Гидроэлектростанции играют ­существенную роль в обеспечении надежности работы энерго­системы. Системный оператор активно использует уникальные маневренные возможности ГЭС, в частности для покрытия суточной неравномерности потребления электроэнергии, а также для компенсации последствий периодически возникающих небалансов мощности в энергосистеме.

Диспетчерские центры Системного ­оператора традиционно управляют активной мощностью гидро­электростанций, используя два взаимодопол­няющих метода. Первый – это задание ­мощности в виде плановых диспетчерских графиков при многократном уточняющем расчете режима работы ЕЭС России в течение суток. Такие графики для каждой станции формируются в расчетном комплексе балансирующего рынка исходя из заявок поставщиков электроэнергии, из предполагаемого потребления, сетевых ограничений и ремонтов оборудования в ЕЭС России. Но поскольку расчеты далеко не всегда совпадают с реальностью, в течение суток этот график периодически корректируется как расчетным комплексом, так и командами, отдаваемыми диспетчерами. 

Второй метод – устранение небалансов и поддержание перетоков в допустимых значениях с помощью централизованных систем автоматического регулирования (или автоматическое вторичное регулирование). Они созданы для практически мгновенного реагирования на непредвиденные возмущения в энергосистеме, которые чаще всего связаны с какими-либо аварийными ситуациями (отключением линий электропередачи, отдельных генераторов или крупных потребителей), и работают полностью в автоматическом режиме, рассчитывая и выдавая в ГРАМ ГЭС задания на увеличение или снижение выдаваемой мощности станции.

В отличие от автоматического вторичного регулирования мощности, ввод в ГРАМ плановых диспетчерских графиков и команд не был автоматизирован. В результате в век всеобщей цифровизации оперативный персонал ГЭС занимался довольно ­архаичной работой: получив от Системного оператора плановый диспетчерский график на один из компьютеров, специалист брал тетрадь и вручную переписывал в нее заданные значения на начало каждого часа, чтобы затем вручную же внести эти данные в другой компьютер, подключенный к ГРАМ станции. Более того, поскольку обновления приходят каждый час, персоналу приходилось постоянно сверять «старый» и «новый» графики на предмет изменений. На это накладывались диспетчерские ­команды, которые поступали, как и много лет назад, по телефону.

В процессе переноса информации, постоянной корректировки задания, исполняемого в текущий момент, сверки с актуальным плановым графиком возникал риск ошибок. А если станция отработала выше заданных диспетчерским графиком значений, то она неэффективно израсходовала гидроресурсы, если ниже – понесла расходы на покупку электро­энергии на балансирующем рынке.

Для решения вопроса в 2015 году РусГидро и Системный оператор договорились о параллельной работе. Системный оператор разработал и внедрил в диспетчерских центрах систему доведения плановой мощности, а РусГидро обеспечило модернизацию ГРАМ своих станций, что позволило получать плановые графики мощности (и их изменения) в автоматическом режиме и поддерживать вырабатываемую мощность в точном соответствии с заданием, без непосредственного участия персонала (за человеком, впрочем, остались функции контроля, а также проверки исполнимости графиков и диспетчерских команд).

На разных ГЭС в системах управления используются устройства и ПО различных поставщиков. ­По­этому новую систему решили отработать на четырех пилотных станциях, имеющих разное оборудование: Чиркейской, Волжской, Саратовской и Камской ГЭС. Пионером стала Чиркейская ГЭС – первые испытания на ней были проведены в декабре 2017 года, а в апреле 2018-го система была введена в опытную эксплуатацию.

По результатам опытной эксплуатации система ­автоматического доведения планового графика мощности была доработана. Это позволило в 2019 году перейти к этапу одновременного внедрения системы во всех диспетчерских центрах Системного оператора и подключения к ней модернизированных систем управления мощностью на крупных ГЭС РусГидро.

Процесс внедрения новой технологии на еще нескольких станциях РусГидро будет завершен в первой половине 2020 года. Ее полномасштабное апро­бирование, скорее всего, откроет дорогу для ти­ражирования надежного и безопасного управления мощностью других ГЭС России.