Rețea electrică națională unitară (all-rusă). Rețeaua electrică națională unitară (complet rusă) este un complex de rețele electrice și alte instalații de rețea electrică care asigură o furnizare stabilă de energie electrică către consumatori, funcționarea pieței angro, precum și funcționarea paralelă a sistemului de energie electrică rus. și sisteme de energie electrică din țări străine.
În conformitate cu criteriile aprobate prin Decretul Guvernului Federației Ruse din 26 ianuarie 2006 nr. 41, obiectele rețelei electrice naționale unificate (all-Russian) includ:
1. Linii de transmisie a energiei electrice (aeriene și cablu), a căror clasă de tensiune nominală proiectată este de 330 kilovolți sau mai mult.
2. Linii electrice (aeriene și cablu), a căror clasă de tensiune nominală proiectată este de 220 kilovolți:
asigurarea livrării către rețea a capacității energetice a centralelor electrice, a căror capacitate totală instalată a fiecăreia dintre acestea este de cel puțin 200 de megawați;
asigurarea conexiunii și funcționării paralele a sistemelor de alimentare ale diferitelor entități constitutive ale Federației Ruse;
asigurarea furnizării de energie energetică către nodurile sarcinii electrice cu capacitatea transformatorului conectat de cel puțin 125 megavolt-amperi;
furnizarea directă a conexiunii liniilor de transmisie a energiei electrice specificate, inclusiv a principalelor linii de transport al energiei electrice cu stații incluse în fondul statutar al Companiei Anonime Ruse de Energie și Electrificare „UES din Rusia”.
3. Linii electrice care traversează frontiera de stat a Federației Ruse.
4. Linii de transmisie a energiei (aeriene și cablu), a căror clasă de tensiune nominală proiectată este de 110 (150) kilovolți și a cărei dezafectare duce la restricții tehnologice asupra fluxului de energie electrică (putere) prin rețelele de o clasă de tensiune mai mare .
5. Transformatoare și alte stații, a căror clasă de tensiune nominală proiectată este de 220 kilovolți sau mai mare, conectate la liniile de alimentare specificate la alineatele 1 - 3 din rezoluția specificată, precum și echipamentele tehnologice situate la aceste stații, cu excepția aparatele de distribuție a centralelor electrice incluse în complexul imobiliar de generare a instalațiilor electrice.
6. Echipamente de comutare cu o tensiune de 110 (150) kilovolți și echipamente auxiliare asociate la transformatoare și alte stații, a căror clasă de tensiune nominală proiectată este de 110 (150) kilovolți, asigurând fluxuri de tranzit de energie electrică prin liniile electrice cu o tensiune de 110 (150) kilovolți, specificate la punctul 4 din rezoluția menționată.
7. Un complex de echipamente și instalații de producție și tehnologice destinate întreținerii și funcționării instalațiilor de rețea electrică specificate.
8. Sisteme și mijloace de gestionare a obiectelor specificate ale economiei rețelei electrice.
Unified Energy System of Russia (UES of Russia). Unified Energy System of Russia (UES of Russia) este un set de producție și alte obiecte de proprietate ale industriei energiei electrice conectate printr-un singur proces de producție (incluzând producția în modul de generare combinată de energie electrică și termică) și transmiterea energiei electrice energie în condiții de control operațional centralizat de expediere în industria energiei electrice.
GOST 21027-75 oferă următoarea definiție a sistemului energetic unificat:
Sistem energetic unificat - un set de sisteme energetice interconectate (UES), interconectate prin conexiuni intersistemice, acoperind o parte semnificativă a teritoriului țării cu un mod general de funcționare și având control de expediere
UES din Rusia acoperă aproape întreg teritoriul locuit al țării și este cea mai mare rețea electrică controlată central din lume. În prezent, UES din Rusia include 69 de sisteme de energie pe teritoriul a 79 de entități constitutive ale Federației Ruse, care operează ca parte a șase IES din centru, sud, nord-vest, Volga de mijloc, Urali și Siberia, și IES din estul, operând izolat de UES al Rusiei. În plus, UES din Rusia desfășoară activități paralele cu IES din Ucraina, IES din Kazahstan, IES din Belarus, sistemele energetice din Estonia, Letonia, Lituania, Georgia și Azerbaidjan, precum și cu NORDEL (comunicare cu Finlanda prin legătura DC din Vyborg). Sistemele de alimentare din Belarus, Rusia, Estonia, Letonia și Lituania formează așa-numitul „inel electric BRELL”, a cărui activitate este coordonată în cadrul Acordului privind funcționarea în paralel a sistemelor de alimentare BRELL, semnat în 2001.
Sistem energetic unificat. Un set de sisteme de alimentare interconectate, interconectate prin legături intersistemice, care acoperă o parte semnificativă a teritoriului țării cu un mod general de funcționare și care au control de expediere [GOST 21027-75]
Introducere
Rusia este singura dintre marile țări industrializate ale lumii, care nu numai că este complet alimentată cu resurse de combustibil și energie, dar exportă și combustibil și electricitate în mare măsură. Ponderea sa în balanța mondială de combustibil și resurse energetice este mare, de exemplu, în rezervele de petrol explorate - aproximativ 10%, gaze naturale - mai mult de 40%.
Rusia este pe primul loc în lume în producția de gaze naturale, ocupă locul trei în producția de petrol (după Statele Unite și Arabia Saudită).
Energia este cea mai importantă verigă din lanțul transformărilor cauzate de tranziția Rusiei către o economie de piață. Prețurile gratuite ale energiei (care se apropie de prețurile pieței mondiale) afectează semnificativ atât producția de materiale, cât și sfera neproductivă.
Subiectul acestei lucrări este sistemul energetic al Rusiei.
În acest scop, este prezentată o descriere a caracteristicilor sistemului energetic din Rusia, controlul operațional al dispeceratului său și principalele probleme ale sistemului energetic al Rusiei.
1. Caracteristicile structurii sistemului energetic unificat al Rusiei
1 Ce este UES al Rusiei
Unified Energy System of Russia (UES of Russia) este un set de producție și alte obiecte de proprietate ale industriei energiei electrice conectate printr-un singur proces de producție (incluzând producția în modul de generare combinată de energie electrică și termică) și transmiterea energiei electrice energie în condițiile controlului centralizat al expediției operaționale în industria energiei electrice.
Definiția completă a sistemului energetic unificat este dată de GOST 21027-75.
Sistemul energetic unificat este un set de sisteme energetice interconectate (UES), conectate prin conexiuni intersistemice, acoperind o parte semnificativă a teritoriului țării cu un mod de operare comun și având control de dispecerat.
UES din Rusia acoperă aproape întreg teritoriul locuit al țării și este cea mai mare rețea electrică controlată central din lume. În prezent, UES din Rusia include 77 de sisteme de alimentare care operează ca parte a șase care funcționează în paralel IES - IES din centru, sud, nord-vest, Volga mijlocie, Urali și Siberia și IES din est, care operează izolat de UES din Rusia. În plus, UES din Rusia desfășoară activități paralele cu IES din Ucraina, IES din Kazahstan, IES din Belarus, sistemele de energie din Estonia, Letonia, Lituania, Georgia și Azerbaidjan, precum și cu NORDEL (comunicare cu Finlanda prin intermediul Link DC în Vyborg) (Fig. 1.1.) ...
Sistemele de alimentare din Belarus, Rusia, Estonia, Letonia și Lituania formează așa-numitul „inel electric BRELL”, a cărui activitate este coordonată în cadrul Acordului privind funcționarea în paralel a sistemelor de alimentare BRELL, semnat în 2001.
Scopul principal al creării și dezvoltării sistemului energetic unificat al Rusiei este de a asigura o sursă de energie fiabilă și economică consumatorilor din Rusia, cu realizarea maximă posibilă a avantajelor funcționării în paralel a sistemelor de alimentare.
Are peste 700 de centrale mari cu o capacitate totală de peste 250 milioane kW (84% din capacitatea tuturor centralelor electrice din țară). UES este gestionat dintr-un singur centru.
Sistemul energetic unificat are o serie de beneficii economice clare. Liniile puternice de transport al energiei (liniile de transport ale energiei) cresc semnificativ fiabilitatea alimentării cu energie electrică a economiei naționale. Ele aliniază programele anuale și zilnice ale consumului de energie electrică, îmbunătățesc performanțele economice ale centralelor electrice și creează condiții pentru electrificarea completă a zonelor în care există o lipsă de energie electrică.
Acestea. CEE permite:
Pentru a asigura reducerea capacității totale instalate necesare a centralelor electrice prin combinarea sarcinii maxime a sistemelor de energie care au o diferență în timpul zonei și diferențe în programele de încărcare;
Reduceți capacitatea de rezervă necesară la centralele electrice;
Să efectueze cea mai rațională utilizare a resurselor de energie primară disponibile, luând în considerare situația în schimbare a combustibilului;
Reduceți costul construcției energetice și îmbunătățiți situația de mediu.
1.2 Dezvoltarea UES din Rusia și structura sa modernă
În iulie 2001, prin Decretul Guvernului Federației Ruse nr. 526 „Cu privire la reformarea industriei energiei electrice a Federației Ruse”, UES din Rusia a fost recunoscut ca „proprietate națională și o garanție a securității energetice” a țară.
Conform planului de reformă, realizat din 2003, centralele au fost împărțite în trei grupe. Primul grup include companiile producătoare de stat care unesc toate centralele nucleare (Rosenergoatom Concern) și hidroelectrice (Hydro OGK JSC, din 2008 - RusHydro JSC). Aceste companii reprezintă aproximativ un sfert din energia electrică furnizată pieței angro.
Al doilea grup este companiile generatoare teritoriale (TGC), al căror produs principal al centralelor electrice este energia termică, nu cea electrică. Aceste centrale electrice sunt grupate conform principiului teritorial.
A treia parte - companiile generatoare ale pieței angro (WGC) - includ mari centrale electrice din țară. Acest grup de companii stabilește prețurile pe piața angro, unde electricitatea este achiziționată de cei mai mari consumatori. Pentru a evita monopolul producției de energie electrică în anumite regiuni, fiecare WGC include centrale electrice situate în diferite regiuni ale țării.
În 2008, a fost finalizată formarea structurii țintă a tuturor OGK-urilor și TGK-urilor, iar organizarea RusHydro a fost practic finalizată.
Rețelele electrice principale (cu o tensiune de 220 kV sau mai mare) au intrat sub controlul Companiei Federale de Rețele (FGC), rețelele de distribuție au fost integrate în companiile de rețele interregionale (IDGC). Funcțiile și activele departamentelor regionale de expediere au fost transferate operatorului de sistem din toată Rusia.
RAO „UES al Rusiei” în ansamblu a îndeplinit sarcinile stabilite pentru reformarea industriei și în 2008 a încetat să mai existe.
AO-energii sunt păstrate numai în sistemele izolate de energie din țară (Sakhalinenergo, Kamchatskenergo etc.).
La sfârșitul anului 2010, șase sisteme energetice interconectate funcționau în paralel în cadrul UES al Rusiei - Nord-Vest, Centru, Volga mijlocie, Ural, Sud, Siberia. IES-ul din Est, care include 4 sisteme regionale de energie din Extremul Orient, funcționează separat de IES-ul Siberia. Punctele de divizare dintre aceste sisteme de alimentare interconectate sunt situate pe linia de înaltă tensiune de tranzit de 220 kV (HVL) Chitaenergo - Amurenergo și sunt instalate prompt în funcție de echilibrul emergent al ambelor interconectări de energie.
Experiența celor peste 40 de ani de muncă a UES din Rusia a arătat că crearea unui sistem integrat unificat, în ciuda slăbiciunii relative a conexiunilor de rețea dintre partea europeană a Rusiei - Siberia și Siberia - Extremul Orient, oferă economii tangibile în costurile de producere a energiei electrice datorită gestionării eficiente a fluxurilor de energie electrică și contribuie la furnizarea de energie fiabilă a țării.
IES din nord-vest.
Instalațiile electrice situate pe teritoriile Sankt Petersburg, Murmansk, Kaliningrad, Leningrad, Novgorod, Pskov, regiunile Arhanghelsk, republicile Karelia și Komi funcționează în cadrul UES din nord-vest. UPS-ul asigură funcționarea paralelă sincronă a UES din Rusia cu sistemele de alimentare din statele baltice și Belarus, precum și operarea paralelă asincronă (printr-un convertor) cu sistemul de alimentare din Finlanda și exportul de energie electrică către țările care fac parte al sindicatului nordic al sistemului de putere NORDEL (Danemarca, Finlanda, Norvegia, Suedia).
Trăsăturile distinctive ale UES din nord-vest sunt:
· Liniile aeriene de tranzit cu un singur circuit extins (până la 1000 km) 220 kV (Vologda - Arhanghelsk - Vorkuta) și 330 kV (Sankt Petersburg - Karelia - Murmansk);
· O mare parte din centralele electrice care funcționează în modul de bază (centrale nucleare mari și centrale termice), asigurând aproximativ 90% din producția totală de energie electrică din IES. În acest sens, reglarea neuniformității programelor totale zilnice și sezoniere ale consumului de energie al UPS-ului se datorează în principal fluxurilor de energie intersistemice. Acest lucru duce la încărcare reversibilă în interiorul și liniile de tranzit intersistemice 220-750 kV practic până la valorile maxime admise.
Centrul ECO.
IES al Centrului este cel mai mare sistem energetic unificat (în ceea ce privește potențialul de producție concentrat în el) din UES din Rusia. Instalații electrice situate pe teritoriile Moscovei, Yaroslavskaya, Tverskaya, Smolenskaya, Moscowskaya, Ivanovskaya, Vladimirskaya, Vologda, Kostromskaya, Nijni Novgorod, Ryazan, Tambovskaya, Bryansk, Kaluga, Tula, Orel, Kursk, Belgorod, Voronezh și Voronezh capacitatea de producție a centralelor electrice ale asociației este de aproximativ 25% din capacitatea totală de producție a UES din Rusia.
Caracteristicile distinctive ale Centrului ECO sunt:
· Amplasarea sa la intersecția mai multor IES (nord-vest, Volga mijlocie, Ural și sud), precum și sisteme energetice din Ucraina și Belarus;
· Cea mai mare pondere a centralelor nucleare în structura capacității de generare în UES;
· Un număr mare de noduri mari de consum de energie asociate întreprinderilor metalurgice feroase, precum și a centrelor urbane industriale mari (Vologda-Cherepovets, Belgorod, Lipetsk, Nijni Novgorod);
· Prezența celui mai mare sistem de energie din Moscova din Rusia, care impune cerințe sporite pentru asigurarea fiabilității modurilor de alimentare cu energie și se remarcă în prezent prin rate ridicate și o creștere mare a consumului de energie;
UES din Volga de mijloc.
Instalațiile electrice situate în regiunile Penza, Samara, Saratov, Ulyanovsk, republicile Mordovia, Tatar, Chuvash și Mari funcționează în UES Volga Mijlociu.
IES este situat în partea centrală a UES din Rusia și se învecinează cu IES-ul Centrului și Urali, precum și cu sistemul energetic din Kazahstan. IES asigură transportul de energie de tranzit - până la 4300 MW de la est la vest și până la 3800 MW de la vest la est, ceea ce permite utilizarea cea mai eficientă a capacităților de generare atât ale asociației în sine, cât și ale IES din Center, Urals și Siberia în timpul ziua.
O caracteristică distinctivă a UES din Volga Mijlociu este o pondere semnificativă a capacităților de hidro-generare (HPP-uri ale cascadei Volga-Kama), ceea ce face posibilă schimbarea rapidă a generației într-o gamă largă de până la 4880 MW, oferind atât frecvență reglementarea în UES a Rusiei și menținerea valorii fluxurilor de tranzit din UES a Centrului, Ural și Siberia în limitele date.
IES al Uralilor.
UES din Ural este format din instalații electrice situate în teritoriile regiunilor Sverdlovsk, Chelyabinsk, Perm, Orenburg, Tyumen, Kirov, Kurgan, republicile Udmurt și Bashkir. Acestea sunt unite de peste 106 mii de kilometri de linii de transmisie a energiei (un sfert din lungimea totală a liniilor aeriene ale UES din Rusia) cu o tensiune de 500-110 kilovolți, situată pe o suprafață de aproape 2,4 milioane de metri pătrați kilometri. Există 106 centrale electrice care operează în UES din Ural, a căror capacitate totală instalată este de peste 42 mii MW sau 21,4% din capacitatea totală instalată a centralelor electrice din UES din Rusia. IES este situat în centrul țării, la intersecția IES din Siberia, Centru, Volga de mijloc și Kazahstan.
Trăsăturile distinctive ale UES din Ural sunt:
· O rețea complexă multi-inel de 500 kV, în care în fiecare zi sunt deconectate de la două la opt linii aeriene de 500 kV pentru reparații programate sau de urgență, precum și o rezervă de tensiune;
· Fluctuații zilnice semnificative ale valorii consumului de energie cu un declin de seară (viteză de până la 1200 MW ∙ h) și creștere matinală (viteză de până la 1400 MW ∙ h), cauzate de o pondere ridicată a industriei în consumul din Ural;
O mare parte a echipamentelor bloc de manevrabilitate foarte mari ale TPP-urilor (58% din capacitatea instalată), ceea ce face posibilă schimbarea sarcinii totale a centralelor electrice din UES din Ural în intervalul de la 5000 la 7000 MW zilnic și deconectați de la două la zece unități de putere cu o capacitate totală de 500 până la 2000 MW. Acest lucru face posibilă reglarea fluxurilor intersistemice de la IES din Centru, Volga mijlocie, Siberia și Kazahstan și furnizarea de surse de alimentare fiabile consumatorilor din Ural.
Instalațiile electrice situate pe teritoriul Krasnodar, Teritoriile Stavropol, Volgograd, Astrahan, Regiunile Rostov, Cecenia, Ingush, Dagestan, Kabardino-Balcanic, Kalmyk, Osetia de Nord și Republica Karachay-Cherkess funcționează în cadrul IES din Sud. UES asigură funcționarea paralelă a UES din Rusia cu sistemele energetice din Ucraina, Azerbaidjan și Georgia.
Caracteristicile distinctive ale IES South sunt:
· Schema stabilită istoric a rețelei electrice bazată pe linii aeriene de 330-500 kV, care se întinde de la nord-vest la sud-est de-a lungul creastei caucaziene în zone cu formare intensă de gheață, în special la poalele dealului;
Scurgerea neuniformă a râurilor din Caucazul de Nord (Don, Kuban, Terek, Sulak), care are un impact semnificativ asupra echilibrului electric, ducând la o lipsă de energie electrică în timpul iernii, cu o sarcină corespunzătoare a rețelei electrice în vest -direcția estică și un surplus în timpul verii, cu o sarcină în direcția inversă;
· Cea mai mare pondere (în comparație cu alte ECO) a sarcinii de utilitate în structura consumului de energie electrică, ceea ce duce la salturi accentuate ale consumului de energie electrică în timpul schimbărilor de temperatură.
UES din Siberia.
UES din Siberia este cea mai extinsă asociație teritorială din UES din Rusia, acoperind teritoriul de la regiunea Omsk din Siberia de Vest până la regiunea Chita din Siberia de Est. UES include instalații electrice situate în teritoriile Altai, Krasnoyarsk, Omsk, Tomsk, Novosibirsk, Kemerovo, Irkutsk, Chita, Republicile Khakassia, Buriatia și Tyva. Taimyrenergo funcționează izolat. IES combină aproximativ 87 de mii de kilometri de linii aeriene cu o tensiune de 1150-110 kilovolți și mai mult de 46 GW de capacități de generare a centralelor electrice, dintre care peste 50% sunt capacitățile centralelor hidroelectrice.
UES din Siberia s-a format de la zero într-o scurtă perioadă istorică. Concomitent cu construcția de cascade puternice și eficiente de centrale hidroelectrice și construirea de centrale hidroelectrice mari pe baza cărbunelui brun tăiat ieftin, s-au creat mari complexe teritoriale-industriale (Bratsk, Ust-Ilimsk, Sayan, Kansk- Complexul de combustibil și energie Achinsk - KATEK). Următorul pas a fost construirea liniilor electrice de înaltă tensiune, crearea sistemelor energetice regionale prin interconectarea centralelor electrice puternice prin rețele electrice și apoi formarea IES din Siberia.
Caracteristicile distinctive ale UPS din Siberia sunt:
· O structură unică de capacitate de generare, dintre care peste 50% sunt centrale hidroelectrice cu rezervoare de reglare pe termen lung și rezerve de aproximativ 30 miliarde kWh pentru o perioadă de apă scăzută prelungită. În același timp, centralele hidroelectrice din Siberia produc aproape 10% din producția totală de energie electrică de către toate centralele din UES din Rusia;
· Fluctuații naturale semnificative în debitul anual al râurilor din bazinul Angara-Jenisei, al cărui potențial energetic variază între 70 și 120 miliarde kWh, cu predictibilitate redusă a conținutului de apă al râurilor, chiar și pe termen scurt;
· Utilizarea capacității de vârf a centralei hidroelectrice din Siberia în reglarea sarcinii părții europene a UPS-ului și reglementarea neregulii anuale a puterii de ieșire a centralei hidroelectrice de-a lungul cursului de apă de către rezervele TPP ale Urali și centru.
În acest scop, construcția liniilor aeriene de 500 kV și 1150 kV a fost efectuată pentru tranzitul Siberia - Kazahstan - Ural - Volga de mijloc - Centru cu puterea inversată planificată până la 3-6 milioane kW.
IES din Extremul Orient.
În Extremul Orient și Extremul Nord, există instalații electrice situate în teritoriile Primorsky și Khabarovsk, regiunile Amur, Kamchatka, Magadan, Sakhalin și Republica Sakha (Yakutia). Dintre acestea, instalațiile electrice situate în regiunea Amur, în teritoriile Khabarovsk și Primorsky și în districtul de putere Yakutsk de Sud al Republicii Sakha (Yakutia) sunt unite prin linii electrice intersistemice de 500 și 220 kV, au un singur mod de funcționare și formează IES a Răsăritului.
· Prevalența în structura capacităților de generare a centralelor termice (mai mult de 70% din capacitatea instalată) cu o gamă limitată de reglare;
· Posibilități limitate de utilizare a intervalelor de reglare ale centralelor termice Zeya și Bureyskaya datorită necesității de a asigura navigația pe râurile Zeya și Amur;
· Amplasarea principalelor surse generatoare în partea de nord-vest și a principalelor zone de consum - în sud-estul UPS;
· Una dintre cele mai ridicate din UES din Rusia (aproape 21%), ponderea încărcării utilităților în consumul de energie electrică;
· Linii electrice extinse.
sistem de alimentare de calitate camera de control peste mări
1.3 Relațiile UES din Rusia cu sistemele energetice ale țărilor străine
La sfârșitul anului 2010, în paralel cu UES din Rusia, funcționau sistemele de putere din Belarus, Estonia, Letonia, Lituania, Georgia, Azerbaidjan, Kazahstan, Ucraina, Moldova și Mongolia. Sistemele energetice din Asia Centrală - Uzbekistan, Kârgâzstan și Tadjikistan au funcționat în paralel cu UES din Rusia prin sistemul energetic din Kazahstan.
Funcționarea în paralel a UES din Rusia cu sistemele de alimentare din țările vecine oferă avantaje reale asociate combinării programelor de sarcină electrică și rezervelor de capacitate și permite schimbul reciproc (export / import) de energie electrică între aceste sisteme de energie. În plus, sistemul de energie finlandez, care face parte din unificarea sistemului de energie scandinav, a funcționat împreună cu UES din Rusia prin dispozitivele complexului de convertoare Vyborg. Rețelele de electricitate din Rusia au fost, de asemenea, utilizate pentru a furniza energie regiunilor desemnate din Norvegia și China.
Orez. 1. Relațiile interne și externe ale UES din Rusia
2. DEPARTAMENTUL DE CONTROL OPERAȚIONAL ÎN ULEURILE RUSIEI.
1 SA "SO-CDU UES"
Gestionarea unei asociații atât de mari care funcționează sincron, cum ar fi UES din Rusia, este o sarcină de inginerie extrem de complexă, care nu are analogi în lume.
Pentru a-l rezolva, în Rusia a fost creat un sistem ierarhic pe mai multe niveluri de control operațional de expediere, care include: Operator de sistem - Control central de dispecerizare (în continuare și SO-CDU UES); șapte birouri teritoriale comune de expediere (ODE sau SO-ODE) - în fiecare dintre cele șapte OES; dispeceratele regionale (RDU sau SO-RDU); punctele de control ale centralelor electrice și ale întreprinderilor de rețea electrică; brigăzile operaționale de teren.
JSC SO-CDU UES realizează un management operațional și tehnologic centralizat al sistemului energetic unificat din Rusia.
Principalele sarcini ale JSC SO-CDU UES sunt:
· Asigurarea fiabilității sistemului în contextul dezvoltării relațiilor competitive în industria energiei electrice;
· Asigurarea respectării parametrilor tehnologici stabiliți pentru funcționarea industriei energiei electrice și a indicatorilor standard ai calității energiei electrice;
· Crearea condițiilor pentru funcționarea eficientă a pieței de energie electrică (capacitate) și asigurarea îndeplinirii obligațiilor entităților din industria energiei electrice în cadrul contractelor încheiate pe piața angro a energiei electrice și pe piețele cu amănuntul. JSC SO-CDU UES îndeplinește următoarele funcții în cadrul UES din Rusia:
· Prognoza și asigurarea echilibrului producției și consumului de energie electrică;
· Planificarea și luarea măsurilor pentru a asigura rezerva de putere necesară pentru încărcarea și descărcarea centralelor electrice;
· Controlul operațional al modurilor curente, efectuat de personalul de dispecerat;
· Utilizarea controlului automat al modurilor normale și de urgență.
2.2 Obiective strategice pentru optimizarea modurilor de operare ale UES din Rusia
În plus, organismele de gestionare a expediției cu participarea altor organizații de infrastructură din industria energiei electrice rezolvă sarcini strategice pentru optimizarea modurilor de operare ale UES din Rusia pe termen mediu și lung, inclusiv:
· Prognoza consumului de energie electrică și energie electrică și dezvoltarea balanțelor de energie electrică și electrică;
· Determinarea capacității de încărcare a secțiunilor rețelei electrice a UES;
· Optimizarea utilizării resurselor energetice și revizuirea echipamentelor generatoare;
· Asigurarea implementării calculelor modurilor electrice, stabilității statice și dinamice;
Control centralizat al modurilor tehnologice de funcționare a dispozitivelor și sistemelor de protecție a releului, automatizarea și automatizarea de urgență a liniilor de transmisie a puterii intersistemice și principale, autobuze, transformatoare și autotransformatoare de comunicație a principalelor clase de tensiune (efectuarea calculelor curenților de scurtcircuit, alegerea parametrilor pentru configurarea dispozitivelor de protecție și automatizare a releelor (RPA) și a automatizării de urgență (PA));
· Distribuirea funcțiilor de control operațional de expediere a echipamentelor și liniilor electrice, pregătirea documentației operaționale și tehnice;
· Dezvoltarea schemelor și modurilor pentru perioadele tipice ale anului (toamna-iarnă maximă, perioada de inundații etc.), precum și în legătură cu punerea în funcțiune a unor noi instalații și extinderea compoziției sistemelor de alimentare de operare paralele;
· Coordonarea programelor de reparații pentru echipamentele principale ale centralelor electrice, liniilor electrice, echipamentelor de stație, echipamentelor de protecție a releului și de urgență;
· Soluționarea întregii game de probleme de asigurare a fiabilității alimentării cu energie și a calității energiei electrice, introducerea și îmbunătățirea sistemelor de control al dispeceratului și de control automat.
2.3 Sistem automat de control al expediției
Pentru rezolvarea problemelor de planificare, control operațional și automat, se utilizează un sistem dezvoltat de control automat al dispeceratului (ASDU), care este o rețea ierarhică de centre de expediere pentru prelucrarea datelor SO-CDU, SO ODU și SO-RDU, conectate cu fiecare altele și cu instalații electrice (centrale electrice, stații electrice) prin canale de telemecanică și comunicații. Fiecare centru de expediere este echipat cu un sistem computerizat puternic care asigură colectarea, procesarea și afișarea automată în timp real a informațiilor operaționale despre parametrii modului de funcționare UES din Rusia, starea rețelei electrice și echipamentul principal de alimentare, care permite expedierea personalul de nivel de management adecvat pentru a efectua controlul operațional și gestionarea operațiunii UES din Rusia și, de asemenea, rezolvarea problemelor de planificare și analiză a modurilor, monitorizarea participării centralelor electrice la reglarea primară și secundară a frecvenței curentului electric.
Cel mai important mijloc de a menține fiabilitatea și supraviețuirea UES din Rusia este un sistem pe mai multe niveluri de automatizare a controlului de urgență, care nu are analogi în interconectările electrice străine. Acest sistem previne și localizează dezvoltarea accidentelor sistemice prin:
· Prevenirea automată a încălcării stabilității;
· Eliminarea automată a modului asincron;
· Limitarea automată a scăderii și creșterii frecvenței;
· Limitarea automată a scăderii și creșterii tensiunii;
· Descărcarea automată a echipamentului.
Dispozitivele automate de urgență și mod sunt amplasate la instalațiile de alimentare (complexe locale) și la centrele de expediere ale JSC SO-CDU UES (sisteme centralizate de control automat de urgență, asigurând coordonarea activității complexelor locale).
3. PRINCIPALELE PROBLEME ȘI DISPORTAȚII ÎN DEZVOLTAREA UZELOR RUSIEI.
3.1 Principalele probleme ale UES din Rusia
Prezența în partea europeană a UES a unei cote mari de CHPP și NPP cu manevrabilitate redusă, concentrația de TPP mobile și centrale hidroelectrice în UES din Ural, Volga mijlocie și Siberia provoacă o gamă semnificativă de schimbări de putere curge pe legăturile Centru - Volga de mijloc - Ural atunci când acoperă programele de consum. Creșterea capacității de tranzit a centrului - Volga mijlocie - Tranzitul Ural prin construirea unui număr de linii ale rețelei vertebrale de 500 kV va reduce restricțiile privind transmiterea puterii de-a lungul principalelor secțiuni controlate, va crește fiabilitatea funcționării paralele a Europei și a Uralului. părți ale UES din Rusia.
Sarcina de a crește fiabilitatea centrului de putere Saratov-Balakovsky și de a întări schema de distribuție a energiei electrice din centralele nucleare Balakovo prin creșterea tranzitului IES din Volga de mijloc - IES din sud este urgentă.
Construirea de noi linii de tranzit Ural - Middle Volga va crește fiabilitatea alimentării cu energie electrică către Uralul de Sud și puterea de putere a centralei nucleare Balakovo. De asemenea, este necesar să se consolideze tranzitul în regiunea de nord-vest a UES din Rusia și conexiunea acestuia cu centrul IES la o tensiune de 750 kV. Soluțiile de rețea vor crește debitul secțiunii Nord-Vest - Centru și vor elimina capacitatea blocată în sistemul de alimentare Kola.
Concluzie
Sistemul energetic unificat al Rusiei este în prezent cea mai mare asociație controlată central, care nu are analogi în lume. Rețelele electrice acoperă un teritoriu imens al țării - șase fusuri orare de la est la vest. UES din Rusia cuprinde 440 de centrale electrice cu o capacitate totală instalată de aproximativ 200 GW; mai mult de 120 de stații cu o tensiune de 330 kV sau mai mare; Linii de transmisie a energiei electrice cu o lungime totală de 3.018 mii km; un sistem de control de dispecerizare unificat care unește aproape toate instalațiile de energie în funcțiune cu o singură frecvență de curent electric de 50 Hz; peste 300 de organizații care deservesc principalul proces tehnologic și dezvoltarea UES din Rusia.
Sistemul actual de expediere și control automat al UES din Rusia și UPS a demonstrat o eficiență ridicată, lucru confirmat de următoarele fapte. În ultimii 50 de ani, nu au existat accidente sistemice globale în Rusia, similar cu cele care au avut loc în SUA și Canada (14 cazuri în ultimii 33 de ani), precum și în Japonia, Franța, Suedia și alte țări europene.
Conform strategiei energetice dezvoltate, producția de energie electrică în 2010 ar trebui să se ridice la 1.020 miliarde kWh, iar capacitatea instalată - 229 milioane kWh.
Pentru îndeplinirea acestor sarcini, va fi necesară punerea în funcțiune a unor noi capacități de generare și reechiparea tehnică a centralelor și rețelelor electrice, care prevede demontarea maximă a echipamentelor care și-au epuizat resursa și înlocuirea cu altele noi.
Bibliografie
1. GOST 21027-75 „Sisteme de alimentare. Termeni și definiții".
Yu.N. Kucherov „Starea sectorului energetic rus și perspectivele sale de dezvoltare pentru perioada până în 2010.
Dyakov, A. F. „Sistemul energetic unificat al Rusiei
în perioada transformărilor pieței ”.
L. D. Rozhkova, L.K. Karneeva, T.V. Chirkov „Echipamente electrice ale centralelor și stațiilor electrice”.
Sistemul energetic unificat al Rusiei - principalul obiect al industriei energiei electrice a țării - este un complex de centrale electrice și rețele electrice, unite printr-un regim comun și un singur control centralizat de expediere. Trecerea la această formă de organizare a industriei energiei electrice a oferit oportunitatea utilizării cât mai raționale a resurselor energetice, sporind eficiența și fiabilitatea alimentării cu energie a obiectelor economiei naționale și a populației țării.
La începutul secolului al XXI-lea, cinci sisteme de putere unite funcționau în paralel în cadrul UES al Rusiei - Centrul, Volga Mijlociu, Ural, Nord-Vest, Caucazul de Nord și sistemul local de energie Yantarenergo. Din 1996, UPS-ul din Siberia a fost transferat în funcțiune separată cu UES din Rusia din cauza dezechilibrului modurilor de operare ale UPS-ului din Kazahstan. Sistemul de energie Yantarenergo (regiunea Kaliningrad) este separat de Rusia de teritoriul statelor baltice. IES-ul din Est lucrează izolat de UES. Teritoriile sistemelor energetice unite ale Rusiei sunt prezentate în Figura 4.1.
Pe lângă sistemele de putere unite, sistemele de putere din Iacutia, Magadan, Sahalin, Kamchatka, Norilsk, Kolyma și Dagestan funcționează izolat pe teritoriul Rusiei. În general, alimentarea cu energie electrică a consumatorilor din Federația Rusă este asigurată de 66 de sisteme de alimentare care acoperă întregul teritoriu locuit al țării, de la granițele de vest până la Orientul Îndepărtat.
În paralel cu UES din Rusia, funcționează sistemele de putere din statele baltice, Belarus și UES din Ucraina. Împreună cu UES din Rusia, prin intermediul legăturii DC, funcționează sistemul de alimentare al Finlandei, care face parte din sistemul de alimentare al țărilor nordice. Comerțul transfrontalier de energie electrică cu Norvegia, Mongolia și China se realizează din rețelele UES din Rusia. Beneficiile reciproce pe care toate aceste țări le primesc din funcționarea paralelă a sistemelor de alimentare sunt evidente. Fiabilitatea alimentării cu energie electrică a consumatorilor s-a îmbunătățit (în lumina accidentelor din SUA și țările Europei de Vest în 2003, acest lucru este de o mare importanță), numărul capacităților de rezervă solicitate de fiecare țară în caz de pană de curent a scăzut și condițiile au fost create pentru export și import reciproc avantajoase de energie electrică.
Până la sfârșitul secolului al XX-lea, capacitatea instalată a tuturor centralelor din Federația Rusă era de 214 GW. Peste 90% din această capacitate este concentrată în UES din Rusia. Producția de energie electrică din Rusia (inclusiv IES din Est) în 2000 a fost de 820,8 miliarde kWh, inclusiv 149,8 miliarde kWh (18,3%) la centralele hidroelectrice, 128,7 miliarde la centralele nucleare. KWh (15,7%) și la TPP - 542 , miliarde kWh (66%).
Industria energiei electrice din Rusia operează 2,7 milioane km de linii de transport de energie de toate clasele de tensiune nominală, inclusiv 154 mii km de rețele electrice cu tensiuni de la 220 la 1150 kV.
Rețeaua electrică principală a sistemelor energetice unite ale UES din Rusia este formată folosind două sisteme de tensiuni nominale: în IES din nord-vest și parțial în IES din centru - 330-750 kV, în centrul și estul interconectări de putere - 220–500 kV.
Rețelele electrice cu o tensiune de 500 și 750 kV joacă rolul legăturilor vertebrale și intersisteme și au o capacitate de încărcare ridicată. La o tensiune de 750 kV, energia este livrată de la centralele nucleare: Leningradskaya (IES din nord-vest), Kalinin, Smolensk, Kursk (IES din centru). La aceeași tensiune, se formează o conexiune intersistemică între IES din nord-vest și IES din centru.
Rețelele electrice cu o tensiune de 500 kV ale UES din Rusia sunt închise complex. La această tensiune, este organizată livrarea de energie de la cele mai mari TPP din Rusia: Konakovskaya, Kostromskaya, Ryazanskaya, Kashirskaya, Reftinskaya, Permskaya, Berezovskaya, complexul Surgut TPP; CNE Balakovo; Centrale hidroelectrice Cheboksary, Volzhskaya, Saratov, Nizhnekamsk, Sayano-Shushenskaya, Krasnoyarsk, Bratsk, Ust-Ilimsk. S-a finalizat formarea tranzitului intersistem Ural-Centrul Volga Mijlociu la o tensiune de 500 kV.
Conexiunile între sisteme în UPS-ul din Rusia se efectuează în principal la tensiuni de 220, 330, 500 și 750 kV.
Pe teritoriul Rusiei au fost construite trei secțiuni ale liniilor de transport de energie de 1150 kV: Itat - Barnaul, Barnaul - Ekibastuz și Kostanay - Chelyabinsk, care funcțional fac parte din linia de transport de energie de 1150 kV care leagă UPS-ul Siberiei de partea europeană a țara prin teritoriul Kazahstanului. Secțiunile indicate ale transmisiei de putere sunt acționate temporar la o tensiune de 500 kV. Trecerea la tensiunea de proiectare de 1150 kV este pregătită pentru secțiunea liniei de transmisie Itat-Barnaul.
UES din Rusia este conectat la sisteme energetice externe: Finlanda, Norvegia (interconectare electrică NORDEL), Ucraina, Belarus, Georgia, Azerbaidjan, Kazahstan, Estonia, Letonia, Lituania, Mongolia și două regiuni de frontieră ale Chinei. Sistemele energetice din Asia Centrală - Uzbekistan, Kârgâzstan și Tadjikistan funcționează în paralel cu UES din Rusia prin sistemul energetic din Kazahstan.
Structura relațiilor interne și externe ale UES din Rusia și volumul fluxurilor de electricitate sunt prezentate în Fig. 4.2.
Capacitatea de încărcare a legăturilor existente ale UES din Rusia cu sistemele energetice ale CSI este de aproximativ 8000-9000 MW; de la UPS-ul baltic - 1000 MW; cu Finlanda - 1065 MW (limitată de capacitatea stației de conversie).
Exportul de energie electrică din Rusia este de aproximativ 20 miliarde kWh pe an.
În strategia dezvoltată pentru dezvoltarea industriei energiei electrice în Rusia pentru perioada până în 2010, sunt luate în considerare mai multe opțiuni bazate pe diferite concepte ale dezvoltării economiei țării pentru perioada până în 2010.
Opțiunea maximă pentru cererea de energie electrică (aproximativ 1120-1130 miliarde kWh în 2010) presupune că până în 2008 consumul de energie electrică al țării va fi la nivelul anului 1990 (în unele opțiuni cu cerere mai mică de energie electrică - în afara anului 2010). De asemenea, a fost luată în considerare o opțiune pentru demontarea maximă a echipamentelor învechite la TPP-uri și centrale nucleare (până la 60 GW de capacitate la TPP-uri și 8,3 GW la centrale nucleare).
Volumul de punere în funcțiune a capacităților de generare în perioada până în 2010 este estimat de la 10 GW în nivelul minim de consum de energie la 32 GW în opțiunea de demontare maximă și înlocuire a echipamentelor electrice care și-au epuizat resursa.
Se recomandă punerea în funcțiune a unor noi capacități de condensare la următoarele TPP-uri mari: Pskovskaya, Kashirskaya, GRES-4, Shaturskaya GRES-5, Konakovskaya GRES (înlocuirea blocurilor), Shchekinskaya și Ivanovskaya GRES (expansiune); altele noi - Petrovskaya, Nizhnevolzhskaya, Mordovskaya, Krasnodarskaya (folosind gaz), Zainskaya, Nizhnevartovskaya, Permskaya, Berezovskaya, Kharanorskaya, Gusinoozerskaya, Krasnoyarskaya TPP-2 și Belovskaya.
Până în 2010, este planificată extinderea semnificativă a utilizării CCGT și GTU până la 20 GW de capacitate instalată.
Direcția principală a dezvoltării hidroenergetice în Rusia este finalizarea construcției centralelor hidroelectrice deja începute și reechiparea tehnică a celor existente. Astfel de centrale hidroelectrice, care au o întârziere semnificativă în construcții, includ Irganayskaya, Zaramagskaya, Zelenchukskaya cascade, Boguchanskaya, Bureyskaya și Nizhne-Bureyskaya, Vilyuiskaya și Ust-Srednekanskaya.
Punerea în funcțiune a capacităților la centralele nucleare în perioada până în 2010 este în principal asociată cu înlocuirea unităților electrice demontate și finalizarea construcției centralelor nucleare pornite. Acestea sunt centralele nucleare Leningrad, Kola, Kursk, Novovoronezh și Beloyarsk (dezmembrarea blocurilor); Kursk, Tverskaya NPP (punerea în funcțiune a noilor unități), Primorskaya NPP în Extremul Orient (prima unitate).
Este planificată dezvoltarea unei rețele electrice cu o tensiune de 750 kV în partea europeană a UES din Rusia pentru a crește fiabilitatea puterii de ieșire din centralele nucleare și UES din nord-vest și centru, precum și pentru a consolida inter- relațiile de sistem dintre Rusia și Belarus. Rețelele electrice cu o tensiune de 500 kV vor fi utilizate pentru a conecta IES-ul din Est la UES al Rusiei și pentru a consolida legăturile principale cu IES-ul din Caucazul de Nord, Centru, Volga mijlocie, Urali, Siberia și Est (Fig. 4.3). Astfel, rețelele electrice din Rusia de 330 kV trec treptat în categoria rețelelor de distribuție.
În perioada de perspectivă până în 2015, este planificată construirea următoarelor instalații principale de rețea electrică:
Pentru a asigura funcționarea fiabilă și stabilă a UES din Rusia, volumul de punere în funcțiune a instalațiilor de rețea electrică cu o tensiune de 330 kV sau mai mare în perioada până în 2015 ar trebui să fie de cel puțin 12-20 mii km de linii de transport de energie și 47,5– 80 GVA de capacitate de stație, în funcție de opțiunea de strategie implementată.
Până în prezent, în Federația Rusă sunt în funcțiune o serie de sisteme de alimentare izolate, care furnizează energie electrică regiunilor teritoriale îndepărtate de sistemele de energie unite (Kamchatka, Sahalin, Magadan, Yakutsk etc.). Odată cu dezvoltarea sistemelor de alimentare interconectate și extinderea acoperirii noilor zone de către rețelele electrice, numărul sistemelor de alimentare izolate va scădea, fără îndoială, treptat.
Problemele de alimentare cu energie a liniei principale Baikal-Amur și dezvoltarea regiunilor adiacente ale țării intensifică brusc nevoia de a rezolva problemele legate de UES din Est și UES din Rusia. Acest eveniment va completa complet formarea teritorială a UES din Rusia.
Sistemul energetic unificat al Rusiei este cea mai mare entitate mondială de energie de talie mondială care asigură producția, transportul, distribuția de energie electrică și gestionarea centralizată operațională și tehnologică a acestor procese. Gestionarea unei interconectări gigantice, care funcționează sincron, a sistemelor de alimentare într-o zonă care se întinde pe 7.000 km de la vest la est și peste 3.000 km de la nord la sud este o provocare inginerească fără egal în lume. În același timp, peste 40 de ani de funcționare a UES din URSS și apoi a UES din Rusia, sa acumulat o vastă experiență în furnizarea fiabilă și rentabilă a consumatorilor cu energie electrică de înaltă calitate. Acest lucru este demonstrat de faptul că 99,9% din timpul de funcționare calendaristic al UPS-ului este prevăzut cu o frecvență standard de curent alternativ de 50 Hz.
Gradul ridicat și profunzimea centralizării managementului operațional al UES sunt similare cu aceiași parametri de control care sunt de obicei efectuați în cadrul sistemelor de energie interconectate, dar în UES sunt reprezentați la un nivel mai mare și mai responsabil. Acest lucru se datorează în mare măsură faptului că facilitățile UES din Rusia sunt situate pe teritoriul unui stat, funcționează într-un singur domeniu legislativ și se află sub un control substanțial al statului.
Recent, societatea pe acțiuni rusă "Unified Energy System of Russia" (RAO "UES of Russia") a fost menționată mai ales în mass-media în legătură cu diferite tipuri de neplăți de către utilizatori, deconectări ale unor contravenienți încăpățânați și alți nefericiți evenimente. Ca rezultat, se creează impresia despre CEE ca un birou mare cu registre și comutatoare. În același timp, sistemul energetic unificat rus este, în primul rând, o creație la scară imensă de știință, tehnologie și tehnologie; este un gigant industrial care a declarat întreaga țară, de la Kaliningrad la Vladivostok, furnizând casele noastre, întreprinderile și fabrici cu electricitate și căldură. Ce este sistemul energetic unificat al Rusiei ca obiect al tehnologiei? Cum functioneazã? Șeful Departamentului de Politică Științifică și Tehnică și Dezvoltare al RAO „UES al Rusiei”, Doctor în Științe Tehnice Yu. N. KUCHEROV răspunde la întrebări.
Șeful Departamentului pentru Politică Științifică și Tehnică și Dezvoltarea RAO „UES din Rusia” Yuri Nikolaevich Kucherov.
- Permiteți-mi să vă rog, Yuri Nikolaevich, să începeți cu câteva cifre cheie care ar ajuta să imaginați amploarea sectorului energetic rus ...
Pentru început, nu există „pete goale electrice” pe harta Rusiei de astăzi; electricitatea este livrată în toate regiunile marii țări, tuturor locuitorilor săi. Majoritatea consumatorilor îl primesc de la centrale puternice care sunt unite în rețele uriașe și doar 1,5% dintre utilizatori, de exemplu, în satele îndepărtate de taiga sau în zonele de iarnă, primesc energie electrică de la mici generatoare locale de energie electrică. Aproximativ 40% din toată energia electrică generată în țară este consumată de industrie, 7% - transporturi și comunicații, 12% se îndreaptă spre nevoile gospodăriei populației. În structura produselor industriale rusești, industria energiei electrice reprezintă aproximativ 9%; dacă numeri în ruble, primești mai mult de 300 de miliarde de ruble, sau mai mult de 10 miliarde de dolari. Asta e destul de mult. Dar, cred, chiar și fără cifre suplimentare, este clar că restul industriei, și într-adevăr întreaga economie națională, poate funcționa doar cu producția și consumul de energie electrică pe scară largă. În orice țară industrială foarte dezvoltată, fără abundență electrică, este în general imposibil să existe, darămite să primim toate beneficiile pe care le creează pentru noi. Volumul consumului de energie electrică din întreaga lume crește constant, iar acest lucru caracterizează creșterea nivelului de bunăstare umană.
Omniprezenta pătrundere a energiei electrice în viața noastră s-a întâmplat incredibil de repede, primele becuri electrice au apărut acum doar 120 de ani ...
S-ar părea că, recent, cu puțin peste o sută de ani în urmă, principala centrală electrică din Moscova avea doar 800 de abonați, iar restul locuințelor din capitală, precum și din întreaga țară, erau aprinse cu lumânări și lămpi cu kerosen. . Cam în aceeași perioadă, la Moscova a apărut prima mașină de tramvai. Este util să ne amintim astăzi, luând pentru comparație, de exemplu, schema actuală a metroului din Moscova sau orarul trenurilor electrice suburbane. Progresul industriei noastre de energie electrică este enorm, și asta în ciuda faptului că de două ori nu numai că s-a oprit în dezvoltarea sa, dar s-a redus brusc - în timpul Războiului Civil (amintiți-vă de „Rusia în întuneric” a lui Wells) și ca rezultat al monstruozității distrugere în timpul Marelui Război Patriotic. Planul GOELRO, adoptat în 1920, a făcut din crearea unei puternice industrii a energiei electrice o sarcină națională. Cele mai bune forțe științifice și inginerești au fost implicate în dezvoltarea acestui plan; în anii dificili pentru țară, a devenit o prioritate absolută în distribuția resurselor financiare, inclusiv a valutelor, achiziționarea celor mai bune eșantioane de echipamente de energie străine și desfășurarea tehnologiei electrice interne. Și iată rezultatul: până în 1932, adică doar 12 ani mai târziu, producția de energie electrică din Rusia a crescut de 53 de ori! Anul trecut, electricitatea a fost produsă de 65 de ori mai mult - 890 miliarde kWh, și aproape aceeași sumă au primit-o consumatorii ruși. Voi adăuga câteva, așa cum le-ați numit, principalele cifre: există mai mult de 600 de centrale electrice care funcționează în țară cu o capacitate totală instalată de 215 milioane kW, inclusiv 56 mari - 1000 MW fiecare și mai mult. Aproape 80% din toate aceste stații fac parte din sistemul RAO „UES al Rusiei”.
Prima centrală electrică Krasnoyarsk de pe Yenisei cu un baraj de beton lung de 1100 m și 120 m înălțime a început să funcționeze la capacitate maximă (6000 MW) în 1971. Cele 12 unități hidroelectrice ale sale generează în medie 20,4 miliarde kWh pe an. . h de energie electrică.
Diagrama din dreapta: Structura producției de energie electrică la centralele electrice din Rusia în 2000:
TPP - 67%; 582,4 GW .
h;
HPP - 19%; 164,4 GW .
h;
NPP - 15%; 128,9 GW .
h
- Până acum mi se părea că Sistemul Unificat unește toate centralele din țară, cel puțin cele mari ...
Acesta este într-adevăr cazul. Dar există stații destul de puternice care fac parte din sistem, dar aparțin marilor întreprinderi industriale, cum ar fi, să zicem, uzina de automobile Volzhsky sau uzina metalurgică Magnitogorsk. În plus, aproximativ 10% din capacitatea totală instalată se încadrează în ponderea centralelor nucleare, aceștia, ca producători de energie electrică, sunt incluși și în sistemul unificat, dar datorită caracteristicilor lor specifice se află sub jurisdicția Ministerului Energiei Atomice. , care se ocupă cu energia nucleară. Aproximativ 70% din capacitatea totală este asigurată de centralele termice, energia lor primară fiind asigurată de combustibili fosili - gaze, cărbune și produse petroliere. Restul de 20% din capacitatea instalată cade pe hidrocentrale, generatoarele lor sunt rotite de apa care cade a râurilor, ridicată de baraje la o înălțime de mulți metri.
Ați spus că producția și consumul de energie electrică în țară este aproximativ același. De ce „despre”? Nu se consumă atât cât se produce?
În primul rând, exportăm și vindem o parte din electricitate, încă mică - 18 miliarde kWh (aproximativ 2% din consumul de energie electrică). În al doilea rând, 3-4% sunt cheltuiți pentru pierderi inevitabile în producția de energie și încă 13% pentru pierderi în timpul transportului. Aș dori să clarific cuvântul „inevitabil”. Energia se pierde nu pentru că cineva a ratat sau a furat ceva, multe procese, cum ar fi, de exemplu, mișcarea curentului în fire sau rotația axelor în rulmenți, prin natura lor fizică sunt însoțite de pierderi (încălzire, frecare, funcționarea echipamentelor auxiliare , etc.). De mult timp, inginerii de energie au avut un adevărat cult al luptei împotriva pierderilor; forțe puternice de oameni de știință, designeri, tehnologi sunt aruncate în acest sens. reducerea pierderilor chiar și cu mici fracțiuni de procent este considerată o victorie.
Cum se compară industria noastră cu alte țări? Și prin ce indicatori se face de obicei o astfel de comparație?
Cei mai importanți indicatori sunt producția și consumul anual de energie electrică pe cap de locuitor. În această parte, în general, ocupăm un loc bun: pentru fiecare rus, există 6.000 kWh. În alte țări CSI, din păcate, consumul specific de energie electrică este semnificativ mai mic.
Se pare că fiecare rus consumă 500 kWh de electricitate pe lună ... Conform citirilor contorului de acasă, consum de cinci ori mai puțin.
Tejgheaua arată cât de multă energie electrică ai cheltuit personal și există și industrie, pofta de mâncare a acesteia este complet diferită. O laminor, de exemplu, consumă mai multă energie electrică pe schimb decât întregul apartament în 100 de ani. Pe bază de locuitor, America de Nord consumă 10.000 kWh de energie electrică pe an, America de Sud - 1,7, Oceania - 9,3, Europa - 5,4, Asia - 0,97, Africa - 0,5. Consumul mediu mondial de energie electrică este de 2.000 kWh de persoană pe an. Deci, cei 6.000 kWh ai noștri arată destul de bine pe această listă.
- Și de ce cu o rezervare, de ce „îmi place”?
Deoarece, pe lângă consumul specific de energie, există și alți indicatori importanți ai bogăției umane, inclusiv energia. Baza unuia dintre acești indicatori este produsul intern brut, prescurtat ca PIB, care determină valoarea a tot ceea ce se produce în țară timp de un an și, de obicei, de asemenea, pentru fiecare dintre locuitorii săi. Puteți compara PIB-ul cu energia electrică consumată și puteți obține intensitatea electricității PIB-ului (câți kilowați-oră sunt cheltuiți pentru producerea unei unități din PIB în dolari). Capacitatea electrică ne permite să tragem o concluzie cu privire la eficiența utilizării energiei electrice. Un lucru este dacă este nevoie de 10 kWh de energie electrică pentru a face o mașină de tocat carne sau o cutie de înghețată și altceva dacă este de 1 kWh. Deci, până acum, pentru fiecare dolar investit în producție, țara noastră folosește de 3 ori mai multă energie electrică decât Statele Unite și de aproximativ 5 ori mai mult decât Germania, Franța sau Japonia. Acestea sunt numere extrem de importante, pot spune multe: despre starea tehnică a industriei, despre organizarea afacerilor, nivelul tehnologiei. După 1990, consumul specific de energie din țară a crescut considerabil (cu aproape 30%), iar acum scade încet. În același timp, scara producției crește în mod clar, PIB-ul total crește și acest lucru se poate observa din cererea de energie electrică: în 1990, producția sa a ajuns la 1.074 miliarde kWh, în următorii opt ani a scăzut la 809 miliarde kWh și acum a crescut din nou la 890 miliarde kWh
O astfel de creștere este destul de înțeleasă: țara a trecut, aparent, din cele mai grave momente și se dezvoltă acum pe o bază diferită, bazată pe piață. Experții consideră că acest proces va căpăta impuls, astfel încât în curând industria va avea nevoie de mult mai multă energie electrică. Ești gata pentru asta?
Puteți răspunde: „Da, suntem gata”, dar cu câteva comentarii importante. În primul rând, energia poate opri orice progres economic dacă așteaptă ca utilizatorii să aibă noi nevoi. Industria energetică trebuie să anticipeze cererea în creștere, să se pregătească pentru aceasta și să se dezvolte într-un ritm mai rapid. La un moment dat, această strategie a făcut posibilă câteva decenii să scoatem țara noastră din ruină și să devenim una dintre puterile industriale de top din lume. Care este ritmul avansat va deveni mai clar dacă ne amintim că construcția unei centrale electrice mari costă astăzi câteva miliarde de dolari, iar stația este construită în 5-8 ani și ținând cont de aprobarea șantierului, proiectarea și lucrările pregătitoare - toate 10-15.
Odată cu lansarea centralei electrice Kolymskaya cu o capacitate de 720 MW, cu o producție anuală de energie electrică de 3,3 miliarde kW . Fiabilitatea și eficiența alimentării cu energie electrică a regiunii Magadan au crescut semnificativ.
În al doilea rând, și acest lucru este extrem de important, ne pregătim pentru o creștere suplimentară a producției și, prin urmare, pentru o creștere a cererii de energie electrică. Dar, sincer vorbind, cu greu va fi posibilă satisfacerea cererii dacă risipa de energie continuă, dacă eficiența utilizării acesteia, în primul rând în industrie, nu crește. Permiteți-mi să vă reamintesc că pentru fiecare dolar cheltuit pentru producția produselor noastre, consumăm de 3-5 ori mai multă energie electrică decât țările industriale avansate.
Acum RAO „UES al Rusiei” a dezvoltat principalele dispoziții ale programului pentru dezvoltarea durabilă a sectorului energetic rus până în 2020. În acest moment, producția anuală de energie electrică se va dubla practic și se va apropia de nivelul de 1.620 miliarde kWh, iar capacitatea instalată a centralelor va crește cu aproximativ 50% și va atinge 320 milioane kW (320 mii MW). În spatele acestor cifre aparent plictisitoare se află o cantitate imensă de muncă, inclusiv dublarea capacității centralelor nucleare, construirea centralelor termice pe cărbune (care vor crește semnificativ consumul de cărbune), precum și a centralelor hidroelectrice mari din Siberia, Extremul Orient. și Caucazul de Nord. În special, se construiește posibilitatea construirii centralei electrice Turukhanskaya cu o capacitate de 12 milioane kW (aproape de două ori mai mare decât actualul deținător - HPC Sayano-Shushenskaya), care va fi una dintre cele mai mari trei centrale hidroelectrice din lume. studiat.
Însăși structura producției de energie electrică se va schimba: ponderea centralelor nucleare va crește de la 15 la 20%, iar hidroenergia va scădea de la 20 la 15%. În același timp, ponderea totală a centralelor care nu utilizează combustibili fosili nu ar trebui să scadă. Caracteristicile mai multor centrale termice se vor îmbunătăți considerabil, vor apărea noi tehnologii, inclusiv o creștere a parametrilor de abur la super-supercritici, o tranziție de la turbinele cu abur clasice la un ciclu abur-gaz și utilizarea de turbine cu gaz puternice . Drept urmare, în viitorul previzibil, eficiența medie a centralelor termice poate crește de la „clasic” de la 34% la 45% și chiar mai mare, iar aceasta este o economie uriașă de combustibil: combustibilul economisit pentru anul acesta la scară națională ar putea dura 8-9 ani pentru a „hrăni” un oraș ca Moscova cu electricitate.
În timp ce vorbeam despre componentele pozitive ale viitorului energiei noastre, dar, după cum se spune, nu puteți șterge un cuvânt dintr-un cântec, va trebui să vorbim despre momente neplăcute. Principalul lucru este îmbătrânirea inevitabilă și uzura echipamentelor care funcționează în prezent. La centralele hidroelectrice, jumătate din capacitate este primită de la mașinile care și-au epuizat deja resursa, iar la centralele termice până în 2020, 70% din echipamente vor fi în această poziție.
- Nu este înfricoșător să lucrezi cu mașini care și-au îndeplinit deja scopul?
Problema nu este înfricoșătoare sau înfricoșătoare. În primul rând, experții se gândesc să facă aceste mașini să funcționeze și, cel mai important, să stabilească în timp util că s-au apropiat de un prag periculos. Echipamentul este inspectat cu atenție și, dacă este necesar, transferat într-un mod de funcționare mai ușor, resemnat cu o anumită pierdere de eficiență și economie. Experții investighează scrupulos mecanismele fizice ale îmbătrânirii, căutând metode pentru diagnosticarea detaliată și monitorizarea continuă a agregatelor.
Și, în cele din urmă, principalul remediu este înlocuirea sau repararea radicală a echipamentelor. Împreună cu programul pentru punerea în funcțiune a unor noi capacități și stăpânirea noilor tehnologii, RAO „UES din Rusia” are un plan nu mai puțin complicat și costisitor pentru reconstrucția în masă sau restaurarea echipamentelor existente. Scara acestei lucrări poate fi judecată cel puțin prin faptul că cazanele cu abur cu o capacitate totală de 1.000 de tone de abur pe oră, precum și generatoarele de turbine cu o putere electrică totală de 1.500 MW, vor fi reconstituite în medie pe parcursul anului . În acest sens, merită reamintit faptul că un generator de putere medie, care trebuie demontat pentru înlocuirea sau renovarea unităților principale, are o lungime de 6-8 metri, un diametru de 2-3 metri și cântărește 20-30 tone. Rotorul unei turbine hidraulice este o piesă cu un diametru de 10-12 metri și o greutate de 30-50 de tone. Pe scurt, reparatorii se ocupă de mașini și sisteme de mari dimensiuni.
Apropo, despre scară. Înainte de întâlnirea noastră, am vizitat una dintre centralele electrice din Moscova și am fost pur și simplu șocat de dimensiunea acestei întreprinderi, așa cum se spune, de o întreprindere mijlocie. O cameră imensă a mașinilor, capătul nu este vizibil, de-a lungul întregii sale lungimi există două rânduri de unități mari împerecheate - o turbină cu abur-generator electric. Undeva foarte sus, chiar sub acoperiș, există macarale aeriene. Și coborâți la nivelul inferior și vă aflați înconjurați de nenumărate conducte și de un fel de cilindri verticali zumzători de diametru mare - acestea sunt cazane de abur; puteți auzi arderea gazului într-un sistem cu mai multe niveluri de duze mari, fiecare turbină cu abur are propriul complex de cazane. Și există, de asemenea, echipamente complicate pentru tratarea apei, condensarea aburului de evacuare, extragerea particulelor solide din fum, răcirea forțată a apei a generatoarelor, creșterea tensiunii lor de ieșire cu transformatoare puternice etc. Din păcate, fotografiile pe care le-am văzut înainte nu oferă o idee despre adevăratele dimensiuni și complexitatea unei centrale electrice moderne, această centrală uriașă care produce electricitate.
Ești la o centrală electrică pe gaz, cea cu cărbune ar fi făcut cu siguranță o impresie și mai puternică cu imensa sa fermă de preparare a combustibilului. Aceasta este descărcarea mecanizată a trenurilor de cale ferată, de exemplu, basculante pentru vagoane, un sistem de transport și mori pentru măcinarea cărbunelui, care este apoi ars în mod eficient în cuptoarele cazanelor sub forma unui amestec de aer-praf. O centrală electrică medie consumă 100-200 vagoane de cărbune pe zi. Astăzi, în bilanțul combustibililor din industria energiei electrice, primul loc (54%) este luat de gaz - ținând cont de faptul că Rusia conține 38% din rezervele sale mondiale. Cărbunele reprezintă 31%, în 2020 va fi de 37%, iar capacitatea centralelor termice pe cărbune va crește și mai vizibil.
- De ce atâta atenție la cărbune? La urma urmei, produsele din gaz și petrol sunt un combustibil mai convenabil și mai curat ...
În primul rând, rezervele mondiale de gaze și petrol sunt foarte limitate; conform previziunilor serioase, acestea vor dura două-trei decenii, iar prețurile lor cresc în mod constant. Și cărbunele va hrăni lumea cu energie pentru încă opt sute de ani. Nu am făcut o rezervă - nu 80, ci 800. În al doilea rând, marea știință nu lasă cărbunele fără atenție și există deja mai multe soluții tehnologice care îi măresc dramatic valoarea. Se dezvoltă o nouă strategie pentru utilizarea integrată a cărbunelui, în special prin gazeificare și producția de combustibili lichizi. Domeniul de aplicare a cărbunelui ca materie primă pentru industria chimică se extinde și chiar și zgura, cu care avem multe probleme astăzi, este utilizată în industria construcțiilor. În plus, astfel de tehnologii interesante încep să fie aplicate precum arderea și gazificarea cărbunelui într-o topire de zgură, arderea cărbunelui într-un pat fluidizat (CC) și într-un pat fluidizat în circulație (CFB), acestea cresc semnificativ parametrii eficienței a utilizării cărbunelui, inclusiv cel mai scăzut grad, și asigură emisiile minime de poluanți.
- Care este esența acestor tehnologii? Ce anume dau?
Este necesar să vorbim despre acest lucru separat, dar ultimele două tehnologii, care au simplificat imaginea cât mai mult posibil, vor încerca în continuare să ne imaginăm. Un flux de aer ascendent este creat în cuptorul cazanului, iar cărbunele, arzând, pare să atârne în aer (tehnologia CC) sau, în timp ce planează, este implicat într-o mișcare circulară (tehnologia CFB). Drept urmare, cărbunele arde mai activ, inclusiv cărbunele de calitate scăzută și cu conținut scăzut de calorii. Devine posibilă reducerea elementelor de schimb de căldură ale cazanului în sine, precum și eliminarea eficientă a emisiilor nocive din patul fluidizat. În tehnologia CFB, cărbunele este ars la o temperatură relativ scăzută, fără formarea de zgură.
- Și în ce etapă se află aceste noi tehnologii? Sunt aceste idei? Experimente de laborator? Instalații cu experiență?
În Europa, există deja 275 cazane CFB, în Statele Unite - 155 cazane, în Japonia - 28, în China - 25, și în Asia în ansamblu - 126. În medie, puterea termică a cazanelor de un nou tip este până la 200 MW, acest lucru este suficient pentru un generator cu o capacitate de aproximativ 70 MW. Cel mai mare cazan care utilizează tehnologia CFB a fost construit în Franța în urmă cu aproximativ opt ani pentru o unitate de putere cu o putere electrică de 250 MW, cazanul este pornit cu cărbuni de calitate foarte scăzută. Și în țara noastră, introducerea tehnologiilor CS și CFB este una dintre componentele importante ale politicii tehnice.
Întrucât vorbim despre politica tehnică, vă rugăm să explicați ceea ce a fost menționat puțin mai devreme: ce se află în spatele cuvintelor ciclul abur-gaz și utilizarea turbinelor cu gaz puternice?
În cazul turbinelor cu gaz, totul este simplu - spre deosebire de turbinele cu abur, acestea sunt acționate nu de abur, ci de gaze de înaltă presiune, care sunt produse de combustie. În motoarele de aeronave, de exemplu, acestea sunt produse de ardere a kerosenului, arse la intrarea turbinei. Pentru ingineria energetică, o turbină cu gaz este atractivă, deoarece, în primul rând, are o eficiență ridicată, până la 36% și, în al doilea rând, poate fi pornită sau oprită rapid, în funcție de modificările sarcinii electrice. Pentru o lungă perioadă de timp, pur și simplu nu existau turbine cu o putere suficient de mare, dar acum la centralele electrice, inclusiv a noastră, apar turbine cu gaz cu o capacitate de 110-150 MW - aceasta este deja o valoare destul de tangibilă pentru ingineria electrică pe scară largă. . Liderii industriei aeriene rusești sunt implicați în crearea de turbine cu gaz puternice - uzinele Perm Motors și Rybinsk Motors, cred că inginerii de energie vor simți în curând acest lucru.
Aproximativ zece unități de turbine cu gaz funcționează deja în Rusia. Unul dintre ele - GTU-4P funcționează la centrala termică bloc-container GTES-4 „Ural” din orașul Sysert, regiunea Sverdlovsk.
Turbinele cu gaz puternice au adus o eficiență ridicată industriei energetice, pornire rapidă la sarcină mare și, cel mai important, au permis îmbunătățirea semnificativă a parametrilor TPP datorită ciclului abur-gaz. În fotografia din dreapta: centrala electrică cu turbină cu gaz GTE-160, proiectată pentru a acționa un generator electric cu o viteză de rotație de 3000 rpm, poate funcționa atât în mod autonom, generând curent electric, cât și ca parte a unei centrale cu ciclu combinat , care furnizează atât energie electrică, cât și căldură. Până în prezent, asociația de producție „Leningrad Metal Plant” a adunat 15 astfel de unități, inclusiv 5 pentru Rusia. Jumătate din piese și ansambluri pentru acestea sunt realizate în Sankt Petersburg, jumătate sunt primite de la Siemens din Germania.
Figura prezintă centralele nucleare din Rusia în implementarea strategiei lor de dezvoltare până în 2020. Astăzi, Rusia are 29 de unități nucleare cu o capacitate totală instalată de 21,2 GW. Printre acestea se numără 13 unități de putere cu reactoare de tip VVER (apă sub presiune), 11 unități de putere cu reactoare de tip RBMK (putere mare de canal), patru unități de putere de tip EGP cu reactoare de apă cu grafit de apă (la CNE Bilibino) și unul rapid unitate de putere neutronică BN-600. În plus, sunt finalizate încă cinci unități de putere: patru cu reactoare VVER-1000 (la centralele nucleare Rostov, Kalinin și Balakovo) și una cu reactor RBMK-1000 (la centrala centrală Kursk).
Turbinele cu gaz puternice sunt elementul principal al sistemelor de gaz cu ciclu combinat, a căror utilizare va face posibilă într-un viitor nu prea îndepărtat - cu 15-20%! - reducerea consumului de combustibil în producția de energie electrică la centralele termice. Fără a intra în detalii, sistemul abur-gaz poate fi descris după cum urmează: include o turbină cu gaz puternică, cu un generator electric și o turbină cu abur, de asemenea, cu un generator electric și, bineînțeles, cu un cazan de aburi propriu. Produsele de ardere cheltuite în turbina cu gaz, care au păstrat o temperatură ridicată, sunt alimentate în cuptorul cazanului cu abur și acolo renunță la toată energia care le-a rămas. Ca urmare, eficiența sistemului crește la 55%, în timp ce pentru o centrală cu abur, este de 34%. Tranziția către centralele cu ciclu combinat este aproape direcția principală a progresului tehnic în sectorul energetic. În conformitate cu strategia energetică a Rusiei, în perioada 2001-2020, este planificată punerea în funcțiune a aproximativ 80 de milioane de kW de capacități de producție bazate pe noile tehnologii, utilizând centrale cu turbină cu gaz și cicluri combinate (CCGT și GTU).
- Și câte astfel de sisteme vor apărea la centralele noastre electrice, să zicem, în următorii zece ani?
În această perioadă, este planificată punerea în funcțiune a mai mult de 16 milioane kW generate de CCGT și GTU. În general, când vine vorba de modernizarea tehnică a centralelor electrice, precum și de revizia echipamentelor vechi, este util să ne amintim că până la două duzini de unități de „cazan cu abur - turbină - generator electric” funcționează la o centrală termică. Acestea pot fi unități foarte diferite, în special, cu o capacitate instalată a unui generator electric de la 50 mii kW (vor fi suficiente pentru a „alimenta” un oraș mic cu electricitate) la 1,2 milioane kW. În total, există aproximativ două mii de unități care generează energie electrică la centralele termice ale sistemului energetic unificat, a căror stare și soartă trebuie gândite.
Linia de transmisie a puterii LEP-500 - 500 kV a HPP Sayano-Shushenskaya (foto în dreapta).
Interviul a fost realizat de R. Svoren, corespondent special pentru revista Science and Life.
Vocabular
TPP
centrala termica cu turbine cu abur clasice si cazane;
CHP
o centrală combinată de căldură și energie electrică, o centrală termică care furnizează simultan energie electrică și căldură (apă fierbinte) pentru încălzire și nevoile menajere;
IES
centrală cu condensare (acest TPP nu furnizează căldură consumatorului, aburul uzat este condensat și returnat la cazan);
GRES
o centrală centrală de stat (o centrală TPP sau CHP foarte mare care furnizează energie electrică unei regiuni mari și o furnizează consumatorilor îndepărtați);
NPP
centrală nucleară cu turbine cu abur și cazane care primesc căldură de la un reactor nuclear;
ATEC
analogul atomic al unei CHPP, împreună cu electricitatea, furnizează căldură;
Centrală hidroelectrică
centrala hidroelectrica, rotorul generatorului roteste hidro turbina, este pus in miscare prin caderea apei;
PES
o centrală cu maree, o turbină hidro este rotită de fluxurile de apă în timpul mareelor mari și joase;
Fermă eoliană
parc eolian, folosește energia curenților de aer;
GeoPP
o stație geotermală, cazanul său cu abur primește căldură de la schimbătoare de căldură situate la adâncimi mari, de obicei în zone de activitate vulcanică;
SES
o centrală solară, folosește panouri solare (sau schema clasică a unei centrale termice, unde un cazan cu abur încălzește razele solare colectate de pe o suprafață mare);
PSP
o stație de stocare pompată care funcționează împreună cu o centrală hidroelectrică (cu un exces de electricitate, pompele puternice pompează apa în rezervor, cu apariția unei sarcini, apa rotește turbinele stației hidroelectrice).
* Puterea este un indicator al eficienței, puterii, activității acțiunilor. În industria energiei electrice, puterea este energia pe care un generator o furnizează și pe care o folosește consumatorul într-o secundă. Unitățile de putere sunt watt (W), unitățile mai mari sunt kilowatt (1 kW = 1000 W), megawatt (1 MW = 1000 kW = 106 W), gigawatt (1 GW = 1000 MW = 109 W). Pentru a vă da seama de ceea ce se află în spatele acestor numere, să ne amintim: un bec destul de luminos consumă 100 W, o sobă electrică de acasă are 2-3 kW, un motor electric al unui tramvai sau troleibuz este de aproximativ 100 kW, un tren de metrou este de 300-500 kW. O întreprindere industrială mare are în medie o capacitate de 50-100 MW, iar zonele rezidențiale ale unui oraș precum Moscova consumă nu mai puțin de 2-3 mii MW în orele de seară. Una dintre principalele caracteristici utilizate de inginerii electrici este capacitatea instalată a unei centrale electrice sau a unui generator separat. Aceasta este, de fapt, ceea ce ar trebui să ofere în mod ideal. Puterea reală sau, așa cum se numește, puterea efectivă, de regulă, este puțin mai mică decât cea instalată.
* Cantitatea totală de energie. Energia produsă de o centrală electrică sau primită de un consumator este cantitatea sa finală totală, de regulă, pe o perioadă lungă de timp. Unitatea de energie produsă (primită) este joule (J) - cantitatea de energie pe care o sursă de 1 watt o dă în 1 secundă (1 J = 1 W. 1 s). Inginerii electrici folosesc o unitate mai mare - kilowatt-oră (1 kWh = 3,6. 106 J); acest raport apare foarte simplu: 1 kilowat = 103 wați și 1 oră = 3,6.103 secunde. Este util să ne amintim că, conform citirilor contorului, apartamentul dvs. consumă aproximativ 100-200 kWh de energie electrică pe lună, adică aproximativ două mii pe an. O centrală mare generează aproximativ un miliard de kilowați-oră pe an; în Rusia, în ansamblu, producția anuală de energie electrică se apropie de un trilion de kilowați-oră.
Dezvoltarea principiului centralizării aprovizionării cu energie și, în primul rând, alimentarea cu energie electrică, a condus logic în primul rând la formarea a câteva zeci de sisteme energetice regionale (RES) - Mosenergo, Chelyabenergo, Permenergo etc., Ural, Siberia, Nord-Vest, Volga Mijlociu, Caucazul de Nord, Est. Ulterior, procesul de centralizare a aprovizionării cu energie a dus în mod organic la crearea Sistemul energetic unificat (UES) al Rusiei ... Un singur IES - IES din Est - nu face parte în prezent în mod oficial din UES al Federației Ruse. Ca parte a IES din Est, trei RES funcționează în paralel: Amurskaya, Khabarovskaya și Dalnevostochnaya. Încă șapte RES (Kamchatskaya, Sakhalinskaya, Magadanskaya, Yakutskaya, Mangyshlakskaya, Kaliningrad și Norilskaya) funcționează izolat. Până în prezent, UES din Rusia include 64 RES. În total, există 74 de RES în Rusia.
Apropo, până în 1991, UES al URSS a funcționat cu succes, care a acoperit aproape întreg teritoriul locuit din 15 republici. Cu ajutorul CEE, cea mai importantă sarcină politică și economică a fost rezolvată - țara a fost unită într-un singur spațiu economic. Cu toate acestea, prăbușirea URSS a condus la împărțirea proprietății energiei electrice între noile state și la o schimbare radicală a structurii managementului energiei. În contextul crizei energetice rusești din decembrie 1992, o serie de întreprinderi energetice cele mai puternice și profitabile au fost încorporate în RAO UES din Rusia. Acestea sunt 20 de centrale termice cu o capacitate instalată de peste 1000 MW fiecare cu o capacitate totală de 42 GW, 15 centrale hidroelectrice cu o capacitate instalată de peste 300 MW cu o capacitate totală instalată de 26 GW, 134 stații de transformare cu o tensiune de 220 kV și mai mare cu o capacitate totală instalată a echipamentelor de transformare de 114,8 GVA, linii de transmisie a coloanei vertebrale cu o tensiune de 330 kV și mai mare cu o lungime totală de aproximativ 57 mii km. si etc.
Ca parte a reformei industriei energiei electrice din Rusia și pentru a îndeplini deciziile Consiliului de administrație al RAO „UES al Rusiei” din 17 iunie 2002, OJSC „Operator de sistem - Administrația centrală de dispecerizare a UES” („SO CDU ") a fost inregistrat. Operatorul de sistem a devenit prima instituție a pieței interne de energie electrică. La mijlocul anului 2008, RAO „UES al Rusiei” a fost desființat în esență pentru că și-a îndeplinit sarcina de reorganizare inițială a sectorului energetic în contextul apariției unei economii de piață. Crearea la începutul anilor 2000 a piețelor angro pentru cumpărarea / vânzarea de energie și energie (FOREM, NOREM etc.), formarea diferitelor scheme de comercializare a energiei, în special ENERGOPUL, a fost un proces natural în condițiile relațiilor de piață emergente. .
În cadrul frontierelor fostului UES al URSS, funcționează în prezent o unificare a următoarelor sisteme energetice:
În plus, IES-ul Asiei Centrale funcționează pe teritoriul fostei URSS, unind RES din Kârgâzstan, Tadjikistan, Turkmenistan, Uzbekistan.
În general, UES din Rusia este un complex în curs de dezvoltare de centrale și rețele, unite de un ciclu tehnologic comun de producție, transmisie și distribuție a energiei electrice cu un singur control operațional de expediere.
Din punct de vedere al compoziției centralelor unite în UES, industria energetică rusă este astăzi de aproximativ 600 de centrale termice, 100 hidraulice și 9 centrale nucleare. Există mai multe centrale electrice autonome de energie la scară mică, care conțin turbine cu gaz, centrale electrice diesel. Există, de asemenea, centrale electrice care utilizează energia hidraulică a râurilor mici, energia solară, eoliană, hidrotermală, maree ca sursă primară de energie, dar ponderea energiei pe care o generează este foarte mică în comparație cu centralele termice, nucleare și hidraulice (nu depășește 1% din energia totală generată în RF).
Centralele termice (TPP) reprezintă cea mai mare parte a puterii sistemului energetic rus (70-80%). Capacitățile centralelor hidraulice (HPP) și nucleare (NPP), conform diferitelor estimări, variază de la 10 la 15% din capacitatea întregului UES. În Siberia, bogată în resurse de apă, capacitatea centralelor hidroelectrice atinge 50% din capacitatea instalată a centralelor electrice din regiune.
O trăsătură caracteristică a UES din Rusia este o concentrație mare de capacități la centralele electrice. TPP-urile operează unități de putere cu o capacitate unitară de până la 1200 MW, centralele nucleare operează reactoare cu o putere electrică maximă de 1000 MW. Capacitatea instalată a centralelor individuale ajunge la 4,0 GW pentru centralele nucleare, 4,8 GW pentru centralele termice și 6,4 GW pentru centralele hidroelectrice. Capacitatea totală instalată a tuturor centralelor electrice din UES din Rusia este de aproximativ 200 GW. În același timp, producția anuală totală de energie electrică din ultimii ani a fost de 850-950 miliarde kWh. Producția de energie electrică pe cap de locuitor din 2000 se ridica la aproximativ 6.800 kWh, ceea ce corespunde consumului de energie electrică pe cap de locuitor în țările de frunte din Europa de Vest, dar aproape jumătate din SUA și Canada. În același an, aproximativ 600 de milioane Gcal de căldură au fost furnizate consumatorilor din Rusia.
Combinarea ES pentru funcționarea în paralel realizate prin rețele electrice intersistem de înaltă tensiune. Din punct de vedere istoric, s-au dezvoltat două sisteme de tensiune nominală în rețelele de înaltă tensiune ale UES din Rusia: 150-330-750 kV în regiunile de vest și parțial în regiunile centrale, 110-220-500-1150 kV în regiunile centrale și estice. Funcționarea liniilor de transmisie a energiei cu tensiuni de 330, 500, 750 și 1150 kV, care formează rețeaua principală (coloană vertebrală) a UES din Rusia, este realizată de subdiviziunile teritoriale ale rețelelor electrice intersistemice (MES). Rețelele cu tensiuni de la 220 la 1150 kV sunt combinate pentru funcționarea în paralel. Rețineți că conexiunea intersistemică de 500-1150 kV între Urali și Siberia trece prin teritoriul Kazahstanului. Prin legătura de curent continuu, UES din Rusia este conectat la sistemul energetic finlandez, care face parte din Asociația Sistemului Energetic al Europei de Nord (NORDEL).
Departamentul de dispecerat operațional al UES din Rusia efectuat utilizând un sistem ierarhic de control automat al dispecerilor pe patru niveluri (ASDU). Acesta include: biroul central de expediere (CDU) al UES, situat la Moscova; șapte birouri teritoriale comune de expediere (OAC); 74 servicii de dispecerat central (CDS) la AO-energos regionale; aproximativ 280 de puncte de control ale întreprinderilor și districtelor din rețeaua electrică și peste 500 de puncte de control ale centralei electrice (nivel de control mai scăzut).
Trebuie remarcat faptul că expedierea operațională gestionarea UES din Rusia este complicată de faptul că există o interacțiune puternică într-un singur proces de producție a unui număr mare de instalații energetice situate pe un teritoriu foarte mare cu un proces continuu de producție, distribuție și consum de energie electrică. În plus, într-o țară atât de mare, există o denivelare semnificativă a programelor zilnice, sezoniere, teritoriale ale sarcinilor electrice și termice. Mai mult, o serie de UES și RES din Rusia sunt conectate la partea principală a UES prin rețele electrice care nu fac parte din UES din Rusia, în special prin rețelele din Kazahstan.
Avantajele educației CEE sunt în creșterea eficienței sale crescând în același timp fiabilitatea și calitatea alimentării cu energie a consumatorilor.
Creșterea eficienței alimentării cu energie electrică realizată prin:
Fiabilitate și stabilitate (supraviețuire) munca UES a Federației Ruse se realizează prin:
