Основы экономики формирования энергосистем

Энергетические системы и их объединения в современных условиях являются основой развития энергетики России.

Только на базе создания и развития энергосистем практически можно обеспечить высокие темпы научно-технического прогресса в энергетике на основе развития принципов:

- концентрации;

- централизации;

- комбинирования производства электроэнергии и тепла.

В связи с демонополизацией энергетического хозяйства страны, акционированием энергосистем, предприятий электрических сетей, крупных ГРЭС и т.д., в энергетике сложилась парадоксальная ситуация, когда с точки зрения технологии энергетика едина, а с хозяйственной точки зрения каждый крупный энергетический объект имеет своего хозяина.

Электростанции производят электроэнергию. С помощью электрических сетей, осуществляется транспорт электроэнергии до потребителей Все вместе электростанции и сети представляют единую технологическую цепочку, осуществляющую электроснабжение потребителей. В энергетике появилось много хозяйственно самостоятельных объектов, связанных единой технологической цепочкой.

Наличие большого числа хозяйственно самостоятельных субъектов привело к большим сложностям при осуществлении экономически оптимальной загрузки электростанций по условиям режима. Каждая самостоятельная электростанция стремится к максимальной загрузке, что дает ей наибольшую прибыль, но это может противоречить оптимальному режиму работы электростанций и минимизации общих по энергетике расходов топлива на выработку электроэнергии и соответственно минимальным затратам по энергетике. Оптимум по энергетике в целом не совпадает с суммой оптимумов затрат по электростанциям. Хозяйственная раздробленность энергопредприятий привела к увеличению затрат на производство энергии и, как следствие, росту тарифов на энергию и увеличению затрат на энергию в себестоимости промышленной продукции.

Энергетическая система представляет собой совокупность объединенных для параллельной работы электрических станций, линий электропередачи, подстанций и тепловых сетей, имеющую общий резерв мощности и централизованное оперативно-диспетчерское управление для координации работы станций и сетей по единому диспетчерскому графику.

Основной задачей энергосистем является централизованное снабжение электроэнергией соответствующих районов при оперативно-диспетчерском регулировании единого процесса производства, передачи и распределения энергии. В ряде энергосистем получили значительное развитие ТЭЦ. Такие системы наряду с централизованным электроснабжением осуществляют и централизованное теплоснабжение промышленных центров и городов.

Развитие энергетики на базе создания, укрупнения и объединения энергетических систем имеет ряд технико-экономических преимуществ:

- повышается надежность электроснабжения потребителей за счет более гибкого маневрирования резервами, сосредоточенными на отдельных электростанциях;

- сокращается суммарный потребный резерв мощностей;

- повышается качество энергии;

- обеспечивается экономическая целесообразность концентрации производства электроэнергии путем увеличения единичной мощности электростанций и установки на них более мощных блоков, поскольку ослабляется ограничивающее влияние ряда внешних факторов, в том числе условий резервирования;

- снижается общий (совмещенный) максимум нагрузки вследствие несовпадения суточных максимумов нагрузки отдельных районов, что приводит к снижению необходимой генерирующей мощности объединенной энергосистемы;

- облегчается возможность задавать наиболее выгодные режимы работы для различных типов станций и агрегатов. В частности, создаются условия для использования мощных высокоэкономичных ГРЭС и АЭС в базе суточных графиков нагрузки энергосистемы;

- повышается эффективность использования различных энергетических ресурсов, сокращаются железнодорожные перевозки топлива, с большим экономическим эффектом используются гидроэнергетические ресурсы, даже значительно удаленные от потребителей энергии. Наличие магистральных линий электропередачи в крупных энергосистемах и их объединениях обеспечивает наиболее эффективное использование низкосортного топлива, экономически не выдерживающих дальних перевозок;

- создается техническая возможность для ликвидации и предотвращения нового строительства мелких неэкономичных изолированно работающих станций и котельных;

- коренным образом улучшаются условия и экономические показатели ТЭЦ за счет обеспечения возможности их работы в основном по теплофикационному режиму.

Все перечисленные преимущества создают условия:

- для достижения максимально возможной экономии капиталовложений и топлива;

- повышения производительности труда;

- снижения себестоимости энергии;

- увеличения прибыли и повышения рентабельности энергетического производства.

Энергосистемы классифицируются по мощности, структуре генерирующих мощностей и территориальному охвату.

Преимущества крупных энергосистем:

- возможность использования крупных агрегатов и станций;

- гибкое маневрирование рабочими мощностями и резервами;

- наиболее эффективное использование различных топливно-энергетических ресурсов (ТЭР).

Эти и ряд других преимуществ явились определяющими факторами создания и развития объединенной энергетиченской системы (Центра, Урала, Сибири).

Структура энергосистем по мере их развития претерпевает изменения. Эти изменения происходят в зависимости от соотношения масштабов ввода новой мощности на ГРЭС, ТЭЦ, АЭС.

Одной из важнейших задач экономики энергетики является обоснование оптимальной перспективной структуры генерирующих мощностей энергосистем в динамике их развития.

По территориальному охвату различают следующие энергосистемы:

- районные энергосистемы, например, ЭС Кузбассэнерго;

- объединенные, например, ОЭС Сибири;

- единую национальную (общероссийскую) энергосистему РФ.

В связи с совпадением во времени производства и потребления электроэнергии возникает задача резервирования выхода из строя мощностей в энергетике.

Основной проблемой резервирования в энергетике является обеспечение максимальной надежности и бесперебойности энергоснабжения, а также стабильности качественных параметров электроэнергии и теплоты как при аварийном выходе из строя агрегатов, так и при проведении плановых капитальных и текущих ремонтов оборудования. Нарушение электроснабжения приводит к экономическому ущербу у потребителей, в большинстве случаев во много раз превышающему потери энергосистем от недовыработки электроэнергии. Поэтому к резервированию в энергетике предъявляются особенно высокие требования. Надежность электроснабжения достигается за счет наличия общесистемного резерва.

Потери отраслей народного хозяйства и промышленности от недоотпуска энергии зависят:

- от вида выпускаемой продукции;

- технологических особенностей производства;

- себестоимости производства;

- мощности предприятия;

- продолжительности перерыва энергоснабжения.

В общем случае потери складываются из потерь:

- от недовыпуска;

- ухудшения качества продукции;

- повышения стоимости продукции;

- затрат на наладку и ремонт технологического оборудования;

- накладных расходов за период простоя цеха или предприятия.

При этом простои технологического оборудования обычно бывают значительно продолжительнее, чем длительность перерывов энергоснабжения. Перерыв в электроснабжении приводит к особенно значительному ухудшению качества продукции и даже аварийной остановке производства.

В энергетике различают следующие виды системного резерва генерирующих мощностей:

- ремонтный резерв – служит для обеспечения проведения плановых (текущих, средних и капитальных) ремонтов основного оборудования электростанций без отключений потребителей и снижения надежности энергоснабжения;

- аварийный резерв – служит для покрытия нагрузки при аварийном выходе из строя основного оборудования электростанций. Он зависит от общей мощности всей энергосистемы, числа и типа установленных на электростанциях агрегатов и должен быть не меньше мощности самого крупного агрегата в системе;

- народно-хозяйственный резерв – служит для покрытия нагрузки, возникшей сверх запланированной в текущем году и в расчете на ближайшую перспективу. Создается за счет опережающего ввода генерирующих мощностей.

Все эти виды резервной мощности находятся в непосредственном ведении диспетчерских служб энергосистем и их объединений.

При обосновании величины и размещения резервной мощности в энергосистемах принимаются во внимание задаваемые уровни надежности электроснабжения потребителей и расчетной аварийности агрегатов электростанций, входящих в данную энергосистему.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные составные части топливно-энергетического комплекса.

2. Какие отрасли входят в состав топливно-энергетического комплекса?

3. Охарактеризуйте электроэнергетическую отрасль.

4. Каковы специфические особенности электроэнергетической отрасли?

5. Назовите предприятия и подразделения, входящие в энергосистему.