Вся энергетика делится на крупные объекты и объекты, имеющие малую мощность, которые работают благодаря традиционным и нетрадиционным видам топлива. Согласно нормативным документам, четкого определения «малая энергетика» не существует. Однако, очень часто к малым станциям относятся станции, мощность которых не превышает 30 МВт, а агрегаты единичной мощности не более 10 МВт. Как правило, такие станции бывают трех подклассов:

Микроэлектростанции – мощность не более 100 кВт;

Миниэлектростанции – мощность 100 кВт-1 МВт;

Малые – мощность не менее 1 МВт.

Благодаря малой энергетике появляется возможность, когда потребитель уже не зависит от централизованного энергоснабжения, а также его состояния. Он может использовать другие более оптимальные варианты источников производства энергии. Кроме термина «малая энергетика», существуют и другие понятия, например, «распределенная энергетика».

Распределенная энергетика представляет определенную систему организации теплового или электрического снабжения региона. Это масштаб мощностей устройств, которые могут быть потенциально использованы как источники генерации на объектах, разбросанных по региону, также они будут работать в общую систему. Таким образом, по региону возникает распределенная сеть станций. Выходит, что малая и распределенная энергетика являются синонимами.

Развитие малой энергетики

В результате износа основного оборудования на электростанциях и электрических сетях, а также дефициту электроэнергии в промышленных районах, существенно увеличивается количество и продолжительность перерывов в снабжении электроэнергией от централизованной системы. Именно поэтому многие предприятия и учреждения, как государственного, так и частного характера, несут большие политические и финансовые потери. В свою очередь, такие потребители начинают решать эту проблему самостоятельно.

Среди значимых причин, из-за которых потребители принимают решение строить собственную автономную электростанцию, можно указать следующие:

1. Тепловая или электрическая энергия, поставляемая от собственного источника, имеет низкую себестоимость по сравнению со стоимостью энергии от других источников.

2. Средства, потраченные на строительство автономной станции, соизмеримы с ущербом от перерыва в снабжении электроэнергией, длительность которого не менее 2 часов. Для других же предприятий, стоимость может быть соизмерима с ущербом от перерыва, длительность которого составила 15-20 минут.

3. Общие капитальные затраты, связанные с выполнением условий по присоединению к централизованной системе, для большинства предприятий могут быть значительно выше, чем строительство собственного источника энергии.

4. Надежность работы автономной станции в разы превышает надежность работы централизованной системы, тем более, если предусматривается параллельный режим автономной станции с внешней системой.

5. Благодаря наличию собственной станции предприятие имеет энергетический суверенитет, следовательно, обладает экономической независимостью от рынка энергетики.

С учетом всех требований заказчиков относительно малой энергетики и постоянного увеличения количества заказчиков, которые решили создать собственную автономную теплоэлектростанцию, можно выделить основные направления развития современной малой энергетики.

Развитие современной малой энергетики:

1. Создание источников теплой и электрической энергии, в основе которых лежат газо-поршневые двигатели, КПД которых равняется 45 процентам.

2. Улучшение оборудования для системы когенерации тепла, в результате чего снижается ее массогабаритные и стоимостные показатели, увеличивается показатель КПД, и улучшаются другие технические характеристики.

3. Производство автономной станции в блочно-модульном виде, в основе которой модули заводской максимальной подготовленности, следовательно, максимально сокращается время на строительство станций.

4. Возникновение максимального внедрения источников энергии на базе ГЭС для эксплуатации энергии рек.

5. Улучшение источников энергии благодаря использованию комбинированных устройств по производству энергии.

В ближайшее время малая распределенная энергетика будет широко применять оборудование, в основе которого лежит развитие первых четырех направлений. Данные четыре направления нуждаются в таком объеме инвестиций, который вполне по силам ведущим компаниям, работающим на современном рынке малой энергетики. Помимо этого, пятое направление нуждается в достаточно большом объеме инвестиций, выделить который могут только ведущие зарубежные предприятия.

Могут располагаться в пределах централизованной системы снабжения электрической энергии и на изолированной территории, где не присутствуют электрические сети. В первую очередь, объекты находятся на тех участках, где предприятиям удобно пользоваться собственной генерацией. Например, это могут быть объекты мелких предприятий, аварийно-спасательные службы и т. п.

Помимо этого, распределенная малая энергетика может представлять объекты там, где предприятия объявляют при уже существующем дефиците энергии о росте нагрузок. А также там, где коммунальное энергоснабжение нуждается в создании когенерационных установок.

Характерная черта установок в распределенной энергетике – это компактность генераторных блоков, при этом существует мобильность систем. Работа подавляющего большинства установок осуществляется на газе и дизельном топливе. Потребители получают электроснабжение от передвижных или стационарных станций. Малая электростанция имеет среднюю мощность, равную 340 кВт.

Именно благодаря развитию малой энергетики повышается устойчивость, эффективность функционирования энергетики, сдерживание роста цен на электрическую энергию, следовательно, лучшее удовлетворение потребностей потребителей. С целью успешного развития и выдерживания конкуренции с компаниями большой энергетики малая распределенная энергетика нуждается в новых законодательных решениях, совершенствовании финансирования проектов и осуществления других мер.

Моральный и физический износ существующих генерирующих мощностей «большой энергетики» находится на критическом уровне, а новые много миллиардные инвестиции, в условиях кризиса невозможны, выход в пересмотре развития энергетической концепции, в сторону обеспечения энергобережливости и энергоэффективности производств даже в тех зонах, где большая энергетика до сего времени рассматривалась как безальтернативная. Отсутствие инвестиций в сетевые мощности, привело к введению платы за технологическое присоединение к сетям. Для потребителя это значительные, а порой и «неподъемные» суммы. Более того, есть регионы, где даже за плату получить мощность невозможно - ее просто нет.

В этом случае оптимальное (а порой, и единственное) решение - малая энергетика. Понятие "малая энергетика" обычно включает в себя расположенные в непосредственной близости от потребителя или группы потребителей, энергогенерирующие установки мощностью до 25 МВт.

К объектам малой энергетики относятся малые ГЭС и ТЭЦ, биогазовые, ветроэнергетические и солнечные установки, газовые и дизельные электростанции. Преимущества таких объектов это высокая автономность и эффективность, экологичность, существенно меньше инвестиций и малые сроки создания, что позволяет потребителю не зависеть от централизованного энергоснабжения и его состояния и использовать оптимальные для данных условий источники и средства производства энергии. Строительство когенерационной ТЭЦ мощностью 1МВт «под ключ» стоит в среднем 1 000 000- 1 200 000 евро.

Поэтому сегодня высок интерес к малой энергетике, как со стороны владельцев промышленных предприятий, так и региональных и муниципальных руководителей. Потребность в объектах малой энергетики, и реконструкции существующих настолько высока, что нет практически ни одного населенного пункта, промпредприятия или района, где не требовалась бы новая генерация.

В России наибольшее распространение получили газовые и дизельные теплоэлектростанции, работающие по принципу когенерации .

Когенерация - это технология комбинированной выработки двух форм полезной энергии (электрической и тепловой) из одного первичного источника топлива. Только при оптимальном использовании обоих форм энергии достигается наибольший экономический эффект когенерации в малой энергетике.

Оценка среднего коэффициент использования топлива при раздельном производстве электрической и тепловой энергии в большой энергетике:

При этом потери при передаче электроэнергии на большие расстояния могут достигать 30%, а тепловой, в случае изношенных сетей - 70%.

Оценка среднего коэффициент использования топлива когенерационного цикла:

Следует заметить, что при этом когенерационная установка отличается значительно меньшими эксплуатационными расходами (одна единица основного оборудования производит оба вида энергии в одном цикле), простотой в обслуживании, легкостью и малыми затратами на монтаж, малыми сроками доставки и производства.

Наиболее рентабельны проекты строительства энергоцентров при промышленных предприятиях, имеющих двух-трех сменный режим работы. В этом случае, коэффициент загрузки оборудования будет близок к 90%, что значительно снизит сроки окупаемости проекта (3-5 лет).

Выгодно принимать участие в технической реконструкции существующих объектов малой энергетики, используя при этом новое оборудование и современные технологии. Такие объекты, как правило, находятся в районе с развитой инфраструктурой и проблем со сбытом тепла и электричества не возникает.

Обеспечивать энергоносителями объекты ЖКХ выгодно, в первую очередь, с политической точки зрения, экономика, в подобных проектах, на втором плане. Хотя семилетняя окупаемость проектов тоже является привлекательной.

Малая энергетика требует благоприятного инвестиционного климата, должной государственной (как региональной, так и федеральной) поддержки, решения вопросов газификации региона или отдельно взятого предприятия. На первом этапе это и технические вопросы, и лимиты на газ. На втором этапе, выбирается техническое решение, подбирается оборудование, проектная организация, схема финансирования, генеральный подрядчик.

Как правило, в регионах, нет специалистов способных возглавить процесс организации строительства энергоцентров от начального этапа до ввода его в эксплуатацию. И как следствие, на каждом этапе Заказчика ждут подводные камни и недобросовестные консультанты. В итоге замедляются сроки строительства, теряется финансовая привлекательность проекта.

ООО «ТрансДорСтрой» сегодня решает весь комплекс вопросов связанных со строительством объектов малой энергетики от финансирования строительства, газификации, получения всех необходимых разрешений и согласований, до сдачи объекта под ключ и последующей эксплуатации.

География уже выполненных проектов обширна это: Курская область, Новосибирская область, Алтайский край, Республика Алтай, Московская область, республика Коми и т.д.

Результат работы с нами это значительный экономический эффект, от общего увеличения эффективности и стабильности функционирования энергосистемы за счет снижения потерь и увеличения КПД, экономии природных ресурсов, улучшения экологической обстановки.

Прежде чем начать рассмотрение вопросов электроэнергетики необходимо понять, а что же такое энергетика вообще, какие она решает проблемы, какую роль в жизни человека она играет?

Энергетика это область деятельности человека, которая включает в себя получение (добычу), переработку (преобразование), транспортировку (передачу), хранение (кроме электрической энергии), распределение и использование (потребление) энергоресурсов и энергоносителей всех видов. Энергетика обладает развитыми, глубокими, внутренними и внешними связями. Ее развитие неотделимо от всех сторон деятельности человека. Такие сложные структуры с разнообразными внешними и внутренними связями рассматриваются как большие системы.

В определении большой системы энергетики (БСЭ) содержатся условия разделения большой системы на подсистемы – иерархичность ее структуры, развитости связей между подсистемами, единства задач и наличия самостоятельных целей у каждой подсистемы, подчиненности частных целей общей. К таким подсистемам относятся топливная энергетика, ядерная энергетика, гидроэнергетика, теплоэнергетика, электроэнергетика и другие подсистемы. Особое место в этом ряду занимает электроэнергетика и не только потому, что это предмет нашего изучения, но главным образом и потому, что электроэнергия – это особый вид энергии, обладающей специфичными свойствами, на которых следует остановиться более подробно.

1.2. Электроэнергия – особый вид энергии

К специфичным свойствам электроэнергии необходимо отнести:

– возможность получения её из других (практически из любых) видов энергии (из механической, тепловой, химической, солнечной и других);

– возможность преобразования ее в другие виды энергии (в механическую, тепловую, химическую, световую, в другие виды энергии);

– возможность преобразования ее в электрическую же энергию любых требуемых параметров (например, по напряжению от микровольт до сотен и даже тысяч киловольт - "Самая высоковольтная линия трехфазного переменного тока длиной 1610 км проложена в России и Казахстане и передает ток с напряжением 1200 (1150) кВ" );

– возможность передачи на значительные (тысячи километров) расстояния;

– высокую степень автоматизации производства, преобразования, передачи, распределения и потребления;

– невозможность (пока) хранения в больших количествах длительное время: процесс производства и потребления электрической энергии – это одномоментный акт;

– относительную экологическую чистоту.

Такие свойства электроэнергии обусловили ее широкое применение в промышленности, на транспорте, в быту, практически в любой сфере деятельности человека – это наиболее распространенный потребляемый вид энергии.

1.3. Потребление электрической энергии. Графики нагрузок потребителей

В процессе потребления электрической энергии участвует большое число разнообразных потребителей. Потребление энергии каждым из них в течение суток и года неравномерно. Оно может быть продолжительным и кратковременным, периодическим, регулярным или случайным, зависит от рабочих, выходных и праздничных дней, от работы предприятий в одну, две или три смены, от продолжительности светлой части суток, температурой воздуха и т.д.

Можно выделить следующие основные группы потребителей электрической энергии: – промышленные предприятия; – строительство; – электрифицированный транспорт; – сельское хозяйство; – бытовые потребители и сфера обслуживания городов и рабочих поселков; – собственные нужды электростанций и др.. Приемниками электроэнергии могут быть асинхронные электродвигатели, электрические печи, электротермические, электролизные и сварочные установки, осветительные и бытовые приборы, кондиционные и холодильные установки, радио- и телеустановки, медицинские и другие установки специального назначения. Кроме того, имеется технологический расход электроэнергии, связанный с ее передачей и распределением в электрических сетях.

Рис. 1.1. Суточные графики нагрузки

Режим потребления электроэнергии может быть представлен графиками нагрузок . Особое место среди них занимает суточные графики нагрузки, которые представляет собой непрерывное графическое изображение режима потребления электроэнергии потребителем в течение суток (рис. 1.1, а ). Часто бывает удобнее использовать ступенчато-аппроксимированные графики нагрузки (рис. 1.1, б ). Они и получили наибольшее применение.

Каждая электроустановка имеет характерный для нее график нагрузки. В качестве примера на рис. 1.2 приведены суточные графики: коммунальные потребители города с преимущественно осветительной нагрузкой (рис. 1.2, а); предприятия легкой промышленности с работой в две смены (рис. 1.2, б); нефтеперерабатывающего завода с работой в три смены (рис. 1.2, в).

Графики электрических нагрузок предприятий различных отраслей промышленности, городов, рабочих поселков позволяют прогнозировать ожидаемые максимальные нагрузки, режим и размеры потребления электроэнергии, обоснованно проектировать развитие системы.

В связи с непрерывностью процесса производства и потребления электроэнергии важно знать, сколько электроэнергии необходимо вырабатывать в каждый конкретный момент времени, определить диспетчерский график выработки электроэнергии каждой электростанцией. Для удобства составления диспетчерских графиков выработки электроэнергии суточные графики потребления электроэнергии делят на три части (рис.1.1, а). Нижнюю часть, где Р < Р ноч. min , называют базовой. Здесь наблюдается непрерывное потребление электроэнергии в течение суток. Среднюю часть, где Р ноч. min < Р < Р дн. min , называют полупиковой. Здесь происходит нарастание нагрузки в утренние часы и снижение в вечерние. Верхнюю часть, где Р > Р дн. min , называют пиковой. Здесь в дневные часы нагрузка постоянно меняется и достигает своего максимального значения.

1.4. Производство электрической энергии. Участие электростанций в выработке электроэнергии

В настоящее время в нашей стране, как и во всем мире, большая часть электроэнергии производится на мощных электростанциях, на которых какой-либо другой вид энергии преобразуется в электрическую. В зависимости от вида энергии, которая преобразуется в электрическую, различают три основных типа электростанций: тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС) и атомные электростанции (АЭС).

На тепловых электростанциях первичным источником энергии служит органическое топливо: уголь, газ, мазут, горючие сланцы. Среди тепловых электростанций в первую очередь следует выделить конденсационные электростанции (КЭС). Это, как правило, мощные электростанции, располагающиеся вблизи добычи низкокалорийного топлива. Они несут значительную долю в покрытии нагрузки энергосистемы. Коэффициент полезного действия КЭС составляет 30…40%. Низкий КПД объясняется тем, что большая часть энергии теряется вместе с горячим отработавшим паром. Специальные тепловые электростанции, так называемые теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), позволяют значительную часть энергии отработавшего пара использовать для отопления и технологических процессов в промышленных предприятиях, а также для бытовых нужд (отопление, горячее водоснабжение). В результате КПД ТЭЦ достигает 60…70%. В настоящее время в нашей стране ТЭЦ дают около 40% всей производимой электроэнергии. Особенности технологического процесса на этих электростанциях, где используются паротурбинные установки (ПТУ), предполагают стабильный режим работы без резких и глубоких изменений нагрузки, работу в базовой части графика нагрузки.

В последние годы на ТЭС нашли применение и все большее распространение газотурбинные установки (ГТУ), в которых газообразное или жидкое топливо при сгорании создаёт горячие выхлопные газы, раскручивающие турбину. Преимущество ТЭС с ГТУ в том, что они не требуют питательной воды и, как следствие, целого комплекса сопутствующих устройств. Кроме того, ГТУ – очень мобильны. На их пуск и останов требуется несколько минут (несколько часов для ПТУ), они допускают глубокое регулирование вырабатываемой мощности и поэтому могут быть использованы в полупиковой части графика нагрузки. Недостатком ГТУ является отсутствие замкнутого цикл теплоносителя, при котором с отработавшими газами выбрасывается значительное количество тепловой энергии. При этом КПД ГТУ составляет 25…30%. Однако установка на выхлопе ГТУ котла-утилизатора может повысить КПД до 70…80%.

На гидроэлектростанциях энергия движущейся воды в гидротурбине превращается в механическую, а затем в генераторе – в электрическую. Мощность станции зависит от создаваемой плотиной разности уровней воды (напора) и от массы воды, проходящей через турбины в секунду (расхода воды). Гидроэлектростанции дают более 15% всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии. Положительной особенностью ГЭС является очень высокая мобильность (выше, чем ГТУ). Это объясняется тем, что гидротурбина работает при температуре окружающей среде, не требует затрат времени на разогрев. Следовательно, ГЭС могут быть использованы в любой части графика нагрузки, в том числе и в пиковой.

Особое место среди ГЭС занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Назначение ГАЭС заключается в выравнивании суточного графика нагрузки потребителей и повышении экономичности ТЭС и АЭС. В часы минимальной нагрузки агрегаты ГАЭС работают в насосном режиме, перекачивая воду из нижнего водохранилища в верхнее и увеличивая тем самым нагрузку ТЭС и АЭС; в часы максимальной нагрузки они работают в турбинном режиме, сбрасывая воду из верхнего водохранилища и разгружая ТЭС и АЭС от кратковременной пиковой нагрузки. Экономичность работы системы в целом при этом повышается.

На атомных электростанциях технология производства электрической энергии почти такая же, как и на КЭС. Разница состоит в том, что на АЭС в качестве первичного источника энергии используется ядерное топливо. Это накладывает дополнительные требования безопасности. После Чернобыльской катастрофы эти электростанции должны строиться не ближе 30 км от населенных пунктов. Режим работы должен быть как на КЭС – стабильный, без глубокого регулирования вырабатываемой мощности.

Нагрузка всех потребителей должна быть распределена между всеми электростанциями, суммарная установленная мощность которых несколько превышает наибольший максимум нагрузки. Покрытие базовой части суточного графика возлагают: а) на АЭС, регулирование мощности которых затруднительно; б) на ТЭЦ, максимальная экономичность которых имеет место, когда электрическая мощность соответствует тепловому потреблению (пропуск пара в ступени низкого давления турбин в конденсаторы должен быть минимальным); в) на ГЭС в размере, соответствующем минимальному пропуску воды, необходимому по санитарным требованиям и условиям судоходства. Во время паводка участие ГЭС в покрытии базовой части графика системы может быть увеличено с тем, чтобы после заполнения водохранилищ до расчетных отметок не сбрасывать бесполезно избыток воды через водосливные плотины. Покрытие пиковой части графика возлагают на ГЭС, ГАЭС и ГТУ, агрегаты которых допускают частые включения и отключения, быстрое изменение нагрузки. Остальная часть графика, частично выровненная нагрузкой ГАЭС при работе их в насосном режиме, может быть покрыта КЭС, работа которых наиболее экономична при равномерной нагрузке (рис. 1.3) .

Кроме рассмотренных существует значительное число других типов электростанций: солнечные, ветровые, геотермальные, волновые, приливные и другие. Они могут использовать возобновляемые и альтернативные источники энергии. Во всем современном мире этим электростанциям уделяется значительное внимание. Они могут решить некоторые проблемы, встающих перед человечеством: энергетическую (запасы органического топлива ограничены), экологическую (снижение выбросов вредных веществ при производстве электроэнергии). Однако, это очень затратные технологии получения электроэнергии потому, что альтернативные источники энергии это, как правило, низкопотенциальные источники. Это обстоятельство затрудняет их использование. В нашей стране на долю альтернативной энергетики приходится менее 0,1% выработки электроэнергии .

На рис. 1.4 показано участие различных типов электростанций в производстве электроэнергии .

Рис. 1.4.

1.5. Электроэнергетическая система

Развитие электроэнергетики начиналось во второй половине XIX века со строительства небольших электростанций вблизи и для конкретных потребителей. Это была в основном осветительная нагрузка: Зимний дворец в Санкт-Петербурге, Кремль в Москве и т.п. Электроснабжение осуществлялось главным образом на постоянном токе. Однако изобретение в 1876 г. Яблочковым П.Н. трансформатора определило дальнейшее развитие энергетики на переменном токе. Возможность изменения параметров напряжения трансформаторами позволило с одной стороны согласовывать параметры генераторов и объединять их на параллельную работу, а с другой стороны – повышать напряжение и передавать энергию на значительные расстояния. С появлением в 1889 г. трехфазного асинхронного электродвигателя, разработанного Доливо-Добовольским М.О., развитие электротехники и электроэнергетики получили мощный толчок.

Широкое использование простых и надежных асинхронных электродвигателей на промышленных предприятиях привело к значительному росту электрической мощности потребителей, а вслед за ними – мощности электростанций. В 1914 году наибольшая мощность турбогенераторов составляла 10 МВт , самая крупная ГЭС имела мощность 1,35 МВт , самая крупная тепловая электростанция имела мощность 58 МВт , суммарная мощность всех электростанций России - 1,14 ГВт . Все электростанции работали изолированно, случаи параллельной работы были исключительными. Наивысшее напряжение, освоенное до первой мировой войны, составляло 70 кВ .

22 декабря 1920 года на 8 съезде Советов был принят план ГОЭЛРО, рассчитанный на 10-15 лет и предусматривающий сооружение 30 новых районных ТЭС и ГЭС общей мощностью 1,75 ГВт и строительство сетей 35 и 110 кВ для передачи мощности к узлам нагрузки и соединения электростанций на параллельную работу. В 1921 году созданы первые энергосистемы : МОГЭС в Москве и "Электроток" в Ленинграде. Под энергетической системой понимают совокупность электростанций, линий электропередач, подстанций и тепловых сетей, связанных общностью режимов и непрерывностью процессов производства, преобразования, передачи, распределения электрической и тепловой энергии.

При параллельной работе нескольких электростанций нужно было обеспечивать экономичное распределение нагрузки между станциями, регулировать напряжение в сети, не допускать нарушений устойчивой работы. Очевидным решением этих задач была централизация: подчинение работы всех станций системы одному ответственному инженеру. Так родилась идея диспетчерского управления. В СССР впервые функции диспетчера стал выполнять с 1923 г. дежурный инженер 1-й Московской станции, а в 1925 г. в системе Мосэнерго был организован диспетчерский пункт. В 1930 году созданы первые диспетчерские пункты на Урале: в Свердловском, Челябинском и Пермском районах.

Следующим этапом в развитии энергетических систем явилось создание мощных линий электропередачи, объединяющих отдельные системы в более крупные объединенные энергосистемы (ОЭС).

К 1955 году в СССР работают три ОЭС не связанные друг с другом:

- ОЭС Центра (Московская, Горьковская, Ивановская, Ярославская энергосистемы);

- ОЭС Юга (Донбасская, Днепровская, Ростовская, Волгоградская энергосистемы);

- ОЭС Урала (Свердловская, Челябинская, Пермская энергосистемы).

В 1956 году введены в работу две цепи дальней электропередачи 400 кВ Куйбышев – Москва , соединившей ОЭС Центра и Куйбышевскую энергосистему. При этом объединении на параллельную работу энергосистем различных зон страны (Центра и Средней Волги) было положено начало формированию Единой Энергосистемы (ЕЭС) европейской части СССР. В 1957 году ОДУ Центра переименовано в ОДУ ЕЭС европейской части СССР.

В июле 1958 года введен в эксплуатацию первый участок (Куйбышев – Бугульма ) одноцепной дальней электропередачи 400 кВ Куйбышев – Урал . На параллельную работу с ОЭС Центра подключились энергосистемы Предуралья (Татарская и Башкирская). В сентябре 1958 года введен в работу второй участок (Бугульма – Златоуст ) электропередачи 400 кВ Куйбышев – Урал. На параллельную работу с ОЭС Центра подключились энергосистемы Урала. В 1959 году введен в работу последний участок (Златоуст – Шагол - Южная ) электропередачи 400 кВ Куйбышев – Урал. Нормальным режимом ЕЭС европейской части СССР стала параллельная работа энергосистем Центра, Средней Волги, Предуралья и Урала. К 1965 г. в результате объединения энергосистем Центра, Юга, Поволжья, Урала, Северо-Запада и трех закавказских республик было закончено создание Единой энергетической системы европейской части СССР, суммарная установленная мощность которой превысила 50 млн. кВт.

Начало формирования ЕЭС СССР следует отнести к 1970 году. В это время в составе ЕЭС работают параллельно ОЭС Центра (22,1 ГВт), Урала (20,1 ГВт), Средней Волги (10,0 ГВт), Северо-Запада (12,9 ГВт), Юга (30,0 ГВт), Северного Кавказа (3,5 ГВт) и Закавказья (6,3 ГВт), включающие 63 энергосистемы (из них 3 энергорайона). Три ОЭС - Казахстана (4,5 ГВт), Сибири (22,5 ГВт) и Средней Азии (7,0 ГВт) - работают раздельно. ОЭС Востока (4,0 ГВт) находится в стадии формирования. Постепенное формирование Единой энергосистемы Советского Союза путем присоединения объединенных энергосистем в основном завершилось к 1978 году, когда к ЕЭС присоединилась ОЭС Сибири, которая к тому времени уже была соединена с ОЭС Востока.

В 1979 году началась параллельная работа ЕЭС СССР и ОЭС стран-членов СЭВ. С включением в состав ЕЭС СССР объединенной энергосистемы Сибири, имеющей электрические связи с энергосистемой МНР, и организацией параллельной работы ЕЭС СССР и ОЭС стран – членов СЭВ создалось уникальное межгосударственное объединение энергосистем социалистических стран с установленной мощностью более 300 ГВт, охватывающее громадную территорию от Улан-Батора до Берлина.

Распад Советского Союза в 1991 году на ряд независимых государств привел к катастрофическим последствиям. Плановая социалистическая экономика рухнула. Промышленность практически встала. Множество предприятий закрылось. Над энергетикой нависла угроза полного развала. Однако ценой неимоверных усилий удалось сохранить ЕЭС России, реструктурировать ее, адаптировать к новым экономическим отношениям.

Современная Единая энергетическая система России (рис. 1.5) состоит из 69 региональных энергосистем, которые, в свою очередь, образуют 7 объединенных энергетических систем: Востока, Сибири, Урала, Средней Волги, Юга, Центра и Северо-Запада. Все энергосистемы соединены межсистемными высоковольтными линиями электропередачи напряжением 220…500 кВ и выше и работают в синхронном режиме (параллельно). В электроэнергетический комплекс ЕЭС России входит более 600 электростанций мощностью свыше 5 МВт. На конец 2011 года общая установленная мощность электростанций ЕЭС России составила 218 235,8 МВт. Ежегодно все станции вырабатывают около одного триллиона кВт∙ч электроэнергии. Сетевое хозяйство ЕЭС России насчитывает более 10 200 линий электропередачи класса напряжения 110…1150 кВ.

Параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Азербайджана, Белоруссии, Грузии, Казахстана, Латвии, Литвы, Молдавии, Монголии, Украины и Эстонии. Через энергосистему Казахстана параллельно с ЕЭС России работают энергосистемы Центральной Азии – Киргизии и Узбекистана. Через устройство Выборгского преобразовательного комплекса совместно с ЕЭС России работает энергосистема Финляндии, входящая в энергообъединение энергосистем Скандинавии НОРДЕЛ. От электрических сетей России осуществляется также электроснабжение выделенных районов Норвегии и Китая.

Рис. 1.5. Единая энергетическая система Российской Федерации

Объединение отдельных энергетических систем в ЕЭС страны дает ряд технические и экономические выгоды:

Повышается надежность энергоснабжения потребителей за счет более гибкого маневрирования резервами отдельных электростанций и систем, суммарный резерв мощности сокращается;

Обеспечивается возможность увеличения единичной мощности электрических станций и установки на них более мощных блоков;

Общий максимум нагрузки объединенной системы снижается, так как совмещенный максимум всегда меньше суммы максимумов отдельных систем;

Сокращается установленная мощность объединенной энергосистемы за счет разновременности максимумов нагрузки в энергосистемах, расположенных на значительном расстоянии в направлении с востока на запад ("широтный эффект");

Облегчается возможность задавать экономически более выгодные режимы для любых электростанций;

Повышается эффективность использования различных энергетических ресурсов.

1.6. Электрические сети

Единая энергетическая система, как было показано выше, имеет четкую иерархическую структуру: делится на объединенные энергосистемы, которые в свою очередь делятся на региональные энергосистемы. Каждая энергосистема представляет собой электрическую сеть.

Электрические сети являются промежуточным звеном в системе источник-потребитель; они обеспечивают передачу электроэнергии от источников к потребителям и ее распределение . Электрические сети условно подразделяют на распределительные (потребительские), районные (питающие) и системообразующие.

К распределительным электрическим сетям непосредственно подключаются электроприемники или укрупненные потребители электроэнергии (завод, предприятие, комбинат, сельхозпредприятие и т.п.). Напряжение этих сетей составляет 6…20 кВ.

Районные электрические сети предназначены для транспорта и распределения электроэнергии на территории некоторого промышленного, сельскохозяйственного, нефтегазодобывающего и (или) т.п. района. Эти сети в зависимости от местных особенностей конкретной энергосистемы имеют номинальное напряжение 35…110 кВ.

Системообразующие электрические сети с магистральными линиями электропередачи на напряжениях 220…750 (1150) кВ обеспечивают мощные связи между крупными узлами энергосистемы, а в объединенной энергосистеме – связи между энергосистемами и энергообъединениями.

От редакции: Сегодня не утихают споры о целесообразности и эффективности совместного использования объектов «малой» и «большой» энергетики. Предлагаем Вашему вниманию статью, в которой приводится мнение одного из ведущих российских специалистов.

Роль «малой» энергетики в решении проблем «большой» энергетики

К. т.н. А. А. Салихов, директор Департамента мобилизационной подготовки оперативного контроля, ГО и ЧС в ТЭК, Министерство энергетики РФ

(из книги А.А. Салихова «Неоцененная и непризнанная «малая» энергетика», М.: Издательство «Новости теплоснабжения», 2009 г.)

Проблемы надежности энергоснабжения

Одной из важнейших задач, которая сегодня стоит перед энергетиками, является повышение надежности энергоснабжения потребителей. Она зависит от многих причин, но основными из них являются:

■ появление в целом ряде регионов России дефицита в электрической энергии из-за роста энергопотребления;

■ моральное и физическое старение оборудования энергопредприятий;

■ недостаточная сбалансированность между потреблением и генерацией в сочетании с ветхостью и недостаточной пропускной способностью электрических сетей;

■ угроза террористических актов в отношении энергетических объектов, ЛЭП, газо- и нефтепроводов;

■ аномальные и стихийные климатические явления.

Исторически сложилось, что на территориях с развитой генерацией количество электростанций достигает десятка, тогда как в большинстве республик, краев и областей их можно пересчитать по пальцам. Например, на территории Калмыкии вообще нет генерирующих источников, в Курганской области одна ТЭЦ, Марийская и Мордовская республики имеют по 2-3 источника, суммарная мощность которых колеблется от 250 до 350 МВт, в Ивановской и Омской областях всего по 3 электростанции. И этот список можно продолжить. Ясно, что надежность энергоснабжения конечных потребителей в такой ситуации определяется, в основном, надежностью работы электросетевого хозяйства региона (подстанций и электрических сетей).

Надежность же работы самих электростанций, а следовательно, и надежность поставки продукции в сети, зависит от количества одновременно работающих турбогенераторов, котлов. В летнее время на некоторых ТЭЦ из-за отсутствия или отказа потребителей от тепловых нагрузок возникают режимы, когда приходится

оставлять в работе один турбогенератор с одним котлом. При этом резко увеличивается вероятность посадки этой станции на нуль.

Также общеизвестно, что столицы республик, областей и краев, т.е. большие города регионов, особенно «миллионники», зимой и летом испытывают дефицит в электрической мощности, которая традиционно доставляется по ВЛ-500, 220 кВ от крупных энергоисточников - ГЭС, ГРЭС, АЭС, расположенных далеко от этих городов. Поэтому надежность электроснабжения крупных городов также в значительной степени уязвима из-за отсутствия баланса генерации и потребления в пределах самого города.

О термине «малая» энергетика

Надо сказать, что в энергетической литературе до сих пор нет четкой трактовки этого понятия.

Обычно понятие «малая» энергетика включает в себя генерирующие установки мощностью до 30 МВт - это маломощные теплоэлектроцентрали (за рубежом их чаще называют «когенерирую-щие установки»), малые гидроэлектростанции, установки, перерабатывающие энергию ветра и солнца, и т.д. Известен еще один термин - «распределенная» энергетика. Это определенный уклад системы организации электро- и теплоснабжения в регионе. Это пласт и диапазон мощностей агрегатов, которые потенциально могут быть установлены как генерирующие источники на разбросанных по территории региона объектах, работающие в общую сеть, а также и на существующих ныне электростанциях, особенно на ТЭЦ. Образуется так называемая распределенная (рассредоточенная) по территории региона сеть электростанций (или распределенная энергетика), в основном из объектов «малой» энергетики.

Так что, термины «малая» и «распределенная» энергетика в рассматриваемом случае являются синонимами и употребляются, чтобы обозначить ту нишу, которая пока не востребована и не занята в отечественной энергетике.

Объекты «малой» энергетики и их размещение

«Малая» энергетика может сыграть весьма важную и положительную роль в повышении комплексных показателей эффективности и надежности «большой» энергетики.

Чтобы лучше понять некоторые технические аспекты распределенной энергетики, представим себе следующее. На территориях, где раньше размещались 2-3 крупных генерирующих источника, появляются несколько десятков центров генерации, расположенных преимущественно в районных центрах, маленьких городах и на территориях предприятий. Электрическую энергию эти потребители раньше получали издалека по электрическим сетям, но сейчас она производится и, в основном, потребляется непосредственно на месте. Если возникает излишек, то продукция отпускается во внешнюю сеть; если дефицит, то недостающая часть баланса, как и раньше, поступает по электрическим сетям.

Очевидно, что надежность энергоснабжения потребителей при появлении объектов «распределенной» энергетики резко возрастает. Ранее отключение единственной действовавшей магистральной электрической сети привело бы к отключению всех потребителей, подключенных к этой линии. С появлением генерирующих источников на местах можно создать такие устойчивые системы и связи, что если не все, то многие потребители не почувствуют отключение той или иной линии по каким-то причинам. Хотя в некоторых случаях (например, при достаточно развитой мощности ветроэлектростанций) они могут усложнить работу системного оператора, но эта проблема чисто инженерная и легко решаемая. Однако думается, что ни у кого не вызывает сомнения тот факт, что «малая» энергетика в виде распределенных по территории региона генерирующих источников существенно повышает надежность энергоснабжения потребителей. Реализация концепции распределенной энергетики будет способствовать снижению физических потерь в существующих электрических сетях из-за уменьшения перетоков по линиям электропередач. Поэтому вопросы развития и технического перевооружения электрических сетей и размещения генерирующих источников в регионах должны рассматриваться в комплексе и совместно. Это может способствовать оптимизации (существенному снижению) затрат как при размещении генерации, так и при обновлении сетевого хозяйства на местах в сравнении с вариантом решения этих проблем независимо друг от друга. В свою очередь, у сетевиков появится возможность концентрировать финансовые средства для реализации проектов строительства стратегически важных ЛЭП и ПС, способствующих дальнейшему развитию Единой Энергетической Сети России. Можно будет осуществить переброску мощностей крупных перспективных Сибирских угольных ТЭС, ГЭС в зоны Уральского и Центрального регионов, а также построить линии для экспортных поставок за рубеж.

Размещение источников генерации «малой» энергетики не должно быть самоцелью. Результат ее внедрения должен заключаться в повышении не только надежности, но и эффективности и других важных показателей энергопроизводства. В первую очередь, необходимо реализовать возможность ликвидации или уменьшения дефицита энергомощностей крупных городов с полумиллионным и миллионным населением. Как правило, это областные и краевые центры, столицы республик. Современные объекты распределенной энергетики позволяют осуществить этот замысел с большим экономическим эффектом.

Сегодня уже многим понятно, что существующие традиционные ТЭЦ (как правило, работающие на газообразном топливе) являются прекрасным объектом для установки там ГТУ мощностью от 20 до 150 МВт в качестве надстройки к существующей инфраструктуре. В секторе теплоснабжения страны действуют 486 ТЭЦ, и их потенциал надстроек таков, что ТЭЦ России готовы вместить в себя несколько инвестиционных проектов размером 30-40 тыс. МВт.

Эти довольно мощные объекты «распределенной» энергетики будут располагаться на территории действующих ТЭЦ таким образом, что их установленная мощность может в зависимости от потребности города и региона возрасти на несколько сотен мегаватт, вплоть до обеспечения баланса потребности города в электрической энергии и мощности.

Следующими потенциально интересными объектами размещения «малых» генерирующих источников в виде ГТУ являются многочисленные котельные, расположенные не только в больших, но и в малых городах, а также в поселках городского типа. Их по стране насчитывается около 6,5 тыс. от 20 до 100 Гкал/ч, более 180 тыс. котельных меньшей мощности, где с термодинамической точки зрения газ сжигается неразумно.

Ныне во многих регионах 40-60% газового топлива горит в коммунальных котельных и в быту для нужд населения. Здесь могут найти широкое применение объекты «малой» энергетики мощностью от сотен кВт до нескольких МВт. И они реально будут распределены по территории региона.

Проблема размещения объектов «малой» энергетики на территориях действующих предприятий

Противники надстройки существующих ТЭС газотурбинными установками очень часто приводят такие аргументы, как нехватка площадей на генплане действующих станций. По этому поводу необходимо констатировать следующее. Практически все наши действующие ТЭС и котельные, построенные по нормам и правилам проектирования энергообъектов советского времени, занимают большие площади. Западные специалисты на таких же площадях по своим нормам вместо одного нашего объекта располагают несколько.

При этом ни по эстетическим, ни по технико-экономическим показателям западные станции нашим не проигрывают.

Давно назрела необходимость пересмотра многих Норм и Правил, которые препятствуют внедрению новых технологий. Это относится и к ГОСТам, и СНиПам, и другим НТД. Например, требование СНиП о запрещении прокладки газопроводов высокого давления по территории городов и населенных пунктов в нашей стране усложняет строительство газотурбинных электростанций. В большинстве стран Западной Европы газопроводы под давлением 60-70 кгс/см2 проложены до центра больших городов, что, естественно, упрощает внедрение газотурбинных технологий.

В новых Правилах должны быть введены такие требования и нормы, как МВт/га в отношении генпланов, МВт/м 2 и МВт/м 3 в отношении главных корпусов.

С другой стороны, «нет худа без добра». На больших территориях наших электростанций и котельных, обеспечивая все требования промышленной безопасности, можно построить или пристроить значительные мощности на базе современных технологий. Например, надстройка Казанской ТЭЦ-1 двумя ГТУ по 25 МВт практически не привела к значительному изменению существующей инфраструктуры и площадей.

Роль «малой» энергетики в обеспечении энергетической безопасности России

«Малая» энергетика способна сыграть свою положительную роль в обеспечении энергетической безопасности страны. Маркетинговые исследования, проведенные по оценке рынков СМР, ПИР, оборудования, стройматериалов, необходимых для реализации проектов 5-летней инвестиционной программы Холдинга РАО ЕЭС по объектам тепловой генерации, показали, что возможности отечественного машиностроения не способны удовлетворить планы обновления тепловой генерации страны. По объему вводимых мощностей мы будем вынуждены прибегнуть к услугам иностранных фирм. И это, в первую очередь, касается оборудования мощных блоков П ГУ 400, 800 МВт.

Как уже было сказано, имеющийся мощный потенциал теплового рынка многочисленных котельных в процессе производства дешевой электроэнергии пока не задействован. По статистической отчетности его величина в целом по стране оценивается цифрой 1 млрд Гкал.

При этом их суммарная установленная мощность при круглогодичном использовании равнялась бы 100 тыс. МВт. Как видно, это почти три 5-летние инвестиционные программы Холдинга по 34 тыс. МВт. Если взглянуть на этот потенциал с точки зрения повышения эффективности использования поставляемого газа, то сжигание его когенерационным способом позволило бы уменьшить потребление газа до 1,5 раз, или в столько же раз увеличить генерацию электрической и тепловой энергии при сохранении уровня потребления поставляемого газа.

Для надстройки этих котельных могут быть востребованы ГПА и ГТУ мощностного ряда от 1 до 30 МВт. ГПА отечественного производства, удовлетворяющих требованиям энергетики, пока почти нет. А вот отечественные производители ГТУ мощностного ряда от 2,5 до 25 МВт буквально выстроились на старте и ждут лишь отмашки. Это отечественные моторостроительные авиационные заводы. Их оборудование уже прошло этап апробирования для наземных целей, находит широкое применение на объектах «Газпрома», и используется как опытно-промышленные энергоисточники в других отраслях. Потенциал отечественного авиационного машиностроения для энергетики пока еще ни со стороны энергетиков, ни со стороны коммунальщиков не востребован. Для ГТУ «малой» энергетики сопутствующее оборудование: котлы-утилизаторы, генераторы и др. также может быть поставлено отечественными производителями. По мере наработки опыта, числа часов использования и числа агрегатов и последующего усовершенствования, отечественная «малая» энергетика будет способна успешно конкурировать с агрегатами производства передовых иностранных фирм. Да и сейчас показатели эффективности у многих из них уже находятся на передовом мировом уровне, хотя как было выше сказано, при комбинированном способе их использования этот показатель определяющей роли не играет. Возможность же их производства на нескольких отечественных заводах дает заказчику право выбора, оптимизируя их стоимость. В свою очередь, «малая» энергетика способна внести большой вклад в дело обеспечения энергетической независимости России.

Энергетика — включает в себя хозяйственно-э кономическую деятельность человека, объединяющиую естественные и искусственные подсистемы, служащие для распределения и использования энергетических ресурсов. Цель энергетики - это обеспечение всех видов производства энергией путём преобразования природной первичной энергии во вторичную, скажем в электрическую или тепловую энергию. Такое преобразование претерпевает несколько стадий:

1.получить и концентрировать энергетические ресурсы, например - добыть, переработать и обогатить ядерное топливо;

2.перед ать эти ресурсы к энергетическим установкам, например доставить мазут на тепловую электростанцию;

3.преобразовать первичную энергию во вторичную при помощи электростанций, например химическую энергию угля преобразовать в электрическую или тепловую;

4.пер едать вторичную энергию потребителям, например по линиям электропередачи.

Структура энергетики включает в себя следующие понятия: электроэнергетика, теплоснабжение, энергетическое топливо и энергетические системы.

Электроэнергетика — это подсистема энерг етики, занимающаяся производством электроэнергии на электростанциях и доставкой ее потребителям по линии электропередачи. Основными её элементами являются электростанции. Электроэнергетика может быть традиционной и нетрадиционной.

Традиционная электро энергетика хорошо и давно зарекомендовала себя как основной поставщик электроэнергии на традиционных электростанциях, где электрическая мощность превышает 1000 Мвт. Традиционная электроэнергетика имеет несколько направлений, таких как: тепловая энергетика, гидроэнергетика и ядерная энергетика.

Тепловая энергетика производит электроэнергию на тепловых электростанциях, которые делятся на:

Паротурбинные электростанции, где энергия преобразуется с помощью паротурбинной установки;

Газотурбинные электростанции, где энергия преобразуется с помощью газотурбинной установки;

Парогазовые электростанции, где энергия преобразуется с помощью парогазовой установки.

Гидроэнергетика производит электроэнергию на Гидроэлектростанциях (ГЭС) при помощи энергии водного потока .

Ядерная энергетика производит электроэнергию на Атомных электростанциях (АЭС)при помощи энергии цепной ядерной реакции, например урана.

Нетрадиционная электроэнергетика основана на обычных традиционных принципах, отличие лишь в том, что первичной энергией служат ветряные, геотермальные. Нетрадиционную энергетику отличает экологическая чистота и то, что на нее затрачиваются очень большие расходы, например, чтобы построить мощную солнечную электростанцию нужны очень дорогостоящие зеркала огромных размеров. Приоритетными направлениями нетрадиционной электроэнергетики являются

Малые гидроэлектростанции, солнечная энергетика, геотермальная энергетика, ветровая энергетика, биоэнергетика,

Водородная энергетика, установки на топливных элементах, термоядерная энергетика.

К понятию "Малая энергетика " можно отнести электростанции с мощностью 30 МВт, агрегаты которых имеют мощность 10 МВт. Они работают на органическом топливе и к ним можно отнести газопоршневые и дизельные электростанции, а также газотурбинные установки с незначительной мощностью.

Электрические сети — это совокупность подстанций и различных распределительных устройств, соединенных линиями электропередачи. Электрические сети предназначены для распределения и передачи потребителю энергии и они обеспечивают передачу мощности электростанций на большие расстояния. Также электрические сети преобразуют энергию на подстанциях и распределяют ее по всей территории вплоть до конечной точки получения электроэнергии электроприемниками.

Кроме электроэнергии для человека очень важна и тепловая энергия. Теплоснабжение играет очень важную роль в жизни современного человека. Для бытовых целей необходимо в помещения пользоваться и горячей водой и отоплением, ведь от этого зависит здоровье человека. Поэтому в развитых странах температурные условия в разных помещениях имеют свои правила и стандарты, которые могут быть соблюдены при постоянном обеспечении помещения горячей водой и отопления. Для промышленных предприятий иногда требуется специальный пар,имеющий давление от одного до трех МПа. Все это обеспечивает система, состоящая их следующих элементов:

котельной, теплоприёмника, например батареи водяного отопления, тепловых сетей, таких как трубопроводы пара или горячей воды.

Теплоснабжение может быть централизованным и децентрализованным. Централизованное теплоснабжение имеет разветвленную тепловую сеть, снабжающую таких крупных потребителей, как: заводы, жилые помещения, государственные учреждения. И при этом используются два вида источника. Это теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и котельные, которые в свою очередь делятся на: водогрейные и паровые.

Децентрализованное теплоснабжение - это такое теплоснабжение, которое совмещает в себя и источник теплоты и теплоприемник. Децентрализованное теплоснабжение может быть индивидуальным, в случае, если у здания есть собственная малая котельная или, если в каждом помещении используются отдельные отопительные приборы, например электрические. К видам децентрализованного отопления относятся: малые котельные и электричекие. А электрические делятся на: печное, прямое, теплонасосное и аккумуляционное.

К теплоснабжению также относятся и тепловые сети, которые представляют собой очень сложные инженерно-строительные сооружения, транспортирующие тепло с помощью воды, пара, теплоносителя от источника (ТЭЦ или котельной) непосредственно до потребителя. Магистральные теплопроводы подают горячую воду в населенные пункты от коллекторов прямой сетевой воды. К многочисленным ответвлениям магистральных теплопроводов присоединяется разводка к тепловым пунктам, где находится само теплообменное оборудование с регуляторами, которые в свою очередь и обеспечивают потребителей теплом и горячей водой. Чтобы обеспечить бесперебойное теплоснабжение во время аварий и ремонтов, и для повышения надежности теплоснабжения, тепловые магистрали котельных и соседних ТЭЦ соединяют перемычками с запорной арматурой. И так мы видим, что тепловая сеть любого города является очень сложным комплексом теплопроводов, самих источников тепла и его потребителей.

Энергетическое топливо является важным элементом структуры энергетики, так как добыча, переработка и доставка топлива жизненно необходима для людей. Существует два вида такого топлива - это органическое топливо и ядерное топливо. В свою очередь органическое топливо делится на газообразное, жидкое и твёрдое. И каждое из них может быть естественным и искусственным. Доля органического топлива в мировой энергетике составляет 65 процентов, из которых 39 процентов приходится на уголь, 16 процентов - на природный газ, 9 процентов - на жидкое топливо.

К естественному газообразному топливу относится природный газ, а к искусственному - коксовый газ, доменный газ, продукты перегонки нефти, генераторный газ, синтез-газ и газ подземной газификации.

К естественному жидкому органическому топливу относится нефть, а к искусственному - продукты перегонки нефти: соляровое масло, керосин, бензин,мазут.

К естественному твёрдому органическому топливу относятся: каменный уголь, горючий сланец, биомасса, бурый уголь, антрацит, дрова, древесные отходы, растительное топливо.

А к искусственному твердому топливу можно отнести: кокс и полукокс, древесный уголь, углебрикеты, отходы углеобогащения.

Ядерное топливо как разновидность энергетического топлива получают из природного урана, добыча которого происходит в шахтах, открытых карьерах и способом подземного выщелачивания. После того как уран будет добыт, его отправляют на обогатительный завод для переработки, где после переработки 90 процентов побочного обедненного урана отправляют на хранение, а 10 процентов обогащаются до нескольких процентов (от 3,3 до 4,4 процента для энергетических реакторов). И уже обогащенный диоксид урана опять отправляется на завод и там из него делают таблетки в форме цилиндра и помещают их в четырехметровые герметичные циркониевые трубки, так называемые ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы).Потом их по несколько сотен объединяют в тепловыделяющие сборки(ТВС).Все это делается для обогащения урана, так как именно такой уран используется на АЭС.

К одним из элементов структуры энергетики относятся энергетические системы, включающие в себя энергетические ресурсы абсолютно всех видов, а также способы и средства для их получения, распределения, преобразования, и использования, и которые в конечном счете обеспечивают потребителей всеми видами энергии. К энергетическим системам относятся системы нефте- и газоснабжения, угольная промышленность, электроэнергетическая, ядерная энергетика и другие. И все эти системы в масштабах страны объединяются в единую энергетическую систему, которую иначе называют межотраслевым топливно-энергетическим комплексом.

В более узком смысле понятие энергосистемы подразумевает совокупность электростанций, включающих в себя и электрические и тепловые сети, которые скреплены друг с другом общими режимами непрерывных процессов преобразования, распределения и передачи тепловой и электрической энергии, что позволяет в конечном итоге осуществлять централизованное управление такой сложной системой. Наиболее распространенное и современное снабжение потребителей электроэнергией происходит от электростанций, которые строятся вблизи от потребителей и энергия передается по линиям электропередач. Если же электростанция находится на удаленном расстоянии, то передачу электроэнергии приходится осуществлять на усиленном напряжении и для этого нужно будет соорудить дополнительные подстанции. По электрическим линиям с помощью таких подстанций электростанции связываются друг с другом и работают параллельно на общую нагрузку. И таким же образом с помощью теплопроводов тепловые пункты объединяют между собой котельные и ТЭЦ. Все это в совокупности и называется энергосистемой, которая имеет следующие технико—экономические преимущества:

Обеспечение безопасности и надежности электрической и тепловой энергии для потребителя;

Снижение необходимой резервной мощности электростанций;

Значительное снижение стоимости электрической и тепловой энергии;

Повышение экономичности работы различных типов электростанций.

Мощность энергетических систем с каждым годом все более возрастает.

Среди крупнейших промышленных стран мира Россия - единственная страна, обеспечивающая не только себя топливно-энергетическими ресурсами, но и в больших объемах экспортирующая электроэнергию и топливо во все страны мира. Доля России в мировом балан се топливно-энергетических ресурсов велика и составляет по запасам природного газа более 40 процентов и занимает первое место, а по добыче и запасам нефти около 10 процентов и занимает третье место после США и Саудовской Аравии. Энергетика России - это важнейшее звено рыночной экономики страны. И производственная сфера деятельности и материальное производство зависят от свободных цен на энергоносители, которые приближаются к ценам мирового рынка. Россия является самой холодной страной нашей планеты, поэтому значительная часть энергии тратится на преодоление холода. К тому же из-за своей протяженности на 8 тыс.км приходиться тратить много энергии на грузовые и пассажирские перевозки. Поэтому в России ежегодно производится 19 т угольного топлива на человека.

Другая причина, из-за которой расходуется много энергии в России - это то, что в экономике страны очень много отраслей тяжелой индустрии, в которых преобладают преимущественно энергорасточительные технологии. И к тому же еще и происходят прямые потери эн ергии в производстве, быту, в сетях. Если бы можно было избежать таких потерь, то расход энергии в России снизился бы на 5-7 процентов.

А в данное время из-за таких причин расход энергии России в 2-3 раза больше, чем в странах Западной Европы и в США и в 4 раза больше, чем в Японии. Тем не менее, несмотря на такой большой расход энергии, Россия остается крупнейшей топливно-энергетической державой мира.

Среди крупнейших энергетических компаний наиболее известны: ФСК ЕЭС, ОГК-1, ОГК-4, Атомэнергокомплект, Ква дра-генерирующая компания (ТГК-4),ТГК-2, Кузбассэнерго, Кубаньэнерго, ТГК-11, Енисейская ТГК (ТГК-13), РКК Энергия им.С.П.Королева, Холдинг ТИТАН-2, Электроцентромонтаж, Дальневосточная РСК. Все эти компании являются крупнейшими поставщиками электроэнергии, основными задачами которых являются обеспечить предприятия материально-техническими ресурсами, их доставку, ремонт оборудования и тепловых сетей, в том числе и их строительство. На других компаниях остановимся несколько подробнее.

Холдинг МРСК — это х олдинговая управляющая компания, владеющая и управляющая дочерними и зависимыми обществами. Также в него входят научно-исследовательские, проектно-конструкторские институты. 100 филиалов, принадлежащих этой компании, расположены на огромной территории Российской федерации. Сама компания ОАО «Холдинг МРСК» была создана в октябре 2007 года и ей были переданы все акции многочисленных филиалов, распределенных по всей России.

На сегодняшний день по всем филиалам в общей сложности в обращении находится 43 116 90 3 368 акций, как привилегированных, так и обыкновенных. Также много очень акций, находящихся в обращении, принадлежат дочерним и зависимым обществам. Таких обществ в общей сложности - сорок семь. Кроме этого есть и одиннадцать контрольных пакетов, принадлежащих распределительно-сетевым компаниям, научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтам, а также строительным и сбытовым организациям. На капитальные инвестиции ОАО «Холдинг МРСК» с начала своей деятельности направил 185,6 млрд рублей. Более двух миллионов километров достигают общие линии электропередач, проложенные ОАО «Холдинг МРСК».Специалисты компаний Холдинга МРСК высокообразованные и перспективные молодые люди, средний возраст которых не превышает 30 лет.

Также очень солидная энер гетическая компания «КЭС-Холдинг» (ЗАО «Комплексные энергетические системы», КЭС), штаб-квартира которой находится в Москве. По данным журнала Forbes, компания за 2009 год была крупнейшей по размеру, несмотря на свой молодой возраст, рождением которой является 2002год.

Основной деятельностью компании является создание проектов в энергетике жилищно-коммунального хозяйства, которые работают в 22 регионах страны. Общая стоимость акций компании составляет 4 млрд.рублей. Электростанции, принадлежащие компании, выработали мощность около 16 тыс.МВт. Основная стратегическая цель КЭС-Холдинга создать эффективную энергетическую компанию, охватывающую все сегменты электроэнергетики. Для этого проводится огромная работа по консолидации профильных активов, по соверше нствованию системы управления бизнесом, по внедрению современных производственных технологий. Так как специалисты компании идут в ногу со временем, они уделяют большое внимание применению самых последних разработок в области информационных технологий для решения всех задач холдинговой компании.

Оператор российских атомных электростанций - это российская энергетическая компания ОАО «Концерн Росэнергоатом» , была образована 8 сентября 2001г. В концерн входят атомные станции и предприятия, оказывающие услу ги по их ремонту, эксплуатации и научно-технической поддержке. «Росэнергоатом» является ответственной организацией, отвечающей за обеспечение ядерной, пожарной и технической безопасности на всех этапах жизнедеятельности АЭС, в том числе в случае аварийных ситуаций. На сегодняшний день ОАО «Концерн Росэнергоатом» объединяет 10 российских АЭС с общей мощностью 23,24 ГВт (эл.). По производству электроэнергии концерн вышел на первое место среди генерирующих компаний в стране. Выпускаемый собственный ежемесячный журнал «Росэнергоатом» описывает все достижения и перспективы развития компании на ближайшие годы.

Владельцем большинства гидроэлектростанций страны является крупнейшая генерирующая компания по установленной мощности станций - ОАО «РусГидро» , штаб - квартира которой находится в Москве.

С началом реформ энергетической отрасли, компания была создана в декабре 2004г и на данный момент уставный капитал составил 290,3 млрд рублей.

В состав «РусГидро» входят две гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), т ри геотермальные станции на Камчатке, 55 гидроэлектростанций и единственная в стране приливная электростанция. Самая крупная электростанция в России -

Саяно-Шушенская ГЭС также принадлежит ОАО «РусГидро». В проектах 2011-13 годов планируется строительств о

Богучанского энергометаллургического комплекса мощностью 3000 МВт и Богучанского алюминиевого завода мощностью 600 тыс. тонн алюминия в год. На техническое перевооружение Саяно-Шушенской ГЭС планируется затратить около 58 млрд.руб. А также в планах - с троительство 4 малых ГЭС на Северном Кавказе и Алтае, Северной приливной электростанции в Мурманской области и двух геотермальных электростанций на Камчатке.

Оператором магистральных путей является российская энергетическая компания ОАО «ФСК ЕЭС» , созданная 25 января 2002г. как организация по управления единой общероссийской электрической сетью, целью которой будет задача по ее развитию и сохранению. Штаб - ква ртира в Москве. Приоритетными направлениями компании являются:

Поставка электрической энергии и подсоединение к электрической сети субъектов оптового рынка;

Возможность управления электрической сетью для всей территории Российской Федерации;

Технические п роверки за уровнем состояния электрических сетевых объектов;

Соблюдение контроля о возможном состоянии электрических сетей;

А также постоянное наблюдение за инвестиционной деятельностью в области развития единой общероссийской электрической сети.

ОАО «Инте р РАО ЕЭС» - одна из многих крупнейших энергетических холдинговых компаний, основным направлением которой является производство и продажа электроэнергии как в России, так и за рубежом. Товарооборот компании в 2010году составил 2 млрд евро, а чистая прибыль 290 млн евро.

С 2011 года ИНТЕР РАО контролирует акции ОАО «Мосэнергосбыт», ОАО «Петербургская энергосбытовая компания», а также ОАО «ОГК-1», ОАО «ОГК-3», ОАО «ТГК-11». Основными акционерами являются государственные организации.

А также ИНТЕР РАО имеет права на ряд распределительных активов за рубежом.

К 2020 г. ИНТЕР РАО планирует занять одно из первых мест среди крупнейших энергетических компаний Европы и мира.

ОАО «Башкирэнерго» — это региональная энергетическая компания России, созданная 30 октября 1992 г., штаб-квартира в городе Уфа. В состав компании входят: две гидроэлектростанции, десять ТЭЦ, одна ГРЭС, несколько малых и микроГЭС.

«Иркутскэнерго» — независимая от РАО «ЕЭС России» энергетическая компания,основанная в 1992г. с размером уставного к апитала 4766,8 млн руб. Такие крупные гидроэлектростанции как: Усть-Илимская ГЭС, Братская ГЭС, Иркутская ГЭС находятся под управлением «Иркутскэнерго». Кроме этого компании подчиняются 9 теплоэлектростанций, тепловые и электрические сети.

После принятых реформ РАО «ЕЭС России» была создана оптовая генерирующая компания № 1 (ОГК-1),в состав которой входят Каширская, Уренгойская, Пермская, Верхнетагильская, Нижневартовская и Ириклинская ГРЭС с общей мощностью 9531 МВт.

Крупнейшая энергетическая итальянск ая компания в мире - это Enel ОГК-5 , которая по праву занимает второе место в Европе по силе мощности. Основной деятельностью компании является распределение и продажа электроэнергии и газа. Компании принадлежит широкая сеть ТЭС, ГЭС и АЭС. Важной стратегической задачей компании является развитие экологически безопасного производства. Компания Enel самая первая в мире заменила традиционные механические счетчики на электронные приборы. Компания Enel управляет российской электростанцией Север-Западной ТЭЦ в Санкт-Петербурге, имеет 59,8 процентов акций открытого акционерного общества под названием «Пятая генерирующая компания оптового рынка электроэнергии» («ОГК-5»).

Также созданная в результате реформы РАО «ЕЭС России»ОАО ОГК-4 — российская энергетическая ко мпания, зарегистрирована в Сургуте в марте 2005г. В ее состав входят: Шатурская ГРЭС, Смоленская ГРЭС, Березовская ГРЭС,

Сургутская ГРЭС-2, Яйвинская ГРЭС с суммарной мощностью 10 295 МВт.

Дествующая в дальневосточном регионе страны энергетическая комп ания - ОАО «Дальневосточная генерирующая компания» со штабом-квартирой в городе Хабаровске, зарегистрированна 19 декабря 2005г.

В состав ОАО «Дальневосточная генерирующая компания» входит: Благовещенская ТЭЦ, Амурская генерация,

Райчихинская ГРЭС, Приморс кая ГРЭС, Лучегорский топливно-энергетический комплекс, Нерюнгринская ГРЭС, Артемовская ТЭЦ, Владивостокская ТЭЦ-1, Приморские тепловые сети, Владивостокская ТЭЦ-2 и другие.

Новосибирскэнерго — одна из старейших российских энергетических компаний. В сос тав компании входят: 4 ТЭЦ в Новосибирске ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, ТЭЦ-4, ТЭЦ-5.Также одна ГРЭС в Куйбышеве и Барабинская ГРЭС.

Еще одна компания, созданная в результате реформы РАО «ЕЭС России» - это АО «Фортум» - российская энергетическая компания, деятельность к оторой и производственные активы сосредоточены в Западной Сибири и на Урале.

95 процентов акций компании принадлежит финскому энергетическому концерну Fortum.

В состав компании входят: Челябинская ТЭЦ-1, Аргаяшская ТЭЦ, Няганская ГРЭС, Тобольская ТЭЦ, Челябинская ТЭЦ-2,

Челябинская ТЭЦ-3, Тюменская ТЭЦ-1, Тюменская ТЭЦ-2, Челябинская ГРЭС. А также дочерние компании: ОАО «Челябэнергоремонт»,ООО «ТГК-10-Инвест»,ОАО «Уральская теплосетевая компания»,ОАО «Уральская энергетическая Компания".

Ленэнерго - одна из Санкт-Петербургских энергетических компаний с уставным капиталом 1019 285 990 рублей.

Ленэнерго был создан 16 июля 1886 года императором Александром III. На сегодняшний день предприятие обслуживает электроэнергией город Санкт-Петербург и Ленинградскую область с объемом финансирования 19 млрд руб.

Одна из крупнейших электроэнергетических компаний Краснодарского края и Республики Адыгей - это ОАО «Кубаньэнерго». С июля 2008 года ОАО «Кубаньэнерго» входит в состав ОАО «Холдинг МРСК», с 49% голосующих ак ций. Основная задача ОАО «Кубаньэнерго» - это распределение и передача электроэнергии для потребителей Краснодарского края и республики Адыгей. В состав ОАО «Кубаньэнерго» входят 11 филиалов, 54 распределительных электрических сетей и 200 сетевых участков.

Энергетика в Якутии начала развиваться в 1914 г. и сегодня занимает лидирующее положение по площади обслуживания, более 20 тыс.км и имеет наибольшее число дизельных электростанций, хотя всем известно, что Якутия - это край вечной мерзлоты. В состав Отк рытого акционерного общества "Якутскэнерго" входят: Якутская ГРЭС, Каскад Вилюйских ГЭС им. Е.Н.Батенчука, Якутская ТЭЦ и четыре дочерних общества: открытые акционерные общества «Сахаэнерго», «Якутская энергоремонтная компания», «Энерготрансснаб».

За по следние годы в "Якутскэнерго" возведено более 1000 км электропередачи. И на данный момент основной задачей ОАО АК "Якутскэнерго" является замена всех дизельных электростанций на энергию от Якутской ГРЕС и каскада Вилюйских ГЭС с помощью линий электропередач. И это даст возможность уменьшить себестоимость электроэнергии почти в пять раз, а то и больше.

Необходимым условием для хорошей работы энергетических компаний является приобретение и наличие электротехнического оборудования, производством которого з анимается такая отрасль как энергетическое машиностроение. В этой отрасли выпускается электротехническое оборудование следующих наименований: электрические генераторы, турбины, силовые трансформаторы для тепловых, атомных и гидроэлектростанций. А также энергетическое оборудование такое, как: понижающие и повышающие трансформаторы, электрические машины, работающие в режиме генератора и в режиме двигателя, линии электропередач (ЛЭП),кабельные трассы и электромагниты.

⇑ Вверх страницы

2009-2019 сайт - оборудование для бизнеса и промышленности. Российский портал и торговая площадка по рынку оборудования.