Гідроенергетика – це «зелена» галузь енергетики, що може накопичувати надлишок енергії й зберігати його до моменту, коли в мережі буде дефіцит. Тому сьогодні, коли ворог намагається знищити енергетичну інфраструктуру України, гідро- та гідроакумулюючі електростанції – особливо важливі. Вони допомагають підтримувати безперебійну роботу об’єднаної енергосистеми (ОЕС).
Кожна станція, яка виробляє електроенергію, має працювати максимально ефективно. І з цим енергетикам можуть допомогти науковці. В рамках проєкту «Моделі й засоби підвищення ефективності роботи гідро- та гідроакумулюючих електростанцій для балансування ОЕС України в умовах ринку електричної енергії та особливих технологічних обмежень» вчені Інституту електродинаміки НАН України шукають способи підвищення ефективності роботи ГЕС та ГАЕС.
Проєкт переміг в конкурсі Національного фонду досліджень «Наука для відбудови України у воєнний та повоєнний періоди».
У чому ж суть роботи? І, найважливіше, чи вдасться максимально швидко й ефективно застосувати результати дослідження у реальному секторі економіки? Ці питання ми поставили керівнику проєкту, заступнику директора Інституту електродинаміки НАН України Ігорю Блінову.
Вчений розповів, що нині триває реконструкція гідроенергетичного комплексу України (це друга черга реконструкції, яку розпочали у 2006 році). Її мета – продовжити термін експлуатації ГЕС, збільшити їх потужність і надійність, поліпшити якість електроенергії (для цього потрібно вдосконалити системи керування та контролю за технічним станом гідроагрегату). А також – забезпечити синхронну роботу енергосистеми України з енергооб’єднанням країн континентальної Європи (ENTSO-E).
Приєднання української енергосистеми до європейської (континентальної Європи) пришвидшила війна. Напередодні повномасштабного вторгнення українську ОЕС від’єднали від російської й білоруської, щоб протестувати її роботу в автономному режимі. Після нападу росії на Україну Міненергетики відмовилося повертатися до енергомереж росії й білорусі, а НЕК «Укренерго» подала заявку про прискорену синхронізацію з системою ENTSO-E. Заявку схвалили, і 16 березня 2022 року Україна фактично стала членом «енергетичного Євросоюзу».
– І хоч на той момент не було розв’язано всі проблеми синхронізації з ENTSO-E, але приєднання української енергосистеми до європейської дало можливість надавати Україні аварійну допомогу, постачати обмежені обсяги електроенергії, – продовжив розповідь співрозмовник. – Це стало рятівним в ситуації, коли масштабні руйнування енергетичної інфраструктури спричинили критичні обмеження виробництва та передачі електроенергії в ОЕС України.
На жаль, руйнування посилили проблему нестачі технічних ресурсів для контролю балансу між виробництвом та споживанням електричної енергії.
За словами вченого, сьогодні (в умовах режимних обмежень) основними засобами регулювання та балансування режиму роботу ОЕС України є гідро- та гідроакумулюючі електростанції (ГЕС та ГАЕС). І при плануванні графіків завантаження гідроагрегатів й обсягів споживання електроенергії гідроресурси каскадів ГЕС та ГАЕС мають бути використані максимально ефективно.
Вибудувати ефективні режими роботи станцій допомагають науковці. Вчені створюють моделі підвищення ефективності роботи ГЕС та ГАЕС за особливих режимних обмежень енергосистеми України.
– Ми хочемо створити (чи вдосконалити) математичні моделі оптимального розподілу гідроресурсів каскаду ГЕС і ГАЕС. Ці моделі розраховані на короткочасне планування у воєнний та післявоєнний періоди, – продовжив розповідь пан Ігор. – Враховуємо і режимні обмеження енергосистеми, і особливості функціонування ринку електричної енергії.
Окрім цього, науковці розробляють методи та засоби вимірювання контрольно-діагностичних параметрів генеруючого обладнання ГЕС та ГАЕС. Це важливо для визначення технічних можливостей станції, вчасної реконструкції чи заміни приладів контролю технічного стану генеруючого обладнання ГЕС і ГАЕС. Керівником цього напрямку є молодий вчений, фахівець у сфері проєктування та практичної реалізації інформаційно-вимірювальних засобів для систем діагностування механічних параметрів основних вузлів електроенергетичного обладнання теплових, атомних та гідроелектростанцій ОЕС України Євген Зайцев. «Сподіваємося, що методи та засоби вимірювання, які ми розробляємо, допоможуть уникнути простоїв та аварійних зупинок обладнання, і відповідно, скоротити втрати коштів та часу. А також – оперативно визначити готовність гідроагрегатів і будувати реальні графіки їх роботи», – зазначив керівник проєкту.
Якщо говорити просто, підвищення ефективності моніторингу обладнання гідрооб’єктів сприятиме підвищенню безпеки енергосистеми України. Цю безпеку посилить також раціональне використання наявних гідроресурсів при комплексному плануванні графіків завантаження і балансування виробництва/споживання електричної енергії у каскаді ГЕС/ГАЕС.
Проєкт виконують «профі» з Інституту електродинаміки. І провідні, й молоді члени команди мають досвід моделювання та оптимізації роботи станцій, що виробляють електричну енергію, прогнозування виробництва та споживання електричної енергії, створення нових методів вимірювання контрольно-діагностичних параметрів обладнання. Зокрема, досвід створення сенсорів для вимірювання фізичних величин: зусиль, переміщень, вібрацій, рівня рідин тощо.
– Результати дослідження важливі для енергетичної безпеки країни, – додав Ігор Блінов. – У цих результатах зацікавлена, зокрема, ПрАТ «Укргідроенерго». Спеціалісти компанії консультують нас, розповідають про особливості роботи гідро- та гідроакумулюючих електростанцій. Вдячні їм за допомогу, сподіваємося, що завдяки спільним зусиллям енергосистема стане більш стійкішою і надійною.
Інтерв’ю брала Світлана ГАЛАТА
