Блэкаут 14 августа раскрыл слабое место Казахстана: что теперь делать

Что произошло 14 августа

14 августа юг Казахстана, а также отдельные регионы Кыргызстана, Узбекистана и Таджикистана столкнулись с масштабным отключением электроэнергии. Полностью восстановить электроснабжение удалось не сразу.

Управляющий директор НПП «Атамекен» Жакып Хайрушев отметил, что произошедшее нельзя рассматривать как локальную аварию исключительно в Алматы или на юге Казахстана. По его оценке, проблема возникла на уровне Объединенной энергосистемы Центральной Азии (ОЭС ЦА).

Сначала возник значительный аварийный дисбаланс, после чего произошел наброс мощности на транзит 500 кВ Север – Восток – Юг, по которому электроэнергия передается из северной части Казахстана в южную. В результате транзит был аварийно разделен, а значительная часть нагрузки отключилась.

По опубликованным данным, первоначальным событием могло стать отключение двух гидроагрегатов Токтогульской ГЭС общей мощностью около 600 МВт. Однако, как считает эксперт, этим аварийная ситуация не ограничилась.

После первого сбоя начался переходный процесс во всей синхронно работающей энергосистеме Центральной Азии. Менялась частота, перераспределялись перетоки мощности, могли последовательно отключаться другие элементы системы. Поэтому фактический дефицит мощности к моменту воздействия на Казахстан мог оказаться значительно больше первоначальных 600 МВт.

Почему юг Казахстана оказался особенно уязвим

Одной из главных проблем остается зависимость Южной зоны Казахстана от перетоков электроэнергии.

Юг страны тесно связан с ОЭС Центральной Азии и при этом сохраняет дефицит собственной генерации. Значительная часть необходимой мощности поступает из северной части Казахстана по транзиту 500 кВ Север – Восток – Юг.

У любого такого маршрута есть предел пропускной способности. Если на систему одновременно воздействует крупный внешний дисбаланс, нагрузка на оставшиеся элементы сети может резко увеличиться.

Дополнительные сложности возникают летом. Хотя общая нагрузка в этот период обычно ниже зимней, именно летом энергетические объекты активно готовят к предстоящему отопительному сезону. Часть крупных энергоблоков и сетевого оборудования находится на ремонте или реконструкции.

Это означает, что доступный объем генерации и резервов временно сокращается. Одновременно в южных регионах из-за высокой температуры увеличивается потребление электроэнергии кондиционерами.

Поэтому летний период не всегда является более безопасным для энергосистемы: отдельные линии и энергосечения могут работать с высокой нагрузкой даже при меньшем общем потреблении, чем зимой.

Может ли масштабный блэкаут повториться

Полностью исключить крупные аварии в энергосистеме невозможно. Однако масштаб их последствий во многом зависит от того, насколько быстро система способна отреагировать на первое возмущение.

По мнению Хайрушева, после события 14 августа необходимо установить, каким был реальный дисбаланс мощности в ОЭС ЦА непосредственно перед разделением системы.

Также предстоит выяснить, насколько загруженным был транзит Север – Восток – Юг, какой запас устойчивости оставался перед аварией и сколько быстродействующего резерва было доступно.

Отдельного анализа требуют действия генерации, системы автоматического регулирования, релейной защиты, автоматики и противоаварийных систем.

Эксперт считает, что повторение аварии именно такого масштаба не является неизбежным. При этом пока Южная зона остается зависимой от дальнего транзита, серьезное внешнее возмущение будет представлять для нее повышенный риск.

В Казахстане уже ведется работа по усилению южной части энергосистемы: вводятся новые генерирующие мощности и развивается магистральная сеть. В среднесрочной перспективе это должно повысить устойчивость региона.

Почему авария может быстро стать масштабной

Крупные аварии в энергосистемах могут развиваться каскадно.

Если одна линия отключается, поток электроэнергии перераспределяется на другие линии. Когда оставшиеся элементы приближаются к пределам устойчивости, нагрузка на них увеличивается еще сильнее. Это может привести к новым отключениям.

В таких ситуациях счет действительно может идти на секунды.

Для Казахстана существует и дополнительная особенность. Страна одновременно связана с двумя крупными синхронными энергозонами. Южная часть тесно взаимодействует с энергосистемой Центральной Азии, тогда как северная работает параллельно с российской энергосистемой. Между севером и югом Казахстана проходит собственный протяженный транзит.

Поэтому серьезный дисбаланс на южном направлении способен привести к существенному изменению перетоков внутри всей Единой энергосистемы Казахстана.

Задача диспетчерского управления и автоматики заключается в том, чтобы локализовать такое возмущение и не допустить его распространения на другие части энергосистемы.

Блэкаут угрожает не только энергетике

Последствия масштабного отключения электроэнергии выходят далеко за пределы энергетической отрасли.

Современные города критически зависят от стабильного электроснабжения. Даже непродолжительный блэкаут способен нарушить работу связи, водоснабжения, транспорта, банковской системы, торговых объектов, систем безопасности, дата-центров и лифтового оборудования.

Для предприятий последствия могут оказаться еще серьезнее. Остановка технологической линии способна привести к потере продукции, появлению брака, повреждению оборудования и необходимости длительного запуска производства.

В торговле могут остановиться расчеты и нарушиться логистика. Цифровые компании рискуют потерять связь и доступ пользователей к сервисам. Коммунальная инфраструктура сталкивается с рисками для насосных станций, систем водоснабжения и теплоснабжения.

Таким образом, экономический ущерб от отключения электроэнергии может во много раз превышать стоимость самой недопоставленной электроэнергии.

Надежность электричества становится фактором для инвесторов

Энергетическая устойчивость важна и для дальнейшего развития экономики Казахстана.

Крупные промышленные предприятия, металлургические производства, перерабатывающие компании и дата-центры нуждаются в стабильном и предсказуемом энергоснабжении.

Поэтому надежность энергосистемы становится одним из факторов инвестиционной привлекательности страны. Потенциальный инвестор оценивает не только стоимость электроэнергии, но и вероятность перебоев, возможности подключения новых объектов и устойчивость энергосети.

Для Казахстана, который планирует наращивать промышленное производство и развивать энергоемкие отрасли, этот вопрос становится особенно важным.

Что необходимо сделать в ближайшие месяцы

По мнению эксперта, работу после аварии необходимо вести сразу по нескольким направлениям.

Первым шагом должно стать подробное техническое расследование события 14 августа. Необходимо восстановить последовательность аварии буквально по секундам и определить, где возникло первоначальное возмущение, как оно развивалось и почему защитные системы не смогли полностью локализовать последствия.

Одновременно следует повторно проверить самые тяжелые расчетные сценарии для транзита Север – Восток – Юг и межгосударственных соединений с ОЭС Центральной Азии.

Отдельно необходимо определить реальные возможности аварийной взаимопомощи между энергосистемами.

Взаимодействие с соседними странами выгодно всем участникам, однако объем внешнего небаланса, который способна принять энергосистема Казахстана, не должен угрожать надежности электроснабжения собственных потребителей.

Что нужно изменить в ближайшие годы

В горизонте одного-трех лет основное внимание, по мнению Хайрушева, следует уделить усилению Южной зоны.

Речь идет о строительстве новой генерации на юге, развитии и реконструкции сетей 500 кВ, а также модернизации уже работающих электростанций.

Особое значение имеет автоматическое регулирование турбоагрегатов. При серьезном возмущении первые секунды определяют дальнейшее развитие аварии. Генерация должна участвовать в первичном регулировании частоты и быстро изменять мощность в доступном диапазоне.

Кроме того, стране необходимы реальные первичные и вторичные резервы, а не только показатели установленной мощности.

Какой должна стать энергосистема Казахстана к концу десятилетия

Более долгосрочная задача — завершить формирование новой архитектуры Единой энергосистемы Казахстана с учетом будущих крупных объектов генерации, в том числе атомных электростанций.

Появление крупных энергоблоков требует заранее подготовленной инфраструктуры. Если в системе будет работать отдельный энергоблок мощностью около 1,2 ГВт, его внезапное отключение должно быть серьезным, но расчетным и управляемым событием.

Для этого необходимо заранее обеспечить достаточный объем резервов, усилить сети, подготовить генерацию, накопители энергии и автоматику.

В рамках Национального проекта к 2029 году предусмотрен ввод 7,3 ГВт новых источников генерации. Около 6,5 ГВт из этого объема должны составить новые мощности.

Сколько денег потребуется на модернизацию

Общий объем Национального проекта оценивается примерно в 13 трлн тенге. Из них около 6,2 трлн тенге предусмотрено для энергетического сектора и еще 6,8 трлн — для коммунальной инфраструктуры.

Энергетическая часть включает строительство и замещение генерирующих мощностей, а также масштабную реконструкцию сетей.

В частности, заявлена модернизация около 77,5 тыс. километров электросетей. Стоимость этого направления оценивается примерно в 2,7 трлн тенге.

Однако, по мнению эксперта, даже 6,2 трлн тенге нельзя считать окончательной стоимостью обеспечения энергетической безопасности Казахстана.

Отдельно существуют крупные магистральные проекты KEGOC, строительство АЭС, новые электростанции, которые не входят в нацпроект, проекты по созданию накопителей энергии и дальнейшая модернизация действующей генерации.

Почему одних новых электростанций недостаточно

Эксперт считает, что задача заключается не просто в том, чтобы построить как можно больше электростанций и линий электропередачи.

Казахстану нужна сбалансированная энергосистема, в которой будет достаточно собственной генерации на юге, надежный транзит между севером и югом, современные системы автоматического регулирования, быстродействующие резервы и эффективная противоаварийная автоматика.

При этом взаимодействие с энергосистемами Центральной Азии необходимо сохранять. Региональная взаимопомощь позволяет эффективнее использовать имеющиеся мощности и ресурсы.

Однако, как подчеркнул Хайрушев, такая взаимопомощь должна осуществляться в пределах, которые не ставят под угрозу надежность электроснабжения Казахстана.

Масштабный блэкаут 14 августа тем самым стал не только аварией энергетической системы, но и сигналом о необходимости пересмотра ее устойчивости. Для Казахстана ключевой задачей становится создание такой конфигурации ЕЭС, при которой даже потеря крупного энергоблока или серьезный внешний дисбаланс не приводили бы к каскадному отключению потребителей.