Маршалы энергетики

На высшем посту главнокомандующего умственная деятельность принадлежит к числу наиболее трудных, какие только выпадают на долю человеческого ума.

К, Клаузевиц

С полной определенностью можно утверждать

что данное высказывание в какой-то мере относится и к «главнокомандующим» больших систем, которые могут быть глобальными (система управления космическими полетами) или по своему территориальному охвату приближаться к ним. К последним относятся энергосистемы.

Как мы уже говорили, еще ни одна техническая система не гарантирована от всяких неожиданностей. Если на изолированно существующей электростанции возникла авария, то все постоянные потребители — фабрики, заводы, больницы и жилые дома — останутся без электроэнергии. А чтобы не произошло перерыва в электроснабжении при проведении профилактических ремонтов, на каждой станции нужно либо держать резервные агрегаты, что весьма накладно, либо объединить несколько электростанций в систему. В объединенной системе возможно оказание помощи терпящим бедствие и вообще более рациональное использование энергоресурсов.

Возникновение энергосистем можно сравнить с образованием удельных княжеств

В начале 50-х годов Мосэнерго объединило все электростанции на территории, примерно соответствующей Московскому княжеству до вступления Ивана Грозного на престол. Аналогичные системы сложились и в других регионах. Так, Свердловская, Челябинская, Пермская и Оренбургская области слились в объединенную систему Урала со своим диспетчерским управлением в Свердловске.

При «путешествии» по «Московскому электрическому княжеству» моим гидом был начальник диспетчерской службы Мосэнерго Н. П. Вавилов. Он рассказывал о многих драматических и комических случаях в работе энергетиков, делая экскурсы в историю электрификации нашей страны. В 30-е годы, будучи молодым инженером, Н. Вавилов выполнял срочный ремонт ротора на одной из электростанций. Для экономии времени в машинный зал послали официантку с обедом для бригады. Когда она вошла в зону электромагнитного поля ротора, на ее подносе сначала поднялись вилки и ложки, а затем они вместе с судками полетели вверх. Официантка, облитая борщом и кашей, превратилась в восковую фигуру. И было с чего. Всю жизнь по­суда у нее падала вниз, а здесь — полетела вверх.

Электроэнергию сравнивают с хлебом промышленности

Но если зерно можно хранить в элеваторах, то арсеналов для хранения электроэнергии еще нет. Мы не берем в расчет громоздкие малоемкие аккумуляторы. Выработка электроэнергии относится к особому виду производства. Электроэнергия сразу должна потребляться. Но здесь своя особенность. Потребляется электроэнергия неравномерно, а в каждый момент то меньше, то больше — система пульсирует.

Пульс человека — очень чуткий индикатор его эмоционального состояния. Знаменитый русский физиолог И.Ф. Цион в шутку, но с полным основанием говорил, что с помощью кардиографа умирающий богач мог бы точно узнать о степени искренности печали его наследников. Как известно, в полетах первых космических экипажей не было врачей. Но, анализируя пульс первопроходцев Вселенной, который передавался на землю с помощью телеметрии, врачи определенно могли судить об эмоциональном состоянии космонавтов и об их физической нагрузке. Так и пульсация электроэнергии в системе является своеобразным зеркалом, в котором отражаются труд, быт, увлечения и многое другое.

Хмурое осеннее утро. Вставая, люди, как обычно, зажигают свет

Это повторяется в миллионах квартир Москвы и нескольких соседних с Москвой областях. Начинает работать метро, выходят на линии трамваи и троллейбусы, усиливается движение электропоездов. Резко возрастает потребление электроэнергии, образуя на графике своеобразный пик. Этот подъем как бы запрограммирован. Его ждут диспетчеры энергосистемы. По пульсации потребления электроэнергии можно безошибочно узнать, вызвала та или другая телевизионная передача интерес зрителей или они к ней остались равнодушны. Дежурные щитов управления знают, что международные чемпионаты по хоккею или футболу, если они будут передаваться даже далеко за полночь, приведут к увеличению потребления энергии.

В какой-то степени к периодически повторяющимся явлениям, например к похолоданию, заранее можно подготовиться. Но есть и такие, которые возникают для диспетчера как полнейшая неожиданность. Когда было передано сообщение ТАСС о первом полете человека в космос, стали лавинообразно включаться приемники и телевизоры. На пульте щита управления Мосэнерго автоматы забили тревогу: не хватало электроэнергии. Диспетчер ввел в действие резервные тепловые электростанции. И этого оказалось мало. Помощь пришла от диспетчера Единой энергетической системы России.

Первое, что бросается в глаза в зале Центрального диспетчерского управления Единой энергетической системы России (ЕЭС)

это гигантская мнемосхема, обнимающая полусферой «авансцену» зала. На ней нанесены электростанции нашей страны и линии электропередач, связывающих Центр, Кавказ, Среднюю Волгу, Юг, Северо-Запад, Урал, Казахстан, Сибирь и Дальний Восток. И всей этой электрической державой управляет диспетчер; со своего пульта он может дать команды 640 крупным электростанциям страны — от Балтики до Тихого океана. Работающие электростанции на карте-мнемосхеме светятся лампочками. Вспоминается другая карта и другой год.

Москва. 22 декабря 1920 г. VIII Всероссийский съезд Советов. Делегаты сидят в ненатопленном полутемном зале Большого театра в шубах и валенках. Обсуждается план ГОЭЛРО. На трибуну поднялся Г.М. Кржижановский. Когда он указывал места, где будут построены электростанции, на карте зажигались электрические лампочки. Всего 30 лампочек! 30 тепловых и гидравлических электростанций. И среди них такие звезды, как Каширская и Днепровская. Общая мощность всех намеченных планом электростанций к 1932 г. должна была составить 1,5 млн. кВт.

Среди невиданной разрухи и царившего голода многим из сидящих в зале план ГОЭЛРО казался сказочным, фантастичным. Да разве могло быть иначе? Ведь для того, чтобы зажечь на электрифицированной карте 30 лампочек, пришлось отключить свет в соседних зданиях.

Когда автор впервые пришел в зал Центрального диспетчерского управления ЕЭС

в большей части европейских городов нашей страны был обеденный перерыв. На приборах пульта он отразился спадом потребления электроэнергии. Куйбышевская ГЭС давала в этот момент 1 млн. 200 тыс. кВт. Но вот время обеда подходит к концу, и ГЭС подняла нагрузку до 2 млн. кВт, что на 0,5 млн. больше, чем предусматривал весь план ГОЭЛРО. Затем в «общий котел» начала вливаться электроэнергия Волгоградской ГЭС. Старший дежурный диспетчер В.И. Андреев, то, глядя на крутящиеся барабаны мегаваттметров, то на световые сигналы, вспыхивающие на карте-мнемосхеме, изредка нажимал на кнопки пульта управления. Особым объектом его наблюдения был главный частотомер. Вся система фантастически синхронизирована. Валы нескольких тысяч генераторов, дающих ток в систему, должны не только вращаться с одинаковой скоростью, но и в каждое мгновение иметь одинаковый угол поворота. Погрешность не должна превышать ±0,1 Гц.

Диспетчеру помогает автоматическая система управления

В «памяти» электронных машин запечатлены возможные отклонения, неполадки и возможные аварии в системе. Причем при развитии аварии на какой-либо из электростанций последняя автоматически отключается от системы. Автоматы направят электроэнергию к потребителю обходным путем. Но в системе может случиться и непредвиденное событие. Здесь-то и нужен интеллект диспетчера. В своей работе он напоминает маршала, который командует 147 млн. кВт — такая сегодня мощность всех электростанций, входящих в систему. Ему подчинены резервы «главнокомандующего» — гидравлические станции, Куйбышевская и Волгоградская; его рабочий день — напряженная готовность к непредвиденному и мгновенная реакция на случившееся. А непредвиденные события в энергосистемах развиваются чрезвычайно быстро, когда нельзя провести «военный совет», и на принятие решения, причем решения чрезвычайно ответственного, отводятся считанные секунды.

Северо-восток США и юг Канады обеспечиваются энергосистемой «Канада—США восточная»

Общая мощность ее около 48 млн. кВт. 9 января 1965 г. в районе Ниагарского каскада гидроэлектростанций отключилась одна из пяти отходящих в сторону Канады линий электропередачи. Как выяснилось впоследствии, отключение произошло из-за «самопроизвольного» и не­верного срабатывания одного реле в устройстве защиты. Ток энергосистемы устремился по четырем соседним линиям, которые не выдержали перегрузки и через несколько секунд отключились. В 17 час. 21 мин. погас свет в Бостоне. В 17час. 23 мин. отключилась система Центрального Гудзона. В 17 час. 24 мин. — отпала система Лонг-Айленда, а в 17 час. 28 мин. — погас Нью-Йорк. За несколько минут территория в 200 тыс. квадратных км, где разместилось восемь штатов с такими городами-гигантами, как Нью-Йорк, Монреаль, Бостон и другие, полностью осталась без электроэнергии. Остановились электропоезда, троллейбусы. Более 600 тыс. пассажиров метро оказались запертыми в вагонах поездов, тысячи людей зависли в лифтах. В 800 крупных больницах врачи не могли оказать экстренную помощь больным. Хирурги в операционных заканчивали операции при свете свечей. Остановились все фабрики и заводы, в электропечах застыл металл. Перестал работать водопровод, прекратилась подача газа. Выключились радиостанции и телецентры.

Прервалась телефонная связь

Самолеты не могли совершать посадку на погруженные в темноту аэродромы. На улицах городов возникла суматоха, так как погасли светофоры. Наступило, как писали газеты, «великое затмение». Подача электроэнергии была восстановлена только в 7 часов утра 10 января. «Затмение» обошлось в 1,5 млрд. долл. США.

У диспетчера щита управления энергосистемы было, по крайней мере, несколько моментов, когда «электрического джинна» еще можно было «загнать в бутылку». Так, избежать катастрофы можно было, отключив в самом начале часть потребителей электроэнергии. Диспетчер этого не сделал.

Одна из особенностей работы на пульте ЕЭС — «прокатка пиковой волны» с востока на запад. Когда в Москве еще ночь, за Уралом поднимается солнце. Там сейчас час пик. Туда направляется электроэнергия из Центра, с Волги и Юга. Вместе с движением солнца по территории страны движется «пиковая волна» и отражается на щите управления. Но чтобы это движение происходило оптимально, т. е. с наименьшими издержками, диспетчер должен учитывать стоимость производства электро­энергии различными электростанциями, потери электроэнергии при переброске и многое другое. Так дешевая энергия гидроэлектростанции, переброшенная на чрезвычайно большое расстояние, может обойтись гораздо дороже электроэнергии, вырабатываемой тепловой электростанцией, но расположенной поблизости к потребителю.

Затихает рабочий день в часовом поясе Москвы

Перестают работать станки на заводах и фабриках. Люди возвращаются домой с работы. Включаются светильники, торшеры в квартирах, начинают светиться экраны телевизоров, вспыхивают люстры и прожекторы в театрах и концертных залах. С наступлением глубокой ночи затихает жизнь страны в западных районах. Диспетчеры готовятся к началу дня на востоке. Необходимо рассчитать, где и сколько по­требуется энергии, знать, какой уровень воды в главных водохранилищах, какие энергоблоки будут поставлены на профилактический ремонт. 640 электростанций в системе. Число их из года в год растет. Для каждой из них нужен оптимальный график работы. Со всеми этими расчетами не справиться и тысячам людей. И здесь на помощь людям пришла электроника.

В 1971 г. благодаря оптимизации работы ЕЭС удалось сэкономить 3 млн

кВт — это столько, сколько вырабатывала электроэнергии вся наша страна в 1930 г. Почти одновременно с ЕЭС начали создаваться и другие глобальные системы, например, для переброски газа и нефти. Трубы, по которым течет «жидкое золото» и бесцветный газ, пронизывают всю нашу страну и уходят за ее пределы. И здесь также работают люди, труд которых напоминает работу диспетчеров ЕЭС.

Возвращаясь к нашим рассуждениям о различии между практическим и теоретическим складом ума, можно с большим основанием сказать, что нет никаких данных, говорящих о том, что практический интеллект более элементарный, чем ум теоретический. Сопоставление здесь не уместно. Но правомерно поставить вопрос: какой вид интеллектуальной деятельности протекает в более благоприятной обстановке?

Сравнение деятельности теоретического и практического ума позволяет сделать вывод

что практическая интеллектуальная деятельность протекает в более сложных условиях, чем теоретическая. Практик решает многообразные задачи в условиях жесткого лимита или даже дефицита времени, неся огромную ответственность за принимаемое решение. Интеллектуальная же работа теоретика протекает в более спокойных условиях при ясности решаемой задачи и в отсутствие дефицита во времени. Именно этим обусловлены своеобразие и сложность психической деятельности практического мышления, вплетенного в реальную и ответственную деятельность.