Существующее состояние электроэнергетики

Электроэнергетическая отрасль России - это развивающийся в масштабе всей страны высокоавтоматизированный комплекс электростанций, электрических сетей и объектов электросетевого хозяйства, объединенных единым технологическим циклом и централизованным оперативно-диспетчерским управлением.

По состоянию на конец 2011 года установленная мощность электростанций России составила 230.0 ГВт, из них мощность ТЭС составляет примерно 68%, ГЭС – 21% и АЭС – 11% от суммарной установленной мощности. Выработка электроэнергии в 2010 г. составила около 1040 млрд. кВт.ч, в том числе на АЭС -160, на ГЭС – 180 и на ТЭС -700 млрд. кВтч.

В топливном балансе тепловых электростанций Европейской части страны доминирует газ, а с внедрением технологии ПГУ зависимость от газа еще более усилится вследствие монотопливного режима. За последние годы удельный вес газа увеличился до 68,1%, а доля угля снизилась до 25,3%. Отечественные энергоугольные технологии остановились в своем развитии на уровне 70-х годах прошлого века.

Стандарты надежности электроснабжения, качества электрической энергии и экологической безопасности значительно уступают практике развитых стран мира. Основой надежного и безопасного энергоснабжения страны является ЕЭС России, объединяющая на параллельную работу электрические станции всех типов. До последнего времени инфраструктура электроэнергетики полностью покрывала потребности страны в электрической и тепловой энергии с незначительной долей экспорта электроэнергии (не более 2% общего потребления в стране).

Электрические сети страны, являются сетями переменного тока. Общая длина ЛЭП 35 кВ и выше составляет более 600 тыс. км, а линий 0,4…20 кВ более 2000 тыс. км. Число ПС напряжением выше 35 кВ превышает 17 тыс. с общей мощностью трансформаторов более 575 ГВА, а ПС 6-35/0,4 более 500 тыс.

Сети подразделяются на системообразующие (магистральные), обеспечивающие целостность функционирования ЕЭС России, и распределительные сети, за счет которых осуществляется электроснабжение потребителей. Системообразующая сеть в европейской части ЕЭС России в основном сформирована на основе линий электропередачи с напряжением 330-500-750 кВ, в то время как в азиатской части ЕЭС России сложилась система номинальных напряжений 220 – 500 кВ. При этом одновременно с развитием системообразующей сети напряжением 750-500 кВ, начиналось промышленное освоение сети напряжением 1150 кВ сооружением промышленной электропередачи напряжением 1150 кВ Экибастуз-Кокчетав-Кустанай, однако освоение данного класса напряжения не было завершено.

Помимо сетей переменного тока в ЕЭС РФ функционирует вставка постоянного тока на ПС Выборгская, объединяющая на несинхронную параллельную работу ЕЭС и энергосистему Финляндии. Сооружалась электропередача постоянного тока +/- 750 кВ Экибастуз-Тамбов, однако её создание не было завершено.

Начало структурных реформ в электроэнергетике Российской Федерации (создание ОАО РАО «ЕЭС России» в 1992 году), совпало с периодом глубокого экономического спада 90-х годов, со снижением на четверть электропотребления и изменением его структуры из-за снижения потребления в промышленных секторах экономики, образованием существенного объема невостребованных мощностей. На порядок снизились объемы технического перевооружения и вводов новых мощностей электростанций и электрических сетей. По сравнению с советским периодом, когда в лучшие годы вводилось более 10 ГВт, в период с 1990 года по 2007 год было введено в эксплуатацию 24,6 ГВт новых мощностей, преимущественно на тепловых станциях.

Это привело к ускоренному росту степени износа основных фондов, величина которого в среднем по отрасли в 2006 г. приблизилась уже к 60%.

Доля турбинного оборудования 1971–1980 годов выпуска в установленной мощности составляет 31,4%, а выпуска 1961–1970 годов − 23,3%. При этом еще работает послевоенное оборудование (введенное до I960 г.) − 8,7%.

По некоторым оценкам до 2030г. на ЭС необходимо ввести около150 ГВт новых мощностей.

Износ сетей Федеральной сетевой компании в целом составляет 48,5%, в том числе подстанционного оборудования − 60%, линий электропередач − 41,9%. Удельная повреждаемость оборудования с большим сроком эксплуатации существенно возрастает.

Автоматизация технологических процессов на подстанциях осуществлена в незначительном объеме, а АСУ ТП имеют менее 3% по отношению ко всем подстанциям, поэтому эксплуатация ориентирована на круглосуточное пребывание оперативного персонала. Существующие в настоящее время на подстанциях системы учета электроэнергии в большинстве случаев не отвечают современным требованиям, как в части автоматизации, так и в части выполнения ФЗ «О единстве измерений».

Значительны колебания уровня напряжения, поскольку средства регулирования напряжения в распределительных сетях недостаточно эффективны, мало средств регулирования реактивной мощности в системообразующих и распределительных сетях. Большинство трансформаторов не имеет систем автоматического регулирования РПН.

Высокие темпы роста потребления, превышающие темпы ввода генерирующих мощностей, наряду с отставанием развития электрических сетей, приводят к снижению, как системной надежности, так и надежности энергоснабжения потребителей. Свертывание в 90-х годах программ разработки и освоения новых технологий производства, транспорта и распределения электрической и тепловой энергии вызвало растущее отставание технического уровня российской электроэнергетики от уровня, достигнутого промышленно развитыми странами. Низкая эффективность отечественной электроэнергетики оказывает негативное влияние на конкурентоспособность экономики страны в целом, создает избыточную нагрузку на топливные отрасли, ведет к росту цен на электроэнергию для промышленных потребителей и населения.

Среднегодовой прирост электропотребления в стране за 2000-2005 год составил 1,7%, в 2010 году 4,7 %. В ближайшие годы ожидается превышение исторического максимума потребления электроэнергии 1990 года в 1074 млрд. кВт.ч. В ряде регионов страны (Москва, Санкт-Петербург, Тюмень и др.) данное превышение уже произошло и стало серьезным сдерживающим фактором регионального развития. Давление спроса в виде отложенных заявок на присоединение нарастает.

Основные проблемы электроэнергетики в контексте разрабатываемого документа:

– высокие темпы роста потребления, превышающие темпы ввода генерирующих мощностей;

- недостаточная надёжность схем внешнего энергоснабжения крупных городов и конечных потребителей;

– нарастающий физический износ действующего оборудования;

– технологически и морально устаревший парк оборудования;

– недостаточная развитость электрических сетей;

- высокий уровень потерь в электрических и тепловых сетях;

- высокий уровень удельных расходов топлива на производство электрической и тепловой энергии.

Для решения этих проблем ОАО РАО «ЕЭС России» завершает реструктуризацию отрасли, развивает модели рынка электрической энергии и мощности, организовывает масштабные долгосрочные инвестиции в модернизацию отрасли, строительство новых генерирующих и сетевых мощностей. Инвестиционная программа ОАО РАО «ЕЭС России» предусматривает строительство в ближайшие годы новых генерирующих мощностей объемом свыше 40 ГВт. Кроме этого, вырабатываются новые системные организационные изменения в сфере стратегического планирования, регулирования и управления электроэнергетикой, направленные на обеспечение энергетической безопасности страны, повышение надежности и эффективности работы электроэнергетической отрасли, проведение государственной энергосберегающей политики в электроэнергетике.

Обеспечить своевременность и эффективность оперативных и инвестиционных решений и достичь поставленных целей возможно лишь при ясном понимании направлений и приоритетов развития электроэнергетики на долгосрочную перспективу. Учитывая масштабность задач, стоящих перед электроэнергетикой, долговременным направлением технической политики в отрасли должен стать системный подход для комплексного решения проблем по всем показателям повышения ее технического уровня.

 

2. 2. Техническая политика развития электроэнергетики

На период до 2030 г.

Разрабатываемая техническая политика тесно увязана с Энергетической стратегией России на период до 2030г., которая определяет основные количественные и качественные показатели развития энергетики страны на данный период.

Основные задачи технической политики:

- Разработка и создание новой техники и технологий для решения крупномасштабных программных задач развития электроэнергетики, обеспечивающих надёжную работу ЕЭС России, сбалансированную по регионам страны структуру высокоэффективных, экологически чистых генерирующих мощностей тепловой, гидравлической, атомной энергетики и возобновляемых источников энергии.

– Преодоление тенденции физического и морального старения основных фондов и полный вывод к концу периода устаревшего оборудования в условиях увеличения ввода новых генерирующих мощностей, масштабов работ по реконструкции и техническому перевооружению действующих электростанций на основе применения передовых технологий и технических решений.

- Снижение удельного расхода первичных энергоресурсов в теплоэнергетике за счет широкого применения новейших высокоэффективных технологий при производстве электроэнергии и тепла на газе и твёрдом топливе.

- Повышение эффективности топливоиспользования за счёт увеличения выработки электроэнергии на тепловом потреблении и создание в связи с этим необходимой нормативно-правовой базы, способствующей ускорению развития комбинированной выработки электроэнергии и тепла.

- Ускорение создания новых высокоэффективных экологически чистых технологий производства электрической и тепловой энергии на твёрдом топливе, увеличение доли угля в топливном балансе электроэнергетики и создание тем самым условий для преимущественного эффективного использования природного газа на ПГУ-ТЭЦ и ГТУ-ТЭЦ для электро- и теплоснабжения населения и экономики.

- Повышение надёжности, живучести, управляемости и эффективности систем централизованного теплоснабжения на основе оптимизации схем тепловых сетей, полной к концу периода замены устаревших теплопроводов на прогрессивные конструкции, рационального сочетания источников тепла на органическом топливе и возобновляемых источников, в том числе тепловых насосов, резервирования, внедрения современных систему управления и связи.

-Развитие систем децентрализованного и локального электро- и теплоснабжения на основе использования возобновляемых источников энергии, топливных элементов, солнечных нагревателей, тепловых насосов, высокоавтоматизированного прямого электроотопления с аккумулированием тепла и других источников.

– Развитие электрических связей ЕЭС на переменном и постоянном токе, позволяющих обеспечить устойчивую параллельную работу всех основных регионов ЕЭС России, в том числе Европейской и Сибирской её частей, и их интеграцию с другими энергобъединениями на Евразийском континенте.

– Обеспечение надежной выдачи мощности электрических станций в сеть и создание условий для присоединения к электрической сети участников оптового и розничного рынка на условиях недискриминационного доступа при обеспечении надежности электроснабжения и качества электроэнергии у потребителей.

– Создание технологической инфраструктуры, способствующей эффективному функционированию конкурентного рынка электроэнергии внутри РФ и обеспечивающей интеграцию в международные рынки электроэнергии.

– Совершенствование технологий эксплуатации, технического обслуживания и ремонта электростанций, тепловых и электрических сетей, зданий и сооружений.

- Развитие оперативно-диспетчерского управления и технологической инфраструктуры рынка в целом.

- Повышение технического уровня электроэнергетики на основе создания и широкого применения в электрических сетях и на электростанциях сверхпроводникового оборудования, современных и перспективных отечественных и зарубежных силовых полупроводниковых приборов, микропроцессорной и вычислительной техники.

– Повышение надежности и управляемости ЕЭС посредством использования новой высокоэффективной техники и технологий при новом строительстве, техническом перевооружении и реконструкции объектов генерации, электросетевых объектов, создания пиковых мощностей и высокоманевренных энергоблоков, создания экономически обоснованного резерва мощностей, развития оперативно-диспетчерского управления и технологической инфраструктуры рынка в целом.

-Создание техники и технологий для повсеместного, особенно в мегаполисах и крупных городах, осуществления эффективных энергосберегающих мероприятий, включая использование возобновляемых источников энергии, снижение потерь электроэнергии в электрических и тепла в тепловых сетях. Создание условий для последовательного перехода к концу периода экономики страны на энергосберегающий путь развития.

– Развитие информационной и телекоммуникационной инфраструктуры и централизованного технологического управления.

– Повышение наблюдаемости и автоматизации объектов ЕЭС, внедрение и развитие современных систем диагностики и мониторинга технологического оборудования электростанций, тепловых и электрических сетей, систем релейной защиты и противоаварийной автоматики, инженерных систем, зданий и сооружений, коммерческого и технического учета электроэнергии, тепла, топлива.

- Создание в ЕЭС единой системы нормативно-технических документов, обеспечивающей функционирование и развитие энергопредприятий.

- Крупномасштабный разворот в 2008-2010 г.г. программных научно- исследовательских работ (НИОКР) и обеспечение их необходимым финансированием для достижения положительных результатов;

- Приведение экологических характеристик электроэнергетики в соответствие (гармонизация) с прогрессивными зарубежными требованиями, в том числе ужесточение отечественных норм и стандартов экологического воздействия энергетики на окружающую среду, в том числе на климат планеты.