Пугачев Андрей Анатольевич
В настоящее время все большую актуальность в мировой экономике и политике приобретает направление эффективности расходования энергоресурсов. В связи с этим, эффективность использования электроэнергии является одним из важнейших факторов в обеспечении научно-технического прогресса, развитии производства, сферы услуг, стабильной работы энергетической отрасли. Сложность, значительные средства, расходуемые на создание и эксплуатацию электроэнергетических систем, а также возросшие требования потребителей к качеству электроэнергии создают базу для оптимизации решений, реализуемых на разных уровнях генерации и распределения электроэнергии.
Расширение хозяйственной самостоятельности действующих предприятий, появление значительного числа новых частных и акционерных компаний в сфере производства, сельского хозяйства, переработки продукции, строительства, требуют ввода новых энергетических мощностей, а учитывая возрастающую конкурентность рынка, требуется ввод мощностей энергоэффективных и конкурентоспособных.
Для более удобной классификации такие Первичные энергоисточники объектов распределённой генерации можно разделить на бестопливные работающие на солнечной, ветровой, волновой, геотермальной видах энерии и топливные, использующие невозобновляемые виды топлива нефть, дизельное топливо, газ, так и биомассу различного происхождения.
Мощность объектов в федеральном законе «Об Электроэнергетике» термин Малая Энергетика определятся величиной менее 20 МВт,
микроэнегетика — по разным источникам менее 1 МВт
Основным элементом распределенной генерации является малая энергетика .Термин «малая энергетика» включает в себя малые генерирующие установки и комплексы, в том числе не подключенные к централизованным электросетям, функционирующие на основе традиционных видов топлива и ВИЭ. Использование объектов малой генерации в производстве энергии увеличивает энергобезопасность как отдельных регионов, так и страны в целом. Кроме того, малая энергетика — это основной источник энергии для отдаленных и труднодоступных районов, где её дефицит является сдерживающим фактором развития .
К ДОСТОИНСТВАМ ОБЪЕКТОВ МАЛОЙ ГЕНЕРАЦИИ можно отнести
- Независимость от объектов централизованной генерации и большую степень энергобезопасности
- Ориентация на местные первичные энергоисточники, возможность работы на низкосортных топливах, в том числе отходах
- Совместно с централизованной генерацией создание «Умной сети»
- Энергоэффективность и возможность получения одновременно электроэнергии и тепла
- В связи с близостью с потребителем низкие затраты на передачу электроэнергии
К НЕДОСТАТКАМ
- Большое разнообразие первичных энергоисточников и их более частое техническое обслуживание
- Высокие требования к качеству топлива и условиям эксплуатации
- В многих случаях — повышенная стоимость вырабатываемой энергии
Большое значение в настоящее время уделяется вопросам энергобезопаности и энепргнонезависимости. Основной критерий энергобезопасности это возможность непрерывного получения потребителем электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества.
Факторы, влияющие на энергобезопасность: 1.Независимость от первичных энергоносителей (энергонезависимость) 2.Форс-мажорные ситуации 3.Технологическое состояние генерирующих и сетевых объектов
К одному из сдерживающих факторов в развитии малой энергетики и распределенной генерации следует отнести то что Малая энергетика убрана из баланса оптового и розничного рынков и вырабатывает электроэнергию для промышленных предприятий, на территории которых находятся генерирующие мощности, либо для продажи гарантирующему поставщику. В настоящее время нет регионального розничного рынка электроэнергии, малая генерация в полной мере не включена в энергосистему.
Понятия или характеристики «производителя электрической энергии, относящегося к малой энергетике» в действующих нормативно- правовых актах не существует, это создает ограничения для развития распределенной генерации и возможности экспорта произведенной электроэнергии в централизованную энергосистему.
Требуется в ближайшем будущем принятие пакета законодательных и нормативных документов в области распределенной генерации.
Электроэнергетические системы в будущем должны сочетать крупные источники электроэнергии, без которых проблематично электроснабжение крупных потребителей и обеспечение ускоренных темпов роста электропотребления, а также распределенную генерацию. Это нам наглядно показал опыт энергосистемы Республики Крым.
Крупные электростанции имеют выход в основную сеть высших напряжений (ядро ЕЭС). В то же время, должны получить существенное развитие установки распределенной генерации, в том числе на возобновляемых источниках электрической энергии, которые устанавливаются в распределительной сети 0,4-35 кВ.
Низший уровень составят мини- и микро-установки (мини- и микро- ГЭС, ВЭУ, солнечные электростанции, топливные элементы и т.п.), которые подключаются на напряжение 0,4 кВ и устанавливаются у небольших потребителей, например, в отдельных домах и небольших населенных пунктах, коттеджных поселках
Доля Распределенной генерации в выработке электроэнергии в России и в мире растет ежегодно значительными темпами, по разным оценкам доля собственной распределенной генерации в России сейчас достигает от 4 до 7%. Для сравнения в Европе около 10-12 %, большую часть этой генерации составляют газотурбинные электростанции мощностью от 2 до 25Мгвт, затем следуют газопоршневые двигатели еденичной мощностью от 200квт до 3 Мгвт, небольшую долю у нас пока занимают ветро и солнечные электростанции.
