Электроэнергетическая система включает в свой состав электрические станции для производства мощности и энергии, транзитные сети высокого напряжения для их транспортировки, распределительные сети для распределения электричества потребителям электрической мощности и энергии. Основным назначением такой системы является надёжное и бесперебойное обеспечение потребителей электричеством надлежащего качества.
Характерной особенностью электроэнергетической системы является единый технологический процесс производства электрической мощности и энергии, их передачи, распределения и потребления. Данный процесс является типичным для электроэнергетических систем всего мира. При этом для любого мгновения времени (миллисекунды) в любой энергосистеме должен быть обеспечен энергобаланс между потреблением и производством. Данное условие является очень важным с точки зрения надёжности и бесперебойности обеспечения потребителей электричеством надлежащего качества и обеспечения безаварийной работы энергосистемы. При повышенном потреблении электроэнергии (летом при высокой температуре или в холодное зимнее время года) даже в развитых странах обеспечение энергобаланса между потреблением и производством является трудновыполнимой задачей, что приводит к крупным системным авариям с нарушением устойчивости работы энергосистемы и прекращением поставки электроэнергии в полном объёме, зачастую на длительный период времени.
Характерными причинами аварий в системах электроснабжения из-за дисбаланса производства и высокого потребления могут быть следующие:
● Понижение частоты электрического тока из-за возникшего недостатка мощности генерирующих источников вследствие потери генерирующей мощности или возрастания потребления в энергосистеме (нагрузки потребителей). Понижение частоты до 46–47 Гц (нормальная частота 50 Гц) сопровождается ещё и глубоким понижением напряжения, в результате которого могут создаться условия для отказа в работе противоаварийной автоматики.
● Понижение уровня напряжения в основных узловых пунктах энергосистемы вследствие недогрузки генераторов и синхронных компенсаторов по реактивной мощности, перегрузки генераторов по активной мощности, неудовлетворительного распределения активных и реактивных мощностей генераторов и синхронных компенсаторов, чрезмерной присоединённой мощности потребителей электроэнергии, увеличения перетоков мощности.
● Асинхронный режим работы отдельных частей энергосистем в связи с перегрузкой межсистемных транзитных связей из-за интенсивного роста потребляемой мощности.
● Перегрузка межсистемных и внутрисистемных транзитных связей сверх максимально (аварийно) допустимых значений перетоков мощности (токов) по ВЛ и оборудованию.
В качестве примера приведём несколько случаев крупных системных аварий в мировых энергосистемах.
РОССИЯ. Авария в энергосистеме Москвы 25 мая 2005 г., которая начиналась на ПС «Чагино», стала самой обширной в истории России, затронув около 7 млн человек. Нештатные ситуации в работе электросетей привели к нарушению устойчивости энергосистемы и последующему отключению линий электропередачи в столице, на юго-западе Московской агломерации, а также в Тульской, Калужской и Рязанской областях. От перегрузки, возникшей из-за утреннего роста энергопотребления, началось автоматическое каскадное отключение высоковольтных линий электропередачи юга Москвы и Московской области.
По данным РАО «ЕЭС России», без энергоснабжения осталось около 26% потребителей Москвы и области, 87% потребителей в Тульской и 22% в Калужской областях, менее масштабные отключения произошли в энергосистемах Рязанской и Смоленской областей.
В Москве были обесточены пять административных округов, на территории которых находились 11 706 строений, в т. ч. 8 814 жилых домов, около 600 школ и более 1 тыс. детских садов. Остановились 33 тыс. лифтов, в которых были заблокированы порядка 3 тыс. человек. Без электричества остались 28 медицинских учреждений (в т. ч. три родильных дома, станция переливания крови, онкологический центр и морг), две станции аэрации, три регулирующих узла водоснабжения и 30 насосных станций «Мосводоканала». Остановились поезда метро на Калужско-Рижской, Серпуховско-Тимирязевской, Люблинской, Замоскворецкой и Калининской линиях (43 состава, в которых находились около 20 тыс. чел., вставшие в тоннелях, откуда пассажиров в течение нескольких часов эвакуировали сотрудники МЧС), перебои в движении возникли и на других линиях метро. На железных дорогах Курского, Павелецкого, Киевского, Рижского и Рязанского направлений остановились 37 пассажирских, 700 пригородных и 125 товарных поездов.
Наблюдались перебои в работе сотовой связи, банкоматов, был затруднён доступ в интернет, в середине дня биржи (РТС и ММВБ) приостановили торги. Произошёл также несанкционированный сброс сточных вод с очистных сооружений в реку Москва. Серьёзные проблемы испытывали множество предприятий на территориях г. Москва и прилегающих областей. Так, на птицефабриках Петелино и Тульская погибли более 1 млн кур, в доменных печах Ступинского металлургического комбината из-за обесточивания застыл расплавленный никель (стоимость ремонта печей позднее была оценена в 1 млн долл. США).
0
172 
