Влияние реформы в энергетике на энергосистему Москвы и Подмосковья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние реформы в энергетике на энергосистему Москвы и Подмосковья

Сергунин Д. А. аспирант кафедры экономики

Международного университета природы, общества и человека «Дубна»

менеджер отдела маркетинга

ОАО «Серпуховский конденсаторный завод «КВАР»

Аннотация

В статье представлен обзор энергетической отрасли РФ. Произведен анализ реформы в энергетике и данных годовых отчетов ОАО «ФСК ЕЭС». Установлено и обосновано негативное влияние реактивной мощности, как на отдельных потребителей, так и энергосистему в целом. Изучены причины, выполнен обзор событий и последствий произошедших в результате аварии на ПС «Чагино». Выявлено негативное влияние реактивной мощности на энергосистему Москвы и Московской области

Ключевые слова: энергетика, энергосистема, потери электроэнергии, реформа в энергетике, реактивная мощность, авария, ОАО 'ФСК ЕЭС'

Основная часть

Энергетика современной России базируется на технической основе, созданной в годы СССР [1]. После распада Советского Союза произошло резкое снижение технико-экономических показателей производства продукции всех отраслей промышленности. В свою очередь энергетическая отрасль адекватно отреагировала на отсутствие потребителей и также снизила объемы производства электроэнергии вслед за промышленными предприятиями с 1010 млрд кВтч/год до 830 млрд кВтч/год [2]. Этот период длился до наступления кризиса 1998 г. Последующие годы характеризуются строительством новых и восстановлением уже имеющихся крупных промышленных предприятий страны.

В советское время, когда создавались основные генерирующие предприятия и распределительные сети, никто и представить не мог, что уже в начале XXI века уровень потребления энергии вырастет так сильно. По словам заместителя генерального директора компании «Мосэнерго» Дмитрия Васильева, происходит процесс ежегодного увеличения энергопотребления на величину порядка 5%. Данная ситуация обусловлена двумя основными факторами:

1. темп и объемы дорожно-мостового и гражданского строительства, а также строительство объектов инженерной инфраструктуры и ТЭК достигли небывалых масштабов;

2. после распада СССР в страну хлынул поток иностранной электротехнической продукции, которая со временем становится все более мощной и доступной.

Вследствие воздействия данных факторов, предприятия и жители все более активно приобретают мощную бытовую и промышленную технику. Современное общество все больше впадает в зависимость от энергоснабжения, Россия также не обошла стороной этот процесс. Новые предприятия и потребители требуют все большего количества электроэнергии. Отметим также тот факт, что на фоне со стремительно растущим энергопотреблением происходит очень важное для энергетической отрасли событие, а именно с двухтысячного года началось ее реформирование, которое нашло отражение в постановлении Правительства от 11 июля 2001 г. № 526 «О реформировании энергетики Российской Федерации» [3]. В результате происходят изменения как в нормативно-правовой базе, так и в структуре отрасли. Но в то же время приказом Минэнерго России от 10.01.2000 г. № 2 «Правила пользования электрической и тепловой энергией» отменили важную функцию потребителей электрической энергии в обеспечении устойчивости работы энергосистем за счет поддержания напряжения в узлах и на шинах нагрузок и компенсации реактивной мощности. Проходивший в то время процесс реформирования отрасли не был завершен, и как следствие не было полноценно-функционирующего рыночного механизма, который бы полностью регулировал взаимоотношения между сторонами.

Начавшаяся в 2001 г. реформа в энергетике привела к тому, что единый комплекс распался на многочисленные, отдельно взятые компании. Осуществляется разделение естественно монопольных (передача электроэнергии, оперативно-диспетчерское управление) и потенциально конкурентных (производство и сбыт электроэнергии, ремонт и сервис) функций. Вместо прежних вертикально-интегрированных компаний, выполнявших все эти функции, создаются структуры, специализирующиеся на отдельных видах деятельности. Целью каждой организации является получение прибыли любыми не запрещенными законом способами, поэтому не удивительно, что одной из приоритетных задач ОАО «ФСК ЕЭС» является технологическое присоединение к национальной электрической сети максимально возможного количества новых потребителей [4]. Это подтверждается тем, что ежегодно тратится огромное количество денежных средств на строительство новых и реконструкцию уже имеющихся ЛЭП различного класса напряжения. Несмотря на то, что ежегодно выделяются деньги на ремонт основного оборудования, подобное ведение бизнеса в условиях дезинтеграции отрасли и как следствие снижение ответственности каждой отдельно взятой компании привело к чрезмерному износу генерирующих мощностей. По данным годовых отчетов ОАО «ФСК ЕЭС» можно сравнить динамику получения чистой прибыли и износа генерирующего оборудования (см. рис. 1) [5].

Рис. 1 Динамика получения чистой прибыли и износа генерирующего оборудования

энергосистема реактивный мощность прибыль

В 2002 г. доля оборудования, которое выработало свой ресурс, то есть 25 лет эксплуатации, составляла примерно 25%, а в 2010 г. уже более 54%, а также более 22% оборудования выработало сверхнормативный срок эксплуатации (35 лет и более). В сложившейся ситуации необходимо немедленно принять меры по обеспечению надежности и стабильности функционирования энергосистемы России.

На сегодняшний день основная доля производства электроэнергии приходится на ТЭС -- около 64%, на АЭС -- 16,6%, на ГЭС -- 16,3%. Следует изменить соотношение в этой структуре, а именно:

? основной упор поставить на получение дешевой и экологически чистой электроэнергии, то есть развитие ГЭС;

? увеличить долю источников альтернативной энергии -- ветра солнца и др.

Введение в эксплуатацию новых генерирующих мощностей и реконструкция/модернизация уже имеющихся, вне всякого сомнения, очень важный и нужный процесс. Однако, стоимость, а главное сроки его реализации очень велики, а поскольку вопрос стоит крайне остро, то выход можно найти в повсеместном внедрении энергосберегающих технологий и устройств, а также снижение количества потребляемой реактивной мощности из сети.

Потери электроэнергии за счет реактивной мощности обусловлены тем, что часть полной мощности, затрачивается на электромагнитные процессы в нагрузке имеющей емкостную и индуктивную составляющие. Электроэнергия расходуется на непроизводительный нагрев проводников и магнитных сердечников, не выполняя при этом полезной работы, то есть приводит к потерям энергии. Поэтому для компенсации этих потерь возникает необходимость применения более мощных источников энергии. Другими словами количество потребляемой, то есть полной электроэнергии можно представить формулой:

Кп = Каэ + Крэ,

где Кп -- количество полной электроэнергии

Каэ -- количество потребленной активной энергии

Крэ -- количество потребленной реактивной энергии

В результате воздействия совокупности всех факторов все больше возрастает нагрузка на энергосистему. На сегодняшний день в Москве и области энергетическая система фактически исчерпала свои ресурсы, а подобный режим работы и эксплуатации генерирующего оборудования приводит к его перегрузке, перегреву и как следствие к вероятности возникновения аварийной ситуации. Примером этому может послужить авария на подмосковной подстанции (ПС), которая произошла 24 мая 2005 г. Авария на ПС «Чагино» произошла не случайно [6]. Ей предшествовала череда событий, которая и привела к столь тяжелым последствиям:

1. Износ оборудования. Подстанция построена и введена в эксплуатацию примерно 50 лет назад. На сегодняшний день существует черный список подстанций, которые не отвечают нынешним требованиям безопасности, а возможности усиления отключающей способности масляных и воздушных выключателей установленных на подстанциях Мосэнерго исчерпываются.

2. Начавшийся в начале 2000-х гг. процесс реформирования энергетики Российской Федерации был очень болезненным, поскольку привел к полной дезинтеграции в энергокомплексе. Он был разделен по видам бизнеса: генерация, транспорт, распределение, сбыт. Всего, с учетом предприятий обслуживания, ОАО «Мосэнерго» было разделено на 12 частей. При этом было выделено и передано Системному оператору диспетчерское управление Мосэнерго. Генерирующая компания мощностью 12 000 МВт осталась без своей диспетчерской службы. Авария показала, что такой системой, где единое имущественное и контрактное право было разрушено, управлять в аварийной ситуации невозможно. Усложнилась работа электрических диспетчеров Системного оператора, команды которых доходят до разных собственников с большой задержкой. Обратная связь теряет объективность, не позволяя оперативно управлять режимом.

3. Приказом Минэнерго России от 10.01.2000 г. № 2 «О признании недействующими правил пользования электрической и тепловой энергией» отменили важную функцию потребителей электрической энергии в обеспечении устойчивости работы энергосистем за счет поддержания напряжения в узлах и на шинах нагрузок и компенсации реактивной мощности, тем самым позволив еще больше увеличить нагрузку на уже и без того перегруженное Московское энергетическое кольцо [7].

ПС «Чагино», вместе с шестью другими подстанциями, составляет Московское энергетическое кольцо. Эти подстанции связаны между собой высоковольтными линиями электропередачи и могут передавать энергию по кругу, равномерно распределяя ее.

Энергия в кольцо поступает от различных электростанций. Сама ПС «Чагино» получает ток от мощной ТЭЦ-22 по высоковольтной линии электропередачи (ЛЭП) 500 кВ, а отдает потребителям -- по нескольким линиям меньшего напряжения (220 кВ и 110 кВ). В этом процессе трансформации, то есть понижении величины напряжения и состоит работа подстанции.

На ПС «Чагино» установлены шесть трансформаторов, понижающих напряжение. Один из них взорвался вечером 24 мая. По официальному сообщению РАО ЕЭС, взрыв трансформатора разрушил гирлянды подвесной изоляции. Разрушение изоляции повредило еще четыре трансформатора. Из шести трансформаторов ПС «Чагино», таким образом, вышли из строя пять.

Сразу после этого автоматика отключила линии электропередачи, через которые подстанция снабжает часть Москвы энергией. Без тока остались нефтеперерабатывающий завод в Капотне и юго-восточные районы -- Марьино, Печатники, Люблино, Текстильщики. Лишился город и энергии, которую производит крупная ТЭЦ-22, -- эта энергия поступает потребителю через ПС «Чагино». Без одной вышедшей из строя подстанции Москва в принципе могла функционировать еще какое-то время. Когда произошло отключение ПС «Чагино», диспетчер региональных электросетей принял решение о снабжении обесточенных районов по резервным линиям -- через ПС «Очаково», расположенную на юго-западе столицы.

Также стоит отметить тот факт, что имело место негативное влияние человеческого фактора, поскольку руководство ПС «Чагино» вместо того чтобы решить каких потребителей можно и нужно отключить, производило ремонтные работы в надежде восстановить функционирование ПС до утреннего пика энергопотребления. Персонал ПС «Чагино» погасил пожар и всю ночь вел ремонтные работы, но рабочие и инженеры не успели. Утром 25 мая проснувшийся город стал наращивать потребление электричества. К тому же из-за высокой температуры воздуха в Москве провисли провода высоковольтных линий вблизи ПС «Очаково». Провисшие провода касались друг друга, вызывали короткие замыкания и выходили из строя. В обычной ситуации электрики быстро восстанавливают линии, а электричество временно подается по резервным ЛЭП, но в то утро на юге Москвы и так были задействованы многие резервные линии. В конце концов, автоматические предохранители отключили подачу электричества с ПС «Очаково» в высоковольтные линии.

Так из строя вышла вторая из семи подстанций питающих Москву. В свою очередь, нагрузка на оставшиеся пять выросла скачком. Снизился уровень напряжения в сети. Чтобы нарастить мощность, несколько ТЭЦ и одна гидроэлектростанция, питающие Москву, должны были быстро разогнать турбины. Но в силу инерции не смогли этого сделать. Уровень напряжения в московской сети стремительно снижался и как следствие, все больше увеличивалась нагрузка на турбины станций. Они начали перегреваться. Защитные предохранители электростанций стали отключать их от Москвы одну за другой.

