Закон Ома и чиновничьи игры в веерные отключения

На Донбассе идет война, шахты остановлены и частично затоплены. Уголь не добывается, его становится все меньше на складах электростанций. Страна вступает в зиму и с ней нависает угроза энергетического, вернее электроэнергетического кризиса. Чиновники от энергетики заговорили о переходе в режим веерных отключений. Правда, только бытовых потребителей, промышленность обещали не трогать. На два часа утром и вечером будут отключать электроэнергию, чтобы снизить пиковую нагрузку.

Вроде бы все понятно, что делать, война...

В свое время тогдашний премьер-министр, а затем председатель Днепропетровского областного совета Павел Лазаренко несколько самонадеянно заявил на одной из своих пресс-конференций, что никто кроме него так глубоко не разбирается в вопросах электроэнергетики. Затем он стал излагать способы преодоления дефицита активной мощности в энергосистеме и запрете на отключение сельских потребителей, так как дети не могут полноценно учиться и делать вечером уроки. При этом стало совершенно ясно, что он не понимает элементарных основ электротехники. Пришлось в прессе популярно объяснить ему, в чем состоит значение закона Ома, как и других законов электротехники, и какие выводы из них вытекают. В том числе и как осуществляется баланс между генерацией и потреблением активной мощности. Тогда войны не было, зато была неуемная жажда грабежа государства под видом дефицита электроэнергии. В чем Павел Иванович и преуспел, однако, закончил плохо. Впрочем, о калифорнийском узнике сейчас мало кто вспоминает.    

Тем не менее, позволим усомниться в предлагаемом нашими чиновниками способе решения энергетических проблем.

Активная мощность, вырабатываемая генераторами на электростанциях, крутит двигатели на предприятиях, лифтах в наших домах, дает свет электрическим лампочкам, позволяет пользоваться телевизорами, компьютерами и мобильными телефонами. Если суммарная мощность потребителей больше активной мощности в сети, то, увеличивая подачу пара в турбины, можно увеличить производство электроэнергии. Естественно, что при этом придется сжигать больше топлива в котлах для производства того же пара.

При этом мощность турбины и генератора на ее валу можно увеличить только в известных пределах. К тому же чем мощнее генератор и приводящая его во вращение турбина, тем выше их инерционность. Поэтому увеличение мощности происходит не сразу, в то время как нагрузка изменяется скачкообразно. Можно ввести резервные генераторы, но раскрутка их и турбин — дело длительное по тем же причинам. При этом нагрузка изменяется по вероятностным законам, и предсказать ее величину можно только приблизительно. Вот и возникает дефицит активной мощности.

Это очень опасный режим работы энергосистемы, так как приводит к падению частоты электрического тока. При этом нагруженные генераторы нагружаются еще сильнее, а менее нагруженные разгружаются. Как только нагрузка генератора достигает предельной величины, автоматика его отключает. Дефицит активной мощности увеличивается еще больше, отключается следующий генератор. Происходит явление, которое в электроэнергетике называется лавиной частоты. Через очень короткое время мы сталкиваемся с тем, что большинство генераторов отключено, наступил распад системы. По англо-американской терминологии blackout. У него два значения: автоматическое отключение и затемнение. Чиновники нам предлагают в виде веерных отключений испытывать и то, и другое в вечернее время.

Как же предотвратить дефицит активной мощности в энергосистеме и тем самым снижение частоты электрического тока до опасных пределов.

Прежде всего, получить необходимое количество электроэнергии для покрытия дефицита у соседей. Раньше так и делали. Технически мы можем это сделать только от российской энергосистемы, что невозможно в нынешних условиях по политическим причинам.

Предыдущая власть декларировала, но ничего не сделала реально для подключения украинской электроэнергетической системы к европейской и синхронизации с ней. Сделать это быстро не представляется возможным по техническим причинам. Хотя такая цель должна ставиться и по возможности реализовываться максимально быстро. Сложность в том, что для этого нужны необходимые средства, а с ними проблема. Другими словами, получить помощь соседей невозможно по нашей собственной вине.

Остается другой способ. Нужно уменьшить нагрузку, сбалансировать величину генерации и потребления, тем самым ликвидировать дефицит активной мощности в энергосистеме. Как это сделать? Очень просто — отключить часть потребителей. Об этом говорит всеми изучаемый в школе закон Ома и другие законы электротехники.

Остается ответить на второй вопрос. Кого и когда отключать. Ничего нового не придумано. Надо только следовать нормативным документам.

Определенную часть потребителей невозможно отключить. Например, систему слежения и контроля за воздушным пространством. Диспетчеры должны непрерывно следить за ним и руководить полетами самолетов. Точно также невозможно отключать больницы и операционные, так как это ставит под угрозу жизнь людей. Перечень таких объектов и потребителей известен. Он, кстати, довольно длинный. Слишком сильно зависит наша жизнь от электроэнергетики.

Следующий уровень или категория потребителей может быть отключена, но это принесет значительные материальные убытки, например, в виде невыпущенной продукции. В условиях войны вряд ли кто-то решит отключать танковые заводы, который работают в три смены.

И, наконец, третий уровень. Это, условно говоря, бытовые потребители, освещение, возможно, городской электротранспорт. Именно о них говорили чиновники и к этому нас готовят.

И здесь возникает много вопросов.

• Во-первых. Какую часть дефицита активной мощности составляют именно потребители третьей категории. Ответа пока нет, но есть все основания полагать, что не такую и большую. Есть в электроэнергетике понятие вечернего получасового максимума, но как он соотносится с дневным. В утренние часы работает большая часть предприятий и нагрузка в сети действительно велика. Вечерний максимум не может быть равен дневному. Ответа тоже пока нет.

• Во-вторых. Даже если поставить цель полностью отключать на два часа потребителей третьей категории, то ее невозможно достигнуть из-за крайне консервативного устройства электрических сетей.

В нашем случае во многих населенных пунктах и особенно больших городах, а именно в них потребляется большая часть электроэнергии, структура сетей такова, что отключить большое количество потребителей просто невозможно. Например. Большая районная больница в областном центре — потребитель первой категории, отключению не подлежит. Однако сеть такова, что больница питается через ряд бытовых объектов и жилых домов. Если их отключить, то без электроэнергии останется и лечебное заведение. Если внимательно посмотреть на структуру и географию электрических сетей в больших городах и даже средних (по площади и количеству населения), то обнаружится, что отключить можно в лучшем случае половину потребителей, а реально и того меньше. Можно отключить сельских абонентов, но их влияние на дефицит активной мощности весьма мал и поможет такое действие мало.

• В-третьих. Следует прекратить или максимально ограничить поставки электроэнергии за рубеж. В отношении Крыма это уже делается. Как сообщает сайт самопровозглашенного правительства Крыма «Крыминформ», в сентябре на 60% снижаются поставки электроэнергии из Украины. Можно вполне снизить и до нуля. Если российская власть так озабочена электроэнергетическими проблемами аннексированной территории, то самым лучшим способом их решения было бы прекращение агрессии на Донбассе и восстановление добычи там угля для украинских электростанций. Пока же мы наблюдаем очередной виток мародерства. Из Донбасса в Россию вывозится уголь со складов шахт.

Придется, видимо, аналогичные шаги предпринять и в отношении других наших партнеров. Это прямые финансовые потери, но что делать, самим не хватает электроэнергии.

• В-четвертых. Отключать так или иначе придется. Тем не менее, делать это нужно по определенному графику после тщательного анализа возможного ущерба и его минимизации. Это сложная и кропотливая работа, но без нее все декларируемое превратится в очередную чиновную игру в выполнение поставленных задач и победных рапортов.

• В-пятых. Представляется, что не до конца использованы возможности пусть на ограниченное время закупить уголь по импорту в европейских и других странах. Так можно было хоть как-то ослабить остроту проблемы.

• В-шестых. Хоть и идет война, но нужно думать о существенной реконструкции электрических сетей. Начиная от высоковольтных линий электропередач, до городских, районных и сельских. Ведь потери в них огромны. Получается, что значительная часть генерируемой мощности, мягко говоря, обогревает воздух. Однако на это тратится топливо, которого так не хватает. Это проблема решается не за один день, но ведь когда-то нужно начинать.  

И последнее, но первое по важности. Чиновники должны твердо знать, что война не все спишет. За некомпетентность, административный раж и нежелание глубоко прорабатывать проблему придется отвечать. Как на фронте, так и в тылу.