научная статья по теме ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СТРАНЫ Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук

Текст научной статьи на тему «ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СТРАНЫ»

В научном сообщении, заслушанном на одном из заседаний Президиума РАН, была рассмотрена структура электроэнергетики России, современное состояние отрасли и факторы, обусловливающие снижение её надёжности. Автор сообщения указывает основные направления повышения надёжности и эффективности отрасли, даёт рекомендации по практической реализации намеченных мероприятий в целях повышения стабильности работы Единой энергетической системы страны.

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СТРАНЫ

А.Ф. Дьяков

Одним из главных условий дальнейшего развития электроэнергетики является повышение надёжности энергоснабжения страны. Электроэнергетика — базовая отрасль экономики — представляет собой сложнейшую человеко-машинную систему жизнеобеспечения, от надёжного функционирования которой зависит и воспроизводство в промышленности, и организация жизни людей.

По своей структуре электроэнергетика России состоит из крупных ТЭС, ГЭС и АЭС, имеющих большой радиус покрытия нагрузок. Доля крупных электростанций (500 МВт и более) составляет свыше 70% всей установленной мощности электростанций, в том числе промышленных блок-станций. Доля малой распределённой генерации, включая возобновляемые источники энергии, не превышает 1.5%. Установленная мощность всех электростанций Российской Федерации достигает почти 225 ГВт. В 2010 г. было выработано 1004.72 млрд. кВт ■ ч электроэнергии [1].

Большинство городов и поселений питается электроэнергией от мощных электростанций через протяжённые электрические сети и понизительные подстанции. Крупные города получают электроэнергию, как правило, от местных ТЭЦ. В средних и малых городах собственные источники электроэнергии обычно отсутствуют, построены только котельные для теплоснабжения потребителей. Тепловые сети очень протяжённые и крайне изношенные.

ДЬЯКОВ Анатолий Фёдорович — член-корреспондент РАН, президент Некоммерческого партнёрства "НТС ЕЭС".

Потребности страны в электроэнергии для подключённых потребителей обеспечиваются полностью, однако при этом постоянно растёт очередь новых потребителей, ждущих разрешения на подключение к энергосистеме. С позиций обеспечения надёжности электроснабжения появляются и нарастают негативные тенденции, которые могут привести в ближайшее время и в отдалённой перспективе к большим проблемам.

До начала 1990-х годов на первом месте среди основных критериев развития и функционирования электроэнергетики была её надёжность. Это требование было заложено во все законодательные и нормативные акты нашего государства, касающиеся данной отрасли. В рыночных условиях на первом месте оказалось получение прибыли энергокомпаниями. Надёжность снабжения потребителей электроэнергией зависит от живучести ЕЭС России, устойчивая работа которой в свою очередь обеспечивается эффективной работой всех её субъектов по строго установленным регламентам и правилам — поддержания необходимых параметров по частоте и напряжению и выполнения заданных значений по мощности, перетокам, пропускной способности ЛЭП и нагрузке потребителей [1].

Несмотря на проведённые реформы в электроэнергетике и возникновение независимых хозяйствующих субъектов, ЕЭС России сохранила свои функции по обеспечению устойчивого развития и функционирования отрасли. В ЕЭС России избыточными являются только 13 из 84 энергосистем. Поддержание заданных значений перетоков мощности из избыточных энергосистем в дефицитные — обязательное условие их устойчивости и надёжного энергоснабжения.

Для стабильного функционирования ЕЭС России при электропередачах большой пропускной способности и предотвращения возможного развития аварий при их отключении считается, что относительный дефицит мощности принимающих объединённых энергосистем (ОЭС) не должен превышать 5—10% от уровня максимальной нагрузки ОЭС [2].

Стабильная работа отрасли предполагает проведение правильной кадровой политики. Имев-

шие место в последнее время крупные аварии являются следствием низкой грамотности эксплуатационного и ремонтного персонала и халатности административного персонала. Ответственность владельцев, советов директоров и исполнительных органов компаний за ненадёжность электроснабжения потребителей фактически отсутствует.

В последние годы сложилась устойчивая тенденция к падению уровня подготовки технического персонала, а также его численности. Снизились требования к профессиональной подготовке кадров. В производственной деятельности утрачен приоритет безопасности и надёжности. Подготовка профессиональных кадров, и особенно техников, сократилась в несколько раз. В то же время штатный коэффициент вырос более чем на 25%, причём в основном за счёт увеличения численности управленческого персонала. При этом количество технического персонала уменьшилось, что и привело к снижению качества эксплуатации оборудования, принижен статус инженерных служб.

УСЛОВИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Надёжность электроэнергетической системы — это её свойство стабильно снабжать потребителей электроэнергией при отклонениях частоты и напряжения в пределах установленных значений. Надёжность зависит как от состояния электростанций и электрической сети, так и от самих потребителей, поскольку все они связаны физическими процессами. Основное требование этих процессов — обеспечение постоянной сбалансированности генерации и потребления электроэнергии с учётом её потерь в электрических сетях.

Основные составляющие обеспечения надёжности энергоснабжения:

♦ рациональная структура построения электроэнергетических систем;

♦ надёжность их функционирования и электроснабжения потребителей, работы оборудования электроэнергетических объектов и вспомогательных элементов, снабжения электростанций топливно-энергетическими ресурсами, резервирования запасов всех видов топлива;

♦ надёжность управления в широком смысле — от управления развитием и хозяйственного управления до диспетчерского и автоматического управления режимами ЕЭС России и входящих в ЕЭС (или изолированно работающих) отдельных электроэнергетических систем (ЭЭС);

♦ централизованное диспетчерское и автоматическое управление режимами ЕЭС России и отдельных ЭЭС.

Главным условием надёжности электроэнергетики является обеспечение статической и дина-

мической устойчивости ЕЭС России. В последние годы произошло снижение запаса статической устойчивости из-за отставания ввода новых генерирующих мощностей и из-за выбытия оборудования, отработавшего свой ресурс, на фоне роста потребления энергии.

Минимальные значения коэффициента запаса статической устойчивости должны составлять по активной мощности в нормальном режиме 20% и в послеаварийном —8%, по напряжению — соответственно 15% и 10%. В настоящее время этого запаса нет. На начало 2010 г. выпускаемый резерв мощности при прохождении максимума нагрузки составлял только 13.7%, даже величина указанного резерва не даёт представления о его распределении по энергосистемам. Так, в 2010 г. резервами мощности обладали только 15 энергосистем, в которых расположены крупные электростанции. Остальные 48 субъектов РФ являются дефицитными, то есть не обеспечены полностью собственными источниками электроэнергии.

Опережающие темпы развития электроэнергетики — основа успешного развития экономики страны, её энергетической безопасности, надёжности энергоснабжения потребителей. Расчёты показывают, что прирост установленной мощности должен быть не менее 3.5—4% в год. Однако в последние 10 лет ввод мощности составляет только 0.6—1.3%. Ежегодно надо вводить 8—10 млн. кВт новой мощности, фактически же среднегодовой ввод мощности за период 2000—2010 гг. составлял только 0.6—0.9 млн. кВт.

До 1997 г. для реализации этого условия в тариф на электроэнергию была включена инвестиционная составляющая, равная 16%. Используя этот источник инвестиций, амортизационные отчисления и прибыль, РАО ЕЭС "России" ввело за 1992—1996 гг. 8 млн. кВт новых мощностей. Решением Правительства Российской Федерации в 1997 г. инвестиционная составляющая была исключена из тарифа, резко сократился ввод новых мощностей. В результате не обеспечена надёжность энергоснабжения потребителей и потребительский спрос на электроэнергию оказался ограниченным. В период с 2000 по 2010 г. введено в эксплуатацию 17.5 млн. кВт новых мощностей. Однако эти цифры несопоставимы с объёмом устаревшего оборудования. Российская экономика сегодня не готова выводить из эксплуатации энергетическое оборудование, отработавшее срок службы. Но это не значит, что оборудование, не удовлетворяющее требованиям безопасности и надёжности, должно продолжать эксплуатироваться.

Проблема износа производственных фондов в электроэнергетике стоит крайне остро. С увеличением срока эксплуатации оборудования растёт технологический риск его отказов, повышается вероятность возникновения серьёзных наруше-

ний электроснабжения, которые наблюдались в последнее время. За три года (2007—2009) из-за отсутствия технической возможности электросетевые организации отказали в технологическом присоединении к сетям новым потребителям электроэнергии на общий объём заявленных для присоединения энергетических мощностей промышленных предприятий 6 млн. кВт.

Последствия от неудовлетворённого спроса на электроэнергию для экономики России весьма значительны. Так, на 1 кВт ■ ч электропотребления приходится около 30 руб. внутреннего валового продукта (ВВП). Ежегодный неудовлетворённый спрос на присоединение потребителей в целом по секторам экономики оценивается в размере 50 млрд. кВт ■ ч, что означает ежегодную прямую потерю 1.5 трлн. руб. ВВП, или 5% ВВП страны. Фактические потери ВВП от неудовлетворённого спроса на электроэнергию ещё больше, если учесть отказ от производства продукции в других секторах экономики страны, вызванный ограничением потребительского спроса [3].

Современное состояние электроэнергетики не соответствует потребности развития экономики и надёжности энергоснабжения. Среди негативных факторов следует отметить:

♦ снижение экономичности функционирования ЕЭС России, надёжности энергоснабжения вследствие понижения запаса статической устойчивости из-за отставания ввода новых ге

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком