) дискретного характера генерации ПЭС, или разработка схемы использования электроэнергии ПЭС потребителем, некритичным к характеру генерации.
Если проблема сглаживания прерывистого характера генерации мощной ПЭС актуальна для случая Мезенской ПЭС при наличии в непосредственной близости мощных энергообъединений, то для дальневосточных ПЭС – Тугурской и Пенжинской – актуальность возрастает многократно в связи с полным отсутствием мощных энергообъединений с их сглаживающим эффектом. Учитывая планируемую мощность Тугурской ПЭС (8 млн кВт) и отсутствие скольконибудь значимой нагрузки в районе ее расположения, необходимо изыскать способ сглаживания дискретности непосредственно на месте, чтобы исключить нерациональную загрузку высоковольтных линий электропередач. Предполагаемое привлечение Тугурской ПЭС к так называемому Китайскому проекту не снимает проблемы сглаживания и обеспечения соответствия поставляемой мощности суточному графику потребителя. «Делегирование» этой проблемы потребителю электроэнергии, то есть Китаю, технически, может быть, и возможно, но вряд ли приемлемо по экономическим соображениям. Предложение связать высоковольтными линиями электропередачи Тугурскую ПЭС с Южно-Якутским гидроэнергетическим комплексом также не выдерживает критики. Основоположник теории и практического использования приливной энергии в СССР, д. т. н. Л. Б. Бернштейн полагал целесообразным строительство ГАЭС мощностью 5 млн кВт в едином комплексе с Тугурской ПЭС. В соответствии с проведенными им изысканиями, нижним бассейном этой ГАЭС должно было быть море, а верхний аккумулирующий бассейн предлагалось разместить на прибрежном плато на высоте около 600 м над уровнем моря.
Решение о строительстве мощных современных ПЭС должно учитывать техническую и экономическую целесообразность формирования энергетического комплекса, ядром которого является собственно ПЭС как основной генерирующий источник. Решение проблемы сглаживания прерывистости режима ПЭС исключительно одним из способов малореально. Очевидно, следует рассматривать комбинацию нескольких вариантов, принимая во внимание экономические и технические соображения как на этапе строительства, так и на стадии последующей эксплуатации.
Очень вероятно, что одним из наиболее эффективных способов сглаживания прерывистого характера работы ПЭС может быть использование ГАЭС, построенной в непосредственной близости от ПЭС. При этом в ситуации с Мезенской ПЭС наиболее вероятной может быть компоновка с подземным расположением нижнего бассейна и машинного зала ГАЭС и использованием моря в качестве верхнего аккумулирующего бассейна. Для дальневосточных ПЭС, учитывая возможности рельефа, возможна иная компоновка ГАЭС: с использованием моря в качестве нижнего бассейна и искусственным верхним бассейном, расположенным на прибрежном плато.

5. 
   Участие ГАЭС в сезонном регулировании возможно при использовании излишней электроэнергии ГЭС в весенний период и накоплении паводковых вод в аккумулирующем бассейне достаточно большой емкости. Этот вариант принципиально возможен: в бассейне рек южного региона, что помимо накопления потен-
   

циальной энергии позволило бы сгладить последствия паводковых процессов и обеспечить запас воды в целях ирригации в засушливый сезон, то есть в период созревания урожая; в бассейне сибирских рек, обладающих огромным энергетическим потенциалом, для регулирования суточного графика нагрузки и обеспечения соответствия генерации и потребления, что может быть актуальным при организации поставок электроэнергии за рубеж.
Строительство ГАЭС в бассейне рек Приморья в комплексе с дальневосточными ГЭС также позволило бы использовать избыточную электроэнергию, вырабатываемую в весенний период, для накопления аккумулирующего бассейна достаточно большой емкости с целью последующего сезонного регулирования. Кроме того, наличие такого бассейна позволит сгладить проблему накопления воды для бытовых и хозяйственных нужд, актуальную для городов Приморья.

5. 
   Использование ГАЭС в изолированных энергосистемах, не располагающих гидроресурсами или мобильными мощностями других типов. Характерным примером может служить энергосистема Сахалина – типичное изолированное энергообъединение, лишенное возможности использовать регулирование, связанное с широтными перетоками мощности между часовыми поясами. Поэтому, в связи с полным отсутствием регулировочных возможностей за пределами допустимого регулировочного диапазона турбоагрегатов ГРЭС, в энергосистеме «Сахалинэнерго» вынуждены прибегать к ежесуточной остановке и последующему пуску двух турбоагрегатов ГРЭС.
   

Опыт изолированного энергообъединения Японии, режим работы которого идентичен Сахалинэнерго и в структуре которого при суммарной установленной мощности 227 млн кВт находятся ГАЭС суммарной мощностью более 20 млн кВт (9,4 %), показывает, что многоцелевое использование ГАЭС в широких масштабах сняло
проблемы регулирования режимов, обеспечения надежности и ка чества электроснабжения. Более того, при избыточной, казалось бы, установленной мощности ГАЭС (49 % по отношению к суммарной установленной мощности АЭС), в Японии планируется строительство новых подземных ГАЭС, в качестве верхнего бассейна использующих море. При этом экономическая целесообразность строительства и использования ГАЭС в Японии находится на втором плане по сравнению с технической необходимостью – повышением устойчивости, надежности и безопасности работы АЭС.
Аналогичная ситуация сложилась в энергообъединении Великобритании, где также отсутствуют гидроэнергетические ресурсы, а для обеспечения возможностей регулирования мощности построены четыре ГАЭС. В отличие от Японии, в Великобритании найден разумный компромисс между технической необходимостью и экономической целесообразностью строительства ГАЭС. Этому способствует наличие специального законодательного акта – Стандарта безопасности, в соответствии с которым штрафные санкции за недопоставку электроэнергии в соответствии с контрактными обязательствами в 40 раз превышают стоимость ее плановой поставки.
Таким образом, техническая необходимость развития сравнительно нового для России вида гидроэнергетики – гидроаккумулирования не вызывает сомнения, поскольку ГАЭС позволяют оптимизировать работу ТЭС, АЭС и энергообъединений в целом, обеспечить нормативное качество электроэнергии в нормальных режимах, снизить перетоки мощности по межсистемным связям, повысить надежность и живучесть энергообъединений, а также – в ряде случаев – радиационную безопасность АЭС в аварийных ситуациях, облегчить условия послеаварийного восстановления энергосистем в случае крупной системной аварии, сопровождающейся разделением системы и «посадкой» тепловых станций на «ноль», а также оказать благотворное влияние на общехозяйственные процессы страны: сгладить последствия наводнений, создать запасы воды для целей ирригации, хозяйственного и бытового потребления и т. д. Эти технологические возможности ГАЭС носят больше качественный характер, чем количественный, и их трудно оценить экономически.