В настоящее время для удовлетворения роста потребления электроэнергии, а также обеспечения качества и надежности электроснабжения, большинство стран подключают распределенную генерацию как источник энергии местного значения. Подключение распределенных источников генерации к электрической сети позволяет создавать решения, отвечающие требованиям конкретных потребителей.
Появление распределенной генерации в распределительной электрической сети придает ей новые свойства, но и создает новые проблемы, в том числе режимной надежности. Распределенная генерация характеризуется значительным количеством эксплуатируемого оборудования и находится под воздействием множества возмущающих факторов внешнего и внутреннего происхождения, существенно влияющих на эффективность управленческих решений. В этих условиях необходимо своевременное реагирование на текущие изменения параметров генерации, обусловленные в процессе эксплуатации ненадежностью энергооборудования и другими факторами. Требуется более гибкое использование и своевременная корректировка регламентирующих условий, составляющих содержание системы схемно-режимных мероприятий в условиях использования современных устройств защиты и управления, придающих свойства безопасности и «активности» распределительным электрическим сетям.
Обоснованный выбор решений по обеспечению режимной надежности систем электроснабжения с распределенной генерацией в этих условиях возможен на основе концепции риска, как на этапе подготовки соответствующих решений, так и в ходе их реализации. Сложившиеся подходы не позволяет эффективно реализовать технико-экономический анализ управленческих и плановых решений в указанной постановке применительно к сложным СЭС с РГ и их подсистемам. Поэтому разработка методов, моделей, алгоритмов, а также соответствующего программного и информационного обеспечения, рассчитанного на реализацию технико-экономического анализа режимной надежности вариантов функционирования СЭС с РГ при обосновании решений по управлению ими, представляется важным и актуальным.
Опыт работы в рамках Энергетической стратегии России показал, что до сих пор пока не создано эффективное производство отечественных автономных энергетических установок распределенной энергетики мощностью от 10 кВт до 60 — 70 МВт модульного типа.
Стратегически обосновано ставить целью «максимально эффективное использование природных энергетических ресурсов и потенциала энергетического сектора для устойчивого роста экономики, повышения качества жизни населения и содействия укреплению ее внешнеэкономических позиций». Особую важность разработка стратегии развития приобретает в настоящее время, когда ряд стран осуществляет жесткую политику санкций в отношении нашей страны.
Акценты в научно- технической деятельности в энергетике смещаются в сторону инноваций, импортозамещения и конкурентоспособности отечественных разработок по сравнению с лучшими мировыми образцами.
Среди основных проблем в сфере энергетической безопасности в называется «слабое развитие энергетической инфраструктуры в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке». Среди мер по достижению энергетической безопасности называются обеспечение гарантированности и надежности энергообеспечения экономики и населения страны в полном объеме в обычных условиях и в минимально необходимом объеме при угрозе возникновения чрезвычайных ситуаций различного характера в частности, за счет создания системы резервов ресурсов и оборудования.
В числе прочих ставится задача развития мини-ТЭЦ распределенной генерации.
Рассмотрение существующих тенденций развития модельных рядов когенерационных установок (мини-теплоэлектроцентралей) модульного типа, устанавливаемых и разрабатываемых с целью широкого развития распределенной генерации (согласно существующей стратегии) показывает очевидный перекос в сторону импортных установок (США, Евросоюз),.
Можно предположить что авторы и исполнители проекта «ПЕРЕСТРОЙКА» не видели в концепции развития энергетики России энергетического оборудования российского производства. В связи с этим случайно или намеренно особенно в первые годы перестройки большой производственный потенциал был утерян, как пример можно привести заводы Русский дизель и Звезда в Санкт Петербурге. К счастью хочется отметить что в последние годы начался процесс возрождения и развития. Малая электроэнергетика России сегодня возрождается.
В ряду производителей газотурбинных электростанций есть хороший пример НПО САТУРН производителя отечественных установок мощностью от 6 до110 Мгвт, Пермский моторный завод ГТУ 12Мгвт, Уральский турбомоторный завод ГТУ 6 и 16 Мгвт, разработка новых дизельных двигателей от 1 Мгвт., НПО Искра, НПО Авиадвигатель,
РУМО, и много других примеров.
Для дизельных и газопоршневых двигателей это Коломенский завод, выпускающий установки мощностью от 1000 и 1500 квт, Завод имени Маминых г. Балаково, установки 500-800 и 1000 квт, Ярославский и Тутаевский моторный завод выпускающий дизельные агрегаты мощностью от 60 до 300 квт, завод КАМАЗ выпускающий дизельные и газовые агрегаты мощность от 60 до 150 квт,
Вместе с тем, возможно развитие технологий использования возобновляемых источников энергии, в России уже построено несколько заводов по производству модулей солнечных батарей с высоким КПД превосходящим европейские аналоги, реализовано несколько пилотных проектов в Якутии и Мордовии, Элисте, в области ветроэнергетики строится ВЭС в Ульяновской области а также запланировано создание многофункциональных энергетических комплексов для автономного энергообеспечения потребителей в районах, не подключенных к сетям централизованного энергоснабжения, например, на базе производства и использования топлива, получаемого из различных видов биомассы. Автономная энергетика, обеспеченная местными топливными ресурсами, является не только насущной необходимостью, но и крупным заказчиком инвестиций и НИОКР.
Сейчас в России формируется многомиллиардный рынок оборудования и услуг в данной сфере и по возможности он должен быть максимально заполнен отечественной продукцией.