Американская NERC представила предварительные результаты расследования массовых отключений электроэнергии в феврале 2021

Североамериканская корпорация по надежности (North American Electric Reliability Corporation, NERC), ответственная за разработку и контроль соблюдения стандартов по обеспечению надежности, совместно с Федеральной комиссией по регулированию энергетики (FERC) США представила предварительные результаты расследования действий системных операторов энергосистем в ряде штатов Среднего Запада и Юга в условиях экстремальных холодов 14-19 февраля 2021 г., – MISO*, SPP** и техасского ERCOT. Особенно сильно в тот период пострадал штат Техас, где имели место периодические массовые отключения потребителей, чтобы избежать системной аварии. Так в зоне MISO снижение нагрузки потребления составило ≈700 МВт в течение чуть более двух часов; в зоне SPP снижение нагрузки потребления составило ≈2 700 МВт в течение примерно пяти часов; в зоне ERCOT снижение нагрузки составило ≈20 000 МВт в течение трех дней.

Из 1 823 случаев аварийного отключения, снижения мощности нагрузки и отказов при вводе в работу генерирующего оборудования, вызванных резким похолоданием, 1 244 случая были зарегистрированы в зоне ERCOT, 473 – в зоне SPP, 106 – в зоне MISO. Кроме того, ERCOT, в отличие от MISO и SPP, был лишен возможности задействовать поставки из мощности соседних операционных зон.

Официально заявленной целью совместного расследования было выявление проблем в работе энергообъектов, формирующих «каркас» национальной энергосистемы (bulk power system, BPS), и, по возможности, выбор решений для их устранения. Применительно к Техасу также проведена оценка работы энергосистемы штата в изолированном режиме от соседних объединенных зон – Западной и Восточной (Western & Eastern Interconnections) – и взаимосвязи между текущей моделью работы ERCOT и сложностями в обеспечении надежности энергоснабжения в экстремальных условиях.

В качестве предварительных выводов NERC предложила следующие:

1. Основной причиной нарушений нормального режима работы энергосистем стало замерзание генерирующего оборудования из-за резкого похолодания, которое, в свою очередь, вызвано недостаточной подготовкой к зимнему периоду.
2. Второй по значимости причиной технологических нарушений стали сложности с поставками природного газа на ТЭС, связанные не только с погодными условиями, но и комбинированным эффектом снижения добычи и условиями договоров на поставку природного газа, а также другими проблемами, такими как, например, снижение давления газа в трубопроводной системе. Частично способствовало сокращению добычи газа решение ERCOT о принудительном снижении нагрузки потребления в целях поддержания балансовой надежности энергосистемы. Однако отключение электроснабжения затронуло газопроводную систему лишь в минимальной степени благодаря тому, что большинство объектов газовой инфраструктуры оборудовано резервными источниками питания и операторы в значительной степени могли выполнять контрактные обязательства по поставкам природного газа.
3. Сочетание величины и продолжительности оперативного отключения нагрузки по команде ERCOT в целях поддержания балансовой надежности энергосистемы привело к определенным трудностям для операторов передающих и распределительных сетей, поскольку потребовало от диспетчерского персонала сетевых операторов ручного выполнения действий, которые в обычном режиме осуществляются автоматически, например, системой автоматического отключения нагрузки при снижении частоты. В операционных зонах SPP и MISO объемы оперативного отключения нагрузки были значительно меньше, чем в операционной зоне ERCOT, поэтому им не пришлось задействовать диспетчерский персонал сетевых операторов для оперативных отключений нагрузки.
4. Координация действий и коммуникации между MISO, SPP и ERCOT показали высокий качественный уровень взаимодействия системных операторов в целях поддержания устойчивости энергосистем в сложных условиях.

Основные предварительные рекомендации NERC по результатам расследования заключаются в следующем:

1. В первую очередь, необходимо пересмотреть действующие стандарты по обеспечению надежности, включив в них обязательства собственников генерации:
   • по защите критически важных компонентов в холодную погоду;
   • по учету экстремальных погодных условий при модернизации действующих и проектировании новых электростанций,
   • по ежегодному обучению персонала по планам подготовки к зимнему периоду;
   • по разработке планов действий в аварийных ситуациях;
   • по предоставлению системному оператору данных о гарантированном объеме генерирующей мощности, которую системный оператор может задействовать в случае сильных холодов, включая оценку рисков невыполнения договоров поставки газа;
   • по информированию системного оператора об эксплуатационных ограничениях на выдачу мощности в целях планирования мер по смягчению негативных последствий для энергосистемы.
2. Должны быть разработаны меры компенсации затрат (через рыночные механизмы или через комиссии по вопросам коммунального обслуживания штатов) в целях защиты от экстремальных погодных условий.
3. Конгресс, законодательные и регулирующие органы штатов, обладающие соответствующей юрисдикцией в отношении объектов, используемых для добычи, сбора, переработки и передачи природного газа, должны обеспечить разработку собственниками таких объектов планов подготовки к зимнему периоду, включающих меры по подготовке к чрезвычайным погодным условиям.
4. Предприятиям по добыче, сбору и переработке природного газа следует рассмотреть возможность принятия мер по защите оборудования от замерзания и других ограничений, обусловленных холодной погодой, которые могут повлиять на добычу, сбор и переработку газа.
5. FERC необходимо рассмотреть возможность организации площадки для обсуждения конкретных мер по повышению надежности газовой инфраструктуры с участием NERC, представителей органов власти, отраслевых регуляторов, предприятий по добыче, сбору и переработке природного газа.

Официальный сайт NERC

* В операционную зону входят полностью или частично штаты Монтана, Миннесота, Северная Дакота, Южная Дакота, Висконсин, Мичиган, Иллинойс, Индиана, Миссури, Кентукки, Арканзас, Миссисипи, Луизиана, Техас.

** В операционную зону входят полностью или частично штаты Монтана, Миннесота, Северная Дакота, Южная Дакота, Вайоминг, Небраска, Айова, Канзас, Миссури, Оклахома, Арканзас, Нью-Мексико, Луизиана, Техас.

Фото:  LM Otero/Associated Press