Еди́ная энергети́ческая систе́ма Росси́и (ЕЭС России), функционирующий на территории Российской Федерации комплекс электростанций и электрических сетей, объединённых единым технологическим режимом и оперативно-диспетчерским управлением. ЕЭС России включает в себя объекты электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей, которые работают в согласованном режиме производства, передачи и потребления электрической энергии под централизованным управлением системного оператора Единой энергетической системы.

Развитие ЕЭС России и её структура

Развитие ЕЭС России происходило в виде поэтапного объединения региональных энергетических систем, формированием межрегиональных объединённых энергосистем (ОЭС) и их последующим объединением в составе Единой энергетической системы, что позволило более рационально использовать энергетические ресурсы. Объединённая энергосистема ЕЭС России обладает рядом преимуществ:

• оптимизация распределения электроэнергии между электростанциями и на энергосистему в целом;

• сокращение потребности в установленной мощности электростанций и объёмах потребляемого топлива за счёт укрупнения электростанций и установки агрегатов наибольшей единичной мощности;

• обеспечение надёжности, экономичного и качественного электроснабжения индустрии и населения;

• обеспечение стабильных поставок электроэнергии в зарубежные энергосистемы.

Стабильная работа энергосистемы требует применения систем противоаварийной и режимной автоматики под управлением системного оператора АО «СО ЕЭС». Работа системного оператора ЕЭС России обеспечивает функционирование энергосистемы в рамках целевых установок, сформулированных перед началом реформы российской электроэнергетики, таких как независимость, объективность и регламентированность его функций. Таким образом, системный оператор не имеет собственных коммерческих интересов на рынке электроэнергии, основной целью его является поддержание стабильного функционирования ЕЭС России.

ЕЭС России – крупнейшее в мире централизованно управляемое энергообъединение, охватывающее практически всю обжитую территорию страны. Ныне ЕЭС России включает в себя 75 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 ОЭС – ОЭС Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала и Сибири, а также ОЭС Востока, функционирующую изолированно от остальных объектов энергосистемы. К особенностям энергосистем относят следующие характеристики:

• ОЭС Северо-Запада отличается значительной долей электростанций, работающих в базовом режиме, т. е. вырабатывающих постоянную мощность, равную среднему спросу на электроэнергию, в связи с чем регулирование неравномерности суточного и сезонного электропотребления ОЭС происходит в основном за счёт межсистемных перетоков мощности, что приводит к повышенной загрузке внутри- и межсистемных транзитных линий;

• ОЭС Центра – наиболее крупная объединённая энергосистема по сосредоточенному в ней производственному потенциалу, отличающаяся самой высокой удельной долей атомных электростанций (АЭС) в структуре генерирующей мощности, существенным числом крупных узлов электропотребления, связанных с предприятиями чёрной металлургии, а также крупных промышленных городских центров;

• ОЭС Средней Волги отличается значительной долей гидрогенерирующих мощностей, составляющих 14 % суммарной установленной мощности гидроэлектростанций (ГЭС) ЕЭС России;

• особенностью ОЭС Урала являются значительные суточные колебания электропотребления, вызванные высокой долей промышленности в потреблении, а также большая доля высокоманёвренного блочного оборудования, которое позволяет ежедневно изменять суммарную загрузку электростанций и отключать в резерв на выходные и праздничные дни значительные объёмы мощности (от 500 до 2000 МВт);

• отличительными особенностями ОЭС Юга являются исторически сложившаяся схема электрической сети вдоль Кавказского хребта по районам с интенсивным гололёдообразованием и неравномерным стоком рек, что приводит к дефициту электроэнергии зимой и профициту в летний период, а также самой большой доле коммунально-бытовой нагрузки в структуре электропотребления по сравнению с другими ОЭС;

• ОЭС Сибири была образована за короткий исторический срок на базе мощных и эффективных каскадов ГЭС и дешёвых бурых углей открытой добычи, в результате чего возникла уникальная структура генерирующей мощности, более 50 % которой составляют ГЭС;

• ОЭС Востока функционирует изолированно от ЕЭС России, а её отличительными особенностями являются преобладание в структуре генерирующих мощностей тепловых электростанций (ТЭС), имеющих ограниченный диапазон регулирования, протяжённые линии электропередачи, а также одна из самых высоких в ЕЭС России доля коммунально-бытовой нагрузки в электропотреблении. 

Все энергосистемы соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220–500 кВ и выше и работают в синхронном режиме.

Связи ЕЭС России с энергосистемами зарубежных стран

Организация параллельной работы российской электроэнергетической системы и электроэнергетических систем иностранных государств – одна из функций СО ЕЭС. ЕЭС России осуществляет параллельную работу с ОЭС Казахстана, ОЭС Белоруссии, энергосистемами Балтии, Грузии и Азербайджана. Страны Балтии планируют выйти из энергокольца БРЭЛЛ (электрическое кольцо Белоруссии, России, Эстонии, Латвии и Литвы, предполагающее синхронный режим работы энергосистем) к февралю 2025 г. Через энергосистему Казахстана параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Центральной Азии – Киргизии и Узбекистана. По линиям электропередачи переменного тока ЕЭС России осуществляется передача электроэнергии в энергосистему Южной Осетии и энергосистему Абхазии, ЕЭС Востока обеспечивает работу энергосистемы Китая.

Параллельная работа ЕЭС России с энергосистемами соседних стран даёт преимущества, связанные с совмещением графиков электрической нагрузки и резервов мощности, и позволяет осуществлять взаимный обмен (экспорт/импорт) электроэнергии между этими энергосистемами.

Выгоды для ЕЭС России связаны с возможностью передачи электроэнергии через зарубежные энергосистемы (Сибирь – Урал через Казахстан, из/в Калининград через Беларусь и Балтию), возможностью резервирования электроснабжения регионов. Однако особенностями зарубежных энергосистем являются неоднородность структуры генерирующих мощностей, несбалансированность по электроэнергии и мощности некоторых национальных энергосистем, что приводит к необходимости поддержания дополнительных резервов, опасности перегрузки электрических сетей и т. д.

Особенности ЕЭС

Основу российской электроэнергетики составляют около 900 электростанций мощностью свыше 5 МВт каждая. На 1 января 2023 г. общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 248 ГВт. Климатические условия и наличие в стране разведанных природных запасов топлива, необходимых для тепловой генерации, привели к тому, что около двух третей генерирующих мощностей приходится на ТЭС. При этом около 55 % мощностей ТЭС являются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ), обеспечивающими потребителей централизованным теплоснабжением. Мощность атомных электростанций (АЭС) составляет около 17 % установленной мощности. Мощность ГЭС составляет 21 % установленной мощности электростанций России. В ЕЭС России гидрогенерация используется для обеспечения автоматического регулирования частоты и перетоков мощности, необходимой для постоянного поддержания баланса производства и потребления электроэнергии.

Наличие в Европейской части ЕЭС большой доли ТЭЦ и АЭС с низкими манёвренными возможностями, сосредоточение манёвренных ТЭС и ГЭС в ОЭС Урала, Средней Волги и Сибири обуславливает значительный диапазон изменения перетоков мощности на связях Центр – Средняя Волга – Урал при покрытии графиков потребления.

К недостаткам и проблемным местам ЕЭС России относят высокий уровень потерь в электрических сетях, большой процент износа основного оборудования электрических сетей и станций, слабость межсистемных связей в энергосистеме, обусловленную территориальной распределённостью.