"Новости Электротехники N3(27)"«Энергореформа

< Предыдущая ] [ Следующая >

Журнал №4(28) 2004

Беседа с А. Копсяевым [«Новости Электротехники» № 3(27) 2004, c. 14] ясно показала: пока не завершено реформирование всей отрасли и не ликвидировано перекрестное субсидирование, рыночный механизм в энергетике не заработает в полную силу. Кажется, стоит потребителю обзавестись собственной генерацией, и его не будет волновать катастрофическое старение основных фондов российской энергетики, рост энерготарифов и проблема субсидирования. Однако сегодня борцы за энергонезависимость встречают на пути множество препятствий. Как защитить права потребителей? На эту тему размышляет Владимир Семенович Фишман.

Штрихи к российскому опыту реструктуризации электроэнергетики

Владимир Фишман, технический директор ООО «Нижегородский Электропроект»

МНЕНИЯ О РЕФОРМЕ НЕОДНОЗНАЧНЫ
Принципиальный вопрос для предприятий-потребителей: смогут ли они в результате реформ приобретать энергию в необходимых количествах, нужного качества и по приемлемой цене? Существуют разные точки зрения на переустройство энергетики, проводимое РАО «ЕЭС России». Причем большинство критических замечаний и альтернативных предложений исходит от видных ученых-энергетиков, экономистов и известных бизнесменов, мнение которых трудно игнорировать.
Так, В.Батенин (директор института ВТ РАН) и В. Масленников (профессор, заслуженный энергетик РФ), проанализировав основные мероприятия РАО «ЕЭС России» и существующие законодательные акты, пришли к выводу, что в результате такой политики инвестиции не появятся, производство электроэнергии и надежность энергообеспечения будут падать, а цены на электроэнергию и прибыли энергопроизводителей – расти [1]. Чтобы справиться с катастрофическим старением производственных фондов энергетики, авторы предлагают передать решение проблемы модернизации не частным лицам, а в руки государства, создав для этого при президенте РФ специальный инвестиционный фонд, прозрачный и жестко контролируемый. Будет ли в этом случае рациональным распределение инвестиций госчиновниками и поможет ли «жесткий контроль»? В свою очередь совладелец «Русала» О. Дерипаска предложил сохранить РАО «ЕЭС России» как единую генерирующую компанию, выделив из состава холдинга Федеральную Сетевую Компанию и Системного оператора.
Авторы реформы из высшего менеджмента РАО ЕЭС уповают на появление в результате преобразований саморегулирующегося конкурентного рынка электроэнергии, и ожидаемое создание оптовых генерирующих компаний должно приблизить этот момент. Однако из-за непроницаемости (о прозрачности речь не идет) процесса приватизации энергетических мощностей возникают опасения, что огромная по своему потенциалу собственность перейдет к далеко не самым эффективным руководителям, для которых получение легкой сиюминутной прибыли будет гораздо привлекательнее серьезных инвестиций в отдаленную и ненадежную для них перспективу.
Кроме того, есть все основания полагать, что если акции генерирующих компаний будут скуплены олигархами-монополистами (как это уже происходило в других отраслях экономики), то конкуренции на рынке электроэнергии не возникнет.
Что касается электросетевых компаний, то при любом варианте реформирования у них не будет конкурентов и за свои услуги они смогут требовать (и уже требуют, как сказал в своем интервью А. Копсяев) суммы, в разы превышающие стоимость передаваемой электроэнергии. Очевидно одно: независимо от избранной программы реформирования, о существенном и устойчивом снижении тарифов на электроэнергию речь не идет, поскольку состарившиеся производственные фонды энергетики необходимо модернизировать, а это можно сделать только за счет средств, получаемых от продажи электроэнергии потребителям. Таким образом, следует трезво смотреть на происходящее и не строить иллюзии по поводу итогов реформирования.

ОТВЕТ МОНОПОЛИСТАМ
Что же можно противопоставить росту тарифов на электроэнергию? Последнее время многие потребители проявляют интерес к сооружению собственного источника электро- и энергоснабжения [2].
Такими источниками, как правило, являются газопоршневые и газотурбинные агрегаты, использующие в качестве топлива природный газ.
В настоящее время изготовители подобных источников дополняют их теплообменниками и котлами-утилизаторами, что позволяет дополнительно получить горячую воду, пар и создать таким образом «мини-ТЭЦ».
Применение дизельных агрегатов в качестве постоянно действующих источников нецелесообразно по экономическим соображениям. Исключения могут составлять только районы, достаточно удаленные от энергетических коммуникаций.
В благоприятных природно-климатических условиях могут использоваться и такие источники, как малые ГЭС, ветроэнергетические и гелиотермические установки.
В особой ситуации предприятия по изготовлению, ремонту и модернизации энергоагрегатов. Таким компаниям выгодно использовать для питания своей нагрузки электроэнергию, вырабатываемую при постоянно проводимых испытаниях.

РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ: УЧЕСТЬ ВСЁ

Потребителя прежде всего интересует экономическая эффективность затрат на приобретение и строительство собственных источников. Опыт участия в подобных проектах показывает, что рассчитывать экономические показатели можно по-разному.
Рекламируя свою продукцию, изготовители или поставщики независимых источников обычно делают несложный экономический расчет, показывающий, скажем, что выработка электроэнергии на собственном источнике с использованием в качестве топлива природного газа выгоднее, чем её покупка в энергосистеме.
Если не учитывать ряд дополнительных факторов, то такой расчет может показать быструю окупаемость затрат. Так, при удельной стоимости газопоршневого агрегата электрической мощностью 200 кВт Барнаульской АПАЭС » 300 $/кВт срок окупаемости капитальных затрат может составить 2–4 года. Однако на практике удельные затраты оказываются значительно больше. На ранней стадии расчетов часто не учитываются затраты, связанные со строительством зданий, сооружений и коммуникаций для подвода дополнительных газовых, тепловых, водопроводных сетей, с подключением генератора к электрической сети на параллельный режим работы с энергосистемой. В таких случаях многое зависит от местных условий и мощности собственного источника энергоснабжения.
Если мощность газопоршневого агрегата относительно невелика, а газовая сеть имеет достаточную пропускную способность, то затраты на подключение могут быть минимальными. С увеличением мощности источника эти затраты растут. В наиболее сложных случаях может требоваться прокладка многокилометрового газопровода, сооружение газокомпрессорной станции.
Ещё большие затраты могут быть связаны с подключением генератора к электрической сети на параллельный режим работы с энергосистемой.
На практике, с учетом перечисленных выше дополнительных факторов, удельная стоимость сооружения собственных источников может достигать 800 $/кВт и более, а срок окупаемости – восьми и более лет.

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ РЕЖИМ ЛУЧШЕ

Владелец генерирующих мощностей стремится к тому, чтобы принадлежащий ему источник работал максимально эффективно, а наибольшая эффективность достигается при параллельном режиме работы собственного источника с энергосистемой.
Такой режим дает ряд преимуществ по сравнению с режимом автономной работы на выделенную нагрузку. При параллельном режиме отсутствует жесткая связь между потребляемой предприятием мощностью и мощностью, вырабатываемой собственным источником. Предприятие может использовать собственный источник тогда, когда ему это выгодно или необходимо.
Такой источник при параллельном режиме может работать как в «базовом» (постоянном, продолжительном) режиме независимо от изменения электрической нагрузки предприятия (рис.1), что максимально сокращает сроки окупаемости произведенных затрат, так и в режиме покрытия пиковых нагрузок своего предприятия в часы максимума энергосистемы (рис.2). Это также дает существенный экономический эффект за счет сокращения оплаты за электроэнергию по основной ставке двуставочного тарифа. Хотя сроки окупаемости при таком режиме вырастают, зато увеличивается межремонтный временной интервал и общая продолжительность работы агрегата.

Рис. 1
Работа генератора в базовом (длительном) режиме

Рис. 2
Работа генератора преимущественно в режиме максимальных нагрузок

Принципиально важно, что, в отличие от работы в автономном режиме, при параллельном режиме не возникает проблем с качеством электроэнергии, регламентируемым ГОСТ 13109-97 [2].
Недостаток параллельного режима работы – увеличение токов короткого замыкания в сети потребителя, значения которых иногда превышают допустимые для существующего электрооборудования. Однако этот недостаток во многих случаях удается устранить изменением схемы электроснабжения, дополнительным реактированием и другими способами.
Режим параллельной работы генератора должен быть согласован с энергосистемой по ряду технических причин. Так, при подключении нового источника меняются перетоки активной и реактивной мощности в сети, токи короткого замыкания, требуется установка устройств контроля встречного напряжения на питающих линиях со стороны энергосистемы, необходима корректировка защит этих линий, поскольку они становятся линиями с двусторонним питанием и т.п.
С процедуры согласования, как правило, начинаются разного рода неприятности для потребителя, которые в некоторых случаях приводят к отказу от идеи собственной генерации. Причина здесь кроется не в трудностях решения каких-либо технических вопросов, а в том, что монополист не заинтересован в появлении собственного источника энергоснабжения у потребителя. Энергосистема как продавец электроэнергии совершенно не заинтересована даже в частичном снижении объема продажи. Прошли времена, когда мощности энергосистемы не хватало для покрытия нагрузок, особенно в часы максимума, и инициатива сооружения потребителями собственных источников даже поддерживалась энергетиками. В настоящее время энергосистемы вполне справляются с покрытием максимума нагрузок, о чем свидетельствует, например, то, что исчезла злободневная некогда проблема, связанная с опасным снижением частоты в периоды максимума. В сложившейся сегодня финансово-экономической ситуации энергосистема под различными предлогами противится появлению собственных источников у потребителей, выдавая порой не- обоснованно тяжелые технические условия.

ПРИМЕРЫ ИЗ ПРАКТИКИ
В проектной практике ООО «Нижегородский Электропроект» на протяжении последнего десятилетия было шесть различных примеров, когда предприятия обращались в энергосистему за получением технических условий на подключение собственных источников электроснабжения.
Характерно, что трудности согласования становились тем больше, чем больше оказывалась мощность источника. Кроме того, эти трудности по мере «капитализации» РАО ЕЭС стали возрастать.
Вполне успешно были решены технические вопросы при согласовании подключения генераторов небольшой мощности: 1500 кВт при реконструкции котельной завода «Молот» с ОАО «Кировэнерго»; газотурбинной установки 2500 кВт для авиаремонтного завода с ОАО «Новгородэнерго».
Без особых сложностей было согласовано подключение генераторов мощностью 500 и 1000 кВт на машиностроительных заводах с ОАО «Нижновэнерго».
Однако в последние годы отношение энергосистемы к проектам сооружения собственных источников электро- и энергоснабжения существенно изменилось.
Так, одному из автомобилестроительных предприятий в качестве условия для подключения на параллельный режим работы 4 генераторов по 1000 кВт ОАО «Нижновэнерго» выдвинуло требование соорудить районную подстанцию 220/110/6 кВ. Стоимость такой подстанции превышает стоимость собственного источника и делает его сооружение экономически нецелесообразным.
Во втором случае, когда речь шла об источнике гораздо большей мощности (70 МВА), энергосистема вообще отказала в согласовании его подключения на параллельный режим без указания каких-либо причин.
Следует подчеркнуть, что во всех вышеупомянутых случаях потребители даже не ставили вопроса о продаже электроэнергии энергосистеме, т.к. это всегда вызывало однозначно негативную реакцию с ее стороны.

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ПОРА УЗАКОНИТЬ
Необходимо законодательно отрегулировать взаимоотношения между энергосистемой и потребителями, сооружающими собственные источники энергоснабжения и желающими осуществлять параллельный режим работы своих генераторов с энергосистемой.
На первый взгляд кажется, что вопрос о том, покупать или не покупать электроэнергию в энергосистеме, а если покупать, то в каком количестве, – дело потребителя. При этом, если могут существовать какие-то технические препятствия в случае, когда потребитель желает увеличить объем покупаемой электроэнергии, то их не должно быть при желании потребителя уменьшить объем покупки! Однако следует учитывать, что при появлении собственных источников у потребителей объем продажи электроэнергии и доходы энергокомпании сокращаются, тогда как расходы на эксплуатацию сетей и подстанций не снижаются. А ведь эти объекты надо не только обслуживать и ремонтировать, но и модернизировать.
Кроме того, возрастает риск нарушения электроснабжения других потребителей при неправильной работе защит вновь подключаемых генераторов.
Очевидно, что в существующих правилах пользования электроэнергией, когда оплата производится только в зависимости от потребленной электроэнергии и заявленной мощности в часы максимума энергосистемы, такая ситуация не предусмотрена.
Пока этот пробел не будет устранен, попытки сооружения предприятиями собственных источников энергоснабжения будут постоянно встречать сопротивление со стороны энергосистем.
Причем при рассмотрении этих вопросов должна производиться всесторонняя оценка возникающих технических и экономических преимуществ и недостатков как для потребителя, так и для энергосистемы.
Например, генераторы потребителя как источники регулируемой реактивной мощности могут оказаться полезными для стабилизации уровней напряжения не только в сети потребителя, но и в узле энергосистемы при суточных и сезонных изменениях нагрузок.
При эффективной работе устройств форсирования возбуждения генераторы потребителя снижают посадки напряжения в сети при некоторых видах аварий в системе электроснабжения, что также весьма полезно не только для потребителя, но и для энергосистемы.
С другой стороны, при неправильной работе релейных защит и автоматики генераторов в аварийных ситуациях и различного рода переключениях в сетях, они могут сыграть и отрицательную роль. При этом генераторы могут не только сами потерять устойчивость, но и усугубить аварийную ситуацию в данном узле энергосистемы. В этих случаях всё зависит от правильного выбора и настройки защит и автоматики генераторов и обязательного согласования этих вопросов с энергосистемой.
В этом отношении современные микропроцессорные средства защиты и автоматики обладают большими возможностями, которые используются далеко не полностью [3].

АВТОНОМНЫЙ РЕЖИМ НЕ ИСКЛЮЧАЕТСЯ
Преимущества параллельного режима работы генераторов очевидны, но что делать, когда такой режим требует слишком больших и не окупаемых в разумные сроки затрат?
В таких случаях имеет смысл определить возможность и целесообразность автономного режима работы генераторов на выделенную нагрузку.
Главная трудность при таком режиме заключается, как правило, в выполнении требований ГОСТ 13109-97 к качеству электроэнергии – к отклонениям и колебаниям частоты, напряжения, к несимметрии, несинусоидальности напряжения и др.
Возникают проблемы также с релейной защитой: из-за резкого снижения уровней токов короткого замыкания становится трудно обеспечить необходимую чувствительность и селективность защит.
Однако эти технические вопросы в ряде случаев могут быть успешно решены.
Так, например, если говорить о требованиях ГОСТ 13109-97, то следует иметь в виду, что они относятся к сетям общего назначения, которые должны удовлетворять условиям всех потребителей, в том числе предъявляющих самые жесткие требования к качеству электроэнергии (например, приборы электроосвещения).
Эти потребители при необходимости можно выявить и запитать по отдельной схеме от сети энергосистемы. После такого разделения оставшуюся сеть можно рассматривать как сеть специального назначения. Требования к ней менее жесткие, и автономные источники электроснабжения могут их обеспечить.
Возможно и другое решение – перевод резкопеременной и нелинейной нагрузки от автономно работающего источника на сеть, питающуюся от энергосистемы. Тогда от генераторов будет питаться только спокойная нагрузка, при которой качество электрической энергии остается в пределах нормы. Естественно, что при наличии на предприятии двух независимо работающих сетей предъявляются более высокие требования к эксплуатации. Так, в условиях неравномерного суточного графика нагрузки предприятия, когда собственный источник не работает круглосуточно, необходимо обеспечить беспрепятственное переключение потребителей с автономного источника на сеть и обратно.
Необходимо отметить, что соответствующие устройства автоматики для переключений в автономно работающих сетях без перерыва питания потребителей разработаны такими зарубежными компаниями, как Beckwith Electric Co [4], ABB Network Partner AG.
Что касается релейной защиты, то и здесь существуют решения и необходимая аппаратура, способная в самых сложных условиях обеспечить требуемую чувствительность и селективность.
Итак, потребителям не следует ожидать, что энергореформа, по какому бы сценарию она ни развивалась, приведет к существенному и устойчивому снижению тарифов на электроэнергию, хотя бы потому, что обновление состарившихся производственных фондов в энергосистемах возможно только за счет средств, поступающих от продажи электроэнергии.
Предприятиям, имеющим в себестоимости выпускаемой продукции и услуг существенную энергетическую составляющую, необходимо комплексно оценивать целесообразность сооружения собственного источника энергоснабжения, так как его появление связано с целым рядом проблем, решение которых подвластно только высококвалифицированным специалистам.
При этом существует настоятельная необходимость законодательно отрегулировать взаимоотношения энергосистем и владельцев собственных мощностей, желающих, чтобы их генераторы работали в параллельном режиме с энергосистемой.

Литература:
1. Батенин В., Масленников В. Парадоксы – очевидная невероятность// Электро-info. – 2004. – № 7(9).
2. Фишман В. Быть или не быть собственному источнику электроснабжения на предприятии// Новости ЭлектроТехники. – 2003. – № 4(22). – С. 82–85.
3. Фишман В. Построение систем РЗиА при наличии собственных источников электроэнергии у потребителей// Новости ЭлектроТехники. – 2002–2003. – № 6(18)–1(19). – С. 34–37.
4. Donald L. Hornak, Beckwith Electric Co. P.O. Box 2999, Largo, FL 34649, Donald W. Zipse, FMC Corporation Engineering Services, P.O. Box 8, Princeton, NJ 08543. Применение контроллера автоматического включения резерва и автоматического устройства точной синхронизации в ответственных промышленных процессах.