Що являє собою енергосистема України напередодні воєнної зими

Автор

Валерій Моісєєв

Росія з 10 жовтня знищила 30% українських електростанцій. Про це заявив президент Володимир Зеленський.

Енергетична система України, як і більшості інших країн, є такою собі подобою інтернету. Це розгалужена структура, у ній немає єдиного центру, генерувальні підприємства (електростанції) віддають електроенергію в загальну мережу, а багато споживачів отримують енергію, про яку не можна сказати, на якій станції її було вироблено. Локальні магістральні мережі з'єднані одна з одною через вузли-підстанції. У разі виходу з ладу якоїсь лінії або підстанції електроенергія подаватиметься альтернативним маршрутом.

Як побудована та управляється енергосистема України

З погляду управління та власності енергосистема складається з двох частин: магістральні лінії електропередачі (ЛЕП) та генерувальні потужності.

Лінії електропередачі перебувають у державній власності й не можуть бути приватизовані. Генерувальні потужності зараз здебільшого державні (ГЕС і АЕС, невелика частина ТЕС і ТЕЦ), але є й приватні (багато ТЕС і ТЕЦ, вітряні та сонячні електростанції), й комунальні (ТЕЦ).

Головним управителем в електроенергетиці є Національна енергетична компанія (НЕК) «Укренерго» – приватне акціонерне товариство, 100% акцій якого належать державі. Вона перебуває у сфері управління Міненерго.

Систему управління енергетикою України зараз побудовано відповідно до норм Третього енергопакета ЄС. У цій моделі «Укренерго» – оператор системи передачі з функціями:

оперативно-технологічного управління Об'єднаною енергосистемою України (ОЕС);
передачі електроенергії магістральними електромережами від генерації до розподільних мереж;
адміністратора комерційного обліку та адміністратора розрахунків на ринку електроенергії країни.

Одне з найважливіших завдань «Укренерго» – баланс виробництва та споживання електроенергії та потужності в енергосистемі в режимі сьогодення. Пояснімо, чому це важливо.

Частота змінного струму в енергосистемі має бути суворо постійною, інакше в споживачів виникнуть великі проблеми. Частота має бути в межах 50,0±0,2 Гц не менш як 95% часу доби, не виходячи за гранично допустимі 50,0±0,4 Гц.

Частота в енергосистемі визначається балансом активної потужності, що виробляється та споживається. У разі порушення балансу частота змінюється. Якщо вона знижується, то необхідно збільшити активну потужність, що виробляється на електростанціях, і навпаки. Тому диспетчери «Укренерго» за потреби підключають або відключають ті чи інші генерувальні потужності.

Зараз персонал «Укренерго» чисельністю приблизно 7 тисяч осіб обслуговує 103 підстанції 220 — 750 кВ і 19 тис. км магістральних і міждержавних ЛЕП (без урахування 34 підстанцій і низки ліній на тимчасово окупованих територіях Донбасу та АР Крим). Цими ЛЕП електроенергія передається від генерації в розподільні мережі.

Розподільні мережі експлуатують приватні та державні компанії, їх сформовано за територіальним принципом (Київ, області, АРК). Наприклад, питаннями розподілу електроенергії в столиці опікується компанія «ДТЕК Київські електромережі». Вона доставляє електроенергію до окремих будинків, у яких електромережі перебувають у віданні керуючих підприємств житлового фонду.

Генерувальні потужності електроенергії в Україні

Нині в Україні є:

чотири АЕС із 15 енергоблоками;
15 ТЕС;
21 ТЕЦ (потужністю понад 10 МВт) плюс ще кілька десятків станцій малої потужності;
12 ГЕС/ГАЕС (сім із них на Дніпрі);
кілька десятків вітряних, сонячних електростанцій і об'єкти, що працюють на біогазі.

Частина цих станцій розташована на тимчасово окупованих територіях.

Структура виробництва електроенергії в Україні за типами електростанцій

Що відбувається з енергосистемою в разі пошкодження її частин

Раніше ми сказали, що енергосистема нагадує інтернет: у разі пошкоджень електроенергія може розподілятися альтернативними маршрутами. Але можливості такого «лікування ран» є дуже обмеженими, особливо на маршрутах доставлення енергії кінцевим споживачам.

Нагадаємо: пізно ввечері 11 вересня окупанти завдали ракетних ударів по об'єктах енергетичної інфраструктури на Сході України. У результаті в п'яти регіонах стався блекаут (повне зникнення електроенергії в мережах).

Блекаут був спричинений спрацюванням системи захисту на об'єктах енергетики. У перші хвилини після ударів було зупинено роботу Харківської ТЕЦ-5, Зміївської ТЕЦ, Павлоградської ТЕЦ-3 у Дніпропетровській області, Кременчуцької ТЕЦ у Полтавській області. На Хмельницькій і Південноукраїнській АЕС почалося відключення енергоблоків через неможливість подавати електроенергію, що виробляється, у мережу та споживачам.

За кілька годин було налагоджено альтернативні маршрути, і постачання електроенергії відновилося. Однак невдовзі в деяких місцях електроенергія знову зникла, оскільки мережі не витримали нового навантаження.

Цей приклад показує, що будь-яка енергосистема, не тільки українська, має обмежену стійкість до руйнувань. Якщо немає великого запасу потужності, то в разі пошкодження об'єктів генерації відбудеться автоматичне відключення частини споживачів. Ще небезпечнішим є руйнування розподільних центрів – великих підстанцій, через що залишитися без світла можуть цілі регіони, а електроенергію можна буде отримувати лише за наявності прямого підключення до електростанції.

Розміщення електростанцій в Україні

Що втратила енергосистема Україна під час війни

Офіційно повідомлялося, що загалом Україна втратила 27 середніх і великих електростанцій. 17 із них Росія окупувала протягом цього року, а 10 – ще у 2014 – 2015 роках.

Зараз на окупованій території перебувають Запорізька АЕС і Запорізька ТЕС, Каховська ГЕС, Вуглегірська та Луганська ТЕС, Приморська та Ботіївська ВЕС, вісім місцевих виробників тепла, як-от Херсонська та Сєвєродонецька ТЕЦ. Пошкоджено не менш як 12 ТЕС і ТЕЦ.

Як енергосистема України пов'язана з Європою

Навесні цього року, 16 березня, Україна приєдналася до енергетичної системи Європейського Союзу ENTSO-E. Це не пов'язано з російським нападом — процес енергетичної євроінтеграції було розпочато ще у 2005 році, а необхідні для синхронізації систем заключні експерименти проводилися з 23 лютого. Війна лише прискорила плановий процес, згідно з яким остаточне приєднання мало відбутися у 2023 році.

До 24 лютого українська енергетична система складалася з двох незалежних частин. Основна частина охоплювала більшість електростанцій та інших об'єктів електроенергетики, працювала синхронізовано із системами РФ і Білорусі та передбачала експорт-імпорт електроенергії звідти й туди.

Друга частина української енергосистеми – так званий Бурштинський енергоострів — не залежав від основної частини ОЕС і працював на потужностях Бурштинської ТЕС і кількох невеликих електростанцій. Це давало змогу експортувати електроенергію до Європи та забезпечувати частину Львівщини, Закарпатську та Івано-Франківську області.

Нині в Україні єдина енергосистема на всій території країни (більше немає Бурштинського острова), розірвано електричні зв'язки з Білоруссю та Росією, система працює синхронно з європейською. Україна може постачати електроенергію до Європи (що вона й робить) та отримувати її звідти.