Интеграция малой синхронной генерации в сети

Интеграция систем и объектов малой синхронной генерации в централизованные сети: что это и зачем нужно

Развитие системы распределенной малой генерации — актуальная задача для энергетики РФ. Цифровизация и децентрализация генерации меняют архитектуру отрасли. Постепенно происходит переход от централизованных электростанций к распределенным источникам, что повышает устойчивость электрических сетей к внешним рискам.

Централизованные сети теряют устойчивость и способность мгновенно реагировать на возмущения. Это повышает риск аварий и каскадных отключений. Малая распределенная генерация становится не просто очередным источником энергии, а ключевым элементом надежности и устойчивости современной энергосистемы.

Что такое малая синхронная генерация (МСГ)

Сюда относятся источники электрической энергии мощностью до 25 МВт с синхронными генераторами. Такие энергетические установки непосредственно связаны с сетью. Механическая энергия вращения преобразуется в электрическую без промежуточных электронных преобразователей. Это позволяет легко регулировать частоту и напряжение.

Распространенные примеры МСГ:

• газопоршневые установки (ГПУ) — обладают высокой эффективностью и гибкостью. Когенерация сочетает тепло и электричество, подходит для коммунально-бытового сектора и малой промышленности;
• дизельные электростанции — незаменимы в изолированных энергетических зонах и на промышленных объектах;
• микроГЭС и микротурбины — работают на локальных водных потоках, биогазе, попутном газе.

МСГ отличаются от инверторной генерации своей инерцией, реактивной мощностью, естественной синхронизацией, способностью регулировать электрические параметры.

Синхронный генератор мгновенно реагирует на отклонения частоты, может стабилизировать напряжение и поддерживать его на нужном уровне. Также способен подавать или потреблять реактивную мощность, работать синхронно с другими генераторами. Устройства являются не просто локальными источниками генерации электроэнергии, а активными участниками стабилизации сети.

Как происходит интеграция МСГ в централизованные сети

Современные задачи энергетики требуют гибкого решения, которое позволит эффективно интегрировать малую генерацию в централизованные сети, обеспечит устойчивость, надежность и экономическую эффективность.

Особое значение МСГ имеет в отдаленных энергорайонах Дальнего Востока и Сибири, где централизованная сеть ограничена. МСГ, обеспечивает локальную энергетическую независимость без потери устойчивости.

Этапы подключения

1. Подача заявки на технологическое присоединение.
2. Определение точки подключения, согласование схемы и параметров генератора.
3. Проектирование и монтаж систем защиты. Необходимо выполнить ряд технических требований, чтобы обеспечить надежность и минимизировать влияние генераторных энергоблоков на централизованную сеть.
4. Защита от островного режима работы. Установка устройств защиты и автоматики, предотвращающих неконтролируемую работу генератора при аварийном отключении.
5. Настройка синхронизации по частоте, фазе и напряжению. Электрическая установка должна плавно входить в сеть, при этом не вызывать перепадов тока и мощности.
6. Испытания и допуск к эксплуатации и параллельной работе. После проверки МСГ может участвовать в балансировании нагрузки, резервировании энергии и продаже электричества.

Регуляторная база

Взаимодействие МСГ с централизованной электрической сетью регулируется рядом нормативных документов:

• Постановление Правительства РФ № 442 — регулирует функционирование розничных рынков электроэнергии, порядок технологического присоединения, полного или частичного ограничения режима энергопотребления.
• СТО 56947007 — устанавливает нормы технологического проектирования подстанций и присоединения к распределительным сетям, условия подключения малой генерации.
• ГОСТ Р 59746-2021 — устанавливает порядок взаимодействия распределенных источников с сетью, требования к системам защиты, автоматике, качеству электроэнергии.

Стандарт организации СТО 09797721.27.010.01.01-2025

Отдельно стоит рассказать о стандарте, который разработан при активном участии АО «ТЭСС» для формирования единых подходов к нормативному регулированию в области распределенной генерации и интеллектуальных энергосистем.

СТО призван:

• создать правовую и техническую основу для внедрения локальных интеллектуальных энергосистем (ЛИЭС) и самобалансирующихся энергорайонов;
• сбалансировать интересы сетевых компаний и производителей оборудования;
• обеспечить технологическую совместимость и безопасность интеграции распределенных энергоресурсов.

Ключевые вопросы:

• создание самобалансирующих объектов с малой синхронной генерацией;
• интеграция ЛИЭС в централизованные системы энергетики и между собой;
• образование территориально-интегрированных локальных систем;
• превращение активных районов существующих электросетей во внутренние энергосистемы малой мощности — самобалансирующиеся энергорайоны.

Мы упомянули лишь часть вопросов, которые затронуты в документе. Подробно с положениями стандарта организации можно ознакомиться здесь.

Основные преимущества

• Поддержка устойчивости электрических сетей за счет инерции и реактивной мощности. Синхронные генераторы способны удерживать стабильную частоту при аварийных изменениях нагрузки, сглаживать динамические возмущения.
• Снижение потерь при передаче энергии — электричество вырабатывается рядом с потребителем, что уменьшает нагрузку на сети и повышает их эффективность.
• Повышение надежности. Обеспечение энергетического резерва при авариях, поддержка бесперебойного питания школ, больниц, дата-центров, объектов связи и критической инфраструктуры.
• Компенсация вариабельности и поддержка стабильности. Малая синхронная генерация действует как якорь для возобновляемых источников, легко интегрируется с ними, стабилизирует частоту при резких изменениях генерации.
• Экономическая выгода и эффективность. Владельцы МСГ могут снижать тарифную нагрузку и сетевые потери, продавать избыточную электроэнергию, использовать тепло в когенерационных установках.
• Регулирование реактивной мощности и напряжения. МСГ обеспечивает локальную стабилизацию напряжения, что актуально для удаленных районов с протяженными линиями электропередачи.

Вызовы и риски

Несмотря на свои преимущества, интеграция МСГ имеет ряд организационных и технологических сложностей:

• Двунаправленные потоки мощности при подключении МСГ нарушают классические схемы релейной защиты и автоматики (РЗА), в которых энергия протекает в одном направлении — от станции к потребителю. Возникает необходимость пересмотра принципиальных и функциональных схем РЗА, внедрения интеллектуальных систем управления.
• Необходимость модернизации большинства распределительных сетей среднего и низкого напряжения.
• Экономические и регуляторные барьеры тарифной политики и прозрачность механизмов продажи электроэнергии, которые пока еще находятся на этапе формирования.

Перспективы: малая энергетика России как стратегический актив

В удаленных районах более 20 миллионов человек живут вне зоны централизованного энергоснабжения. Развитие малой энергетики способно обеспечить энергонезависимость местного населения и должное качество жизни. В первую очередь это необходимо для дальневосточных и сибирских регионов, в которых уже проявляется дефицит мощности. Вопрос также актуален для арктических территорий и республик Северного Кавказа.

Перспективное направление развития — малая комплексная энергетика, или когенерация. Это одновременная подача тепла и электричества, которая хорошо подходит для ЖКХ, социальных и промышленных объектов. Комплексное применение в суровых климатических условиях снижает затраты на отопление и энергоснабжение.

Малая распределенная энергетика и системы распределенной генерации станут основой «умных» сетей. Гибридные энергетические комплексы совместно с накопителями энергии уже тестируют на Камчатке, Кольском полуострове и в Якутии.

МСГ становится ключевым элементом балансирующего рынка. В перспективе развитие гибридных станций, работающих на газе и аккумуляторах. Установки малой энергетики, такие как микроТЭЦ и мини-ГЭС, будут не просто источником, а частью единой цифровой энергосистемы.

Заключение

Малая генерация электроэнергии и интеграция систем МСГ служит технологическим переходом от традиционной энергетики к цифровой, способствует развитию ее устойчивости и безопасности.

Компания ТЭСС предоставляет комплекс индивидуальных решений в области малой энергетики. У нас вы можете приобрести энергетическое оборудование на все случаи жизни. Оставьте заявку на сайте, персональный менеджер проконсультирует вас и поможет выбрать подходящий вариант.