Основная цель создания и развития Единой энергетической системы России состоит в обеспечении надежного и экономичного электроснабжения потребителей на территории России с максимально возможной реализацией преимуществ параллельной работы энергосистем.
Единая энергетическая система России входит в состав крупного энергетического объединения - Единой энергосистемы (ЕЭС) бывшего СССР, включающего также энергосистемы независимых государств: Азербайджана, Армении, Беларуси, Грузии, Казахстана, Латвии, Литвы, Молдовы, Украины и Эстонии. С ЕЭС продолжают синхронно работать энергосистемы семи стран восточной Европы - Болгарии, Венгрии, Восточной части Германии, Польши, Румынии, Чехии и Словакии.
В составе Единой энергосистемы России в настоящее время работают параллельно 6 объединенных энергетических систем (ОЭС) России: Центра, Средней Волги, Урала, Северо-запада России, Северного Кавказа, Сибири - в которые входят 65 энергосистем. ОЭС Востока работает в настоящее время изолировано от ЕЭС.
Электростанциями, входящими в ЕЭС, вырабатывается более 90% электроэнергии, производимой в независимых государствах - бывших республиках СССР. Объединение энергосистем в ЕЭС позволяет: обеспечить снижение необходимой суммарной установленной мощности электростанций за счет совмещения максимумов нагрузки энергосистем, имеющих разницу поясного времени и отличия в графиках нагрузки; сократить требуемую резервную мощность на электростанциях; осуществить наиболее рациональное использование располагаемых первичных энергоресурсов с учетом изменяющейся топливной конъюнктуры; удешевить энергетическое строительство; улучшить экологическую ситуацию.
Общий экономический эффект от создания ЕЭС в сравнении с изолированной работой энергосистем оценивался снижением капитальных вложений в электроэнергетику на величину свыше 2 млрд. руб. в ценах 1984 г. и уменьшением ежегодных эксплуатационных расходов на величину порядка 1 млрд. руб. Выигрыш в снижении суммарной установленной мощности электростанций ЕЭС оценивается величиной порядка 15 млн. кВт.
В последние годы имел место ряд негативных. тенденций в развитии ЕЭС: невыполнение заданий по вводу генерирующих мощностей, практическое отсутствие строительства маневренных электростанций в европейской части страны, преимущественное строительство крупных ГЭС и ограниченное строительство ТЭС в Сибири, недостаточное развитие электрических сетей и средств регулирования потоками электроэнергии в них, образование потока электроэнергии с запада на восток - навстречу транспорту топлива.
Распад бывшего СССР на независимые государства усугубил сложившуюся в последние годы ситуацию в ЕЭС и в электроэнергетике в целом. Впервые за многие годы в 1991 г. в энергосистемах бывшего СССР и ЕЭС не возросла, а уменьшилась установленная мощность электростанций, снизилась выработка и потребление электроэнергии. Снизились показатели, характеризующие качество поддержания частоты, которые были улучшены в последние несколько лет. Годовой максимум нагрузки в ЕЭС в 1991 г. пройден при частоте 49,63 Гц, осенне-зимний - при частоте 49,48 Гц. Продолжительность работы ЕЭС с частотой вне допустимого ГОСТ диапазона в 1991 г. составила почти 500 часов. Ухудшились экономические показатели работы энергосистем - увеличились потери электроэнергии в электрических сетях, а также удельный расход топлива на ТЭС. Увеличилось число ограничений и отключений потребителей, вводимых по командам диспетчерского персонала.
Положение усугубляется тем, что в электроэнергетике резко возрастает объем морально устаревшего оборудования электростанций, отработавшего свой ресурс. Основная часть оборудования электростанций, действующего в настоящее время, отработает свой ресурс к 2005-2010 гг. В то же время инвестиционный цикл в строительстве крупных электростанций от момента принятия решения до окончания самого строительства, как правило, превышает 10 лет. Дефицит электроэнергии может еще усугубиться, если будет удовлетворено требование части общественности (в том числе западных стран) о выводе из эксплуатации энергоблоков АЭС с реакторами типа РБМК в связи с их недостаточной надежностью и безопасностью.
В этих условиях от правильности принятия решений по дальнейшему развитию электроэнергетики во многом зависит успех экономических реформ в независимых государствах, дальнейшее функционирование народного хозяйства и обеспеченность населения тепловой и электрической энергией, которая не может быть закуплена и доставлена из-за рубежа в существенном объеме. Обмен электроэнергией с европейскими странами, составлявший в последние годы не более 2% от общего объема ее выработки, не может существенно сказаться на суммарном балансе электроэнергии.
Учитывая особую роль электроэнергетики в экономике и социальном развитии независимых, государств - бывших республик СССР - и осознавая преимущества параллельной. работы электрических станций и объединенных энергосистем, правительства Республики Азербайджан, Республики Армения, Республики Беларусь, Республики Казахстан, Республики Кыргызстан, Республики Молдова, Российской Федерации, Республики Таджикистан, Туркменистана, Республики Узбекистан и Украины заключили 14 февраля 1992 г. соглашение о создании Электроэнергетического Совета Содружества Независимых Государств с целью проведения совместных и скоординированных действий, направленных на обеспечение устойчивого и надежного энергоснабжения народного хозяйства и населения этих государств на основе эффективного функционирования объединенных энергетических систем с рабочим органом - Исполнительным комитетом.
В условиях перехода к рыночным отношениям, возрастающей политической, административной и хозяйственной самостоятельности регионов внутри государств роль ЕЭС как основы экономически взаимовыгодного обмена электроэнергией и рационализации расходов первичных энергоресурсов, повышения надежности энергоснабжения потребителей в нормальных и аварийных режимах возрастает. Однако дальнейшее развитие ЕЭС и ее системы управления должно быть адаптировано к новым хозяйственным и политическим условиям в независимых государствах.
Управление ЕЭС осуществлялось с помощью создававшейся долгие годы и эффективной в старых условиях иерархической системы диспетчерского управления. В территориальном аспекте основные верхние ступени этой системы: ОДУ, ОДУ, ЦДС энергосистем; ниже этих ступеней иерархии находятся пункты оперативного управления электростанциями, предприятиями электрических сетей и районами электрических сетей. Основные временные уровни: долгосрочное планирование, краткосрочное планирование, оперативное управление, автоматическое управление.
Общим принципом планирования и управления режимами являлось подчинение каждой ступени и временного уровня управления более высокой ступени и уровню с широким использованием принципа оптимальности. Согласно этому принципу, вырабатываемые на каждой ступени и уровне управления решения определяются требованиями оптимизации режима с использованием эквивалентных характеристик частей ЕЭС, соответствующих более низким ступеням и уровням управления; полученные задания отрабатываются оптимальным образом на каждой из более низких ступеней и каждом уровне с уточнением и детализацией на основе использования более полных моделей управляемых на этих уровнях частей ЕЭС. При этом на нижних ступенях и уровнях управления должны готовиться эквивалентные характеристики частей ЕЭС для высших ступеней управления.
Для реализации целей управления ЕЭС была создана автоматизированная система управления на базе применения цифровой вычислительной техники и современных средств связи.
ЕЭС и ее система управления развивались как государственная общесоюзная централизованная структура, хотя оперативно-диспетчерская функция и была непосредственно отделена от хозяйственной. Координация этих функций осуществлялась бывшим Минэнерго СССР.
С распадом СССР на независимые государства и разделением между ними собственности электроэнергетической отрасли бывшего СССР развитие ЕЭС и ее системы управления претерпят изменения, которые во многом будут определяться развитием политических и социальных процессов в новых государствах, формой собственности в электроэнергетике этих государств в будущем.
Для Единой энергосистемы России и ее системы управления существенное значение будут иметь принятые Государственными органами решения по преобразованию форм собственности в электроэнергетике России, а именно: создание на федеральном уровне Российского Акционерного общества (РАО) энергетики и электрификации “ЕЭС России” на базе крупных электростанций (ГРЭС мощностью 1000 МВт и выше, гидроэлектростанций мощностью более 300 МВт) и магистральных, межсистемных и межгосударственных линий электропередач, формирующих Единую энергосистему России, а также региональных акционерных обществ на базе районных энергосистем.
Основная проблема дальнейшего развития ЕЭС и ее системы управления заключается в наиболее рациональном синтезе принципов планирования и управления ЕЭС как полностью централизованной системы и принципов планирования и управления, существующих в зарубежных энергообъединениях, охватывающих страны с разной формой собственности в электроэнергетике.
В соответствии с этими принципами объединенные энергосистемы, входящие в ЕЭС, должны: - договориться об общей цели совместной работы энергосистем (например, минимизировать расходы на производство и транспорт электроэнергии при обеспечении требуемого уровня надежности электроснабжения потребителей) ; - обеспечить обмен информацией, необходимой для достижения общей цели; - договориться об общих критериях надежности; - разделить выгоды от совместной работы справедливым образом.
Координация совместной работы энергосистем должна затрагивать различные уровни управления: оптимизацию капитальных вложений в развитие генерирующих мощностей и электрических сетей, планирование ремонтов, оптимальный выбор состава агрегатов, экономичное распределение нагрузки, регулирование частоты.