Энергии в городе становилось все меньше. Зона пониженного напряжения начала расширяться, постепенно захватив юг Подмосковья, Тульскую и Калужскую области. Теперь уже возрастала нагрузка на другие электростанции и автоматика начала отключать их одну за другой: Алексинскую ТЭЦ, Новомосковскую ГРЭС, Ефремовскую ТЭЦ, Щекинскую ГРЭС. Подобное развитие событий называют каскадным отключением. Авария могла развиваться еще долго, захватывая территорию всей страны. Но вовремя сработавшие предохранители, разорвали Московское кольцо, то есть изолировали юг Москвы от севера города и отделили Калужскую и Тульскую области от Единой энергосистемы.

Авария на ПС «Чагино» поражает своими масштабами. Она охватывает многие сферы жизнедеятельности как отдельно взятого человека, предприятия так и страны в целом. Далее рассмотрим и проанализируем основные последствия, возникшие в результате данной чрезвычайной ситуации:

1. Отключено более трехсот подстанций. Без энергоснабжения остались Подмосковье, Тульская, Калужская и Рязанская области -- были отключены Алексинская ТЭЦ, Новомосковская ГРЭС, Ефремовская ТЭЦ, Щёкинская ГРЭС и др. В Московской области без электричества остались 34 района, была полностью обесточена Тула;

2. Межрегиональный центр информатизации Центрального Банка Российской Федерации, на который приходится основная часть расчётов в стране, сместил время платежей на несколько часов. Многие банки вынуждены были прекратить работу части своих офисов и филиалов. Две основные торговые площадки, РТС и ММВБ, приостановили торги в середине дня. Это было сделано, так как в связи с нарушениями работы каналов связи до 80% участников (по оценке ММВБ) не могли получить доступ к торгам.

3. Массовые убытки понесли торговые сети на юге столицы в связи с прекращением или сокращением торговых операций, порчи продуктов из-за остановки холодильного оборудования. В течение дня не работали все предприятия, расположенные в промышленных зонах столицы -- в частности, ЗИЛ, Московский подшипниковый завод. Остановились три крупных мясокомбината -- Микояновский, Бирюлёвский и Таганский, а также Царицынский молокозавод и почти все производители мороженого. Не работали другие производители скоропортящихся продуктов питания в Москве и области. Сообщалось о серьёзных проблемах на Коломенском тепловозостроительном заводе, особенно на литейном производстве. Понесли убытки автозаправочные станции Южного, Юго-Восточного и Юго-Западного округов, не имеющие собственных систем автономного питания;

4. Московский нефтеперерабатывающий завод (МНПЗ) является единственным потребителем, подключённым к ПС «Чагино» напрямую. Отключение электроснабжения МНПЗ могло привести к катастрофе в результате остановки насосов, откачивающих газ, образующийся в ходе непрерывного технологического процесса нефтеперегонки, и подающих к установкам технологическую воду для их охлаждения. Подача электроэнергии на МНПЗ была возобновлена -- от теплоэлектроцентрали ТЭЦ-22. Поданное напряжение позволило частично восстановить охлаждение и перевести основные нефтеперегонные установки в режим рециркуляции. Одновременно удалось сбросить возросшее давление газа, который пришлось выбросить в атмосферу и сжечь, при этом всю ночь пламя из трубы НПЗ поднималось вверх на сотню метров. На заводе «Оргсинтез» в Новомосковске из-за отключения электроэнергии произведен контролируемый сброс оксида азота. Облако площадью 900 квадратных метров поднялось на довольно большую высоту, но было сразу же осаждено. Из-за перебоев с энергоснабжением была остановлена работа Западной водопроводной станции, которая обслуживает четверть населения Москвы (около 3 млн чел.). В течение нескольких часов электроэнергия не подавалась на Люберецкую, Курьяновскую и Южно-Бутовскую станции аэрации, обслуживающие канализацию всего города. В Москву-реку сбрасывались неочищенные сточные воды. Была приостановлена работа каждой третьей из канализационных насосных станций города. Гидравлический удар в системе канализации привёл к прорыву сточных вод в районе Волгоградского проспекта и затоплению трассы на протяжении нескольких сот метров;

5. Московский метрополитен столкнулся с самым масштабным сбоем в работе за всю свою историю. 25 мая в 11:10 началось массовое отключение питающих центров «Мосэнерго», подающих напряжение на линии Метрополитена. В результате из работы были исключены 52 из 170 станций Московского метро. Около 20 тыс. людей были заблокированы в поездах московского метро. Проблемы с наземными перевозками были в первую очередь вызваны тем, что каждый восьмой светофор был отключён. Возникли проблемы у авиапассажиров, главным образом у тех, кто должен был лететь из аэропорта Домодедово. По некоторым данным, от 500 до 2000 пассажиров опоздали на свои рейсы. На железных дорогах Московского региона наблюдались массовые сбои. Были парализованы Павелецкий, Курский и частично Белорусский вокзалы. На момент аварии на различных участках Московской железной дороги в движении находилось до 40 пассажирских поездов, 700 пригородных электропоездов и 125 грузовых поездов.

6. Чрезвычайная ситуация возникла во многих медицинских учреждениях города, однако жертв удалось избежать. Выяснилось, что лишь немногие объекты здравоохранения располагают резервными источниками электроэнергии. Большую помощь оказали Вооружённые Силы, своевременно предоставив некоторым больницам армейские передвижные дизельные электростанции. Впрочем, многие из этих электростанций не смогли добраться до больниц из-за сложной дорожной обстановки. В московских лифтах оказались запертыми больше тысячи человек. В зону отключения электроэнергии попало более 6,5 млн чел., а также социально значимые объекты.

7. На резервные источники электропитания переводились здания Совета Федерации и Генерального Штаба, службы центрального командного пункта и узла связи космических войск, штаба дальней авиации и штаба тыла вооружённых сил, Главного штаба ракетных войск стратегического назначения, Главного центра испытания и управления космических войск, Западного командного пункта системы предупреждения о ракетном нападении космических войск. Подобное событие является беспрецедентным по своей сути и масштабу, поскольку в данном случае речь идет о возможной утрате обороноспособности Государства в случае нападения противника.

Первоначальная оценка ущерба составила 180 млн $ (по мнению и.о. руководителя Ростехнадзора Андрея Малышева), что в пересчете на российский рубль составляет сумму, превышающую 5 млрд Экономический ущерб по данным на 1 июня 2005 года, Москва оценивала в 1,708 млрд рублей, а Московская область -- в 503,94 млн рублей. Убытки ОАО «РЖД» составили 650 млн руб. И это не говоря уже об ущербе, который был причинен экологии данной местности, а так же о тех людях, на которых авария оказала влияние в той или иной степени.

Литература

1. Интернет сайт Министерства энергетики Российской Федерации URL: http://minenergo.gov.ru/ (12 июня 2012).

2. Интернет сайт Федеральной службы государственной статистики URL: http://gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat/rosstatsite/main/ (1 июля 2012).

3. Постановлении Правительства РФ от 11 июля 2001 г. № 526 «О реформировании энергетики Российской Федерации» // Собрание законодательства РФ, 16.07.2001, №29, ст. 3032, «Российская газета», №140, 25.07.2001, (с изменениями от 1 февраля 2005 г.).

4. Интернет-сайт ОАО «ФСК ЕЭС» URL: http://www.fsk-ees.ru/ (10 июля 2012).

5. Годовой отчет 2010 г. Компании ОАО «ФСК ЕЭС» URL: http://www.fsk-ees.ru/upload/docs/fsk_ar2010_web_rus.pdf (13 июля 2012).

6. Каскадное развитие аварии в Московском энергоузле было остановлено в кратчайшие сроки // Энергия России. 2005. № 15 (192) июнь.

7. Отчет ОАО РАО «ЕЭС России» по расследованию аварии в ЕЭС России, происшедшей 25.05.2005 URL: http://www.kef.ru/art_010.shtml (15 июля 2012).

8. Приказ Министерства топлива и энергетики РФ от 10 января 2000 г. № 2 «О признании недействующими правил пользования электрической и тепловой энергией». Доступ из информационно-правового портала «Гарант» URL: http://base.garant.ru/12119312/ (19 июля 2012).

Размещено на Allbest.ru