Энергосистемы России - история, ключевые группы и преимущества

Содержание:

Электроэнергетика - это энергетический сектор, включающий в себя производство, передачу и распределение электроэнергии. Электроэнергетика является важнейшей отраслью энергетики. Основным преимуществом электричества перед другими видами энергии является относительная простота передачи на большие расстояния, распределения между потребителями и преобразования в другие виды энергии: механическую, тепловую, химическую, световую и так далее.

Электроэнергетика обеспечивает полную электрификацию экономики страны. В экономически развитых странах технические средства электроэнергетики объединены в автоматизированные и централизованно управляемые электроэнергетические системы.

Отличительной особенностью электрического тока является практическая синхронность его производства и потребления, так как электрический ток распространяется по сетям со скоростью, близкой к скорости света.

Энергетика является основой для развития производительных сил в любой стране. Он обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта и коммунальных служб. Стабильное экономическое развитие невозможно без постоянно развивающегося энергетического сектора.

Энергетическая промышленность рассматривается как часть единой национальной экономической системы наряду с другими секторами национальной экономики. Сегодня наша жизнь немыслима без электричества. Электроэнергия проникла во все сферы человеческой деятельности: Промышленность и сельское хозяйство, наука и космос. Без электрической энергии современные средства связи и развитие кибернетики, компьютерной техники и космической техники были бы невозможны. Электроэнергия имеет большое значение в сельском хозяйстве, транспортном комплексе и повседневной жизни.

Невозможно представить нашу жизнь без электричества. Он так широко используется из-за своих специфических свойств:

1. Способность преобразовываться практически во все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и другие) с наименьшими потерями;
2. способность относительно легко передаваться на большие расстояния в больших количествах;
3. огромная скорость электромагнитных процессов;
4. Способность расщеплять энергию и формировать ее параметры (изменение напряжения, частоты).
5. Невозможность и, соответственно, ненужность его хранения или накопления.

Отрасль остается основным потребителем электроэнергии, хотя ее удельный вес в общем полезном потреблении электроэнергии значительно снижается. Электроэнергия используется в промышленности для привода различных механизмов и непосредственно в технологических процессах. В настоящее время коэффициент электрификации привода в промышленности составляет 80%. В то же время около 1/3 электрической энергии используется непосредственно на технологические нужды. Крупнейшими потребителями электроэнергии являются отрасли промышленности, которые часто не используют электрическую энергию непосредственно для своих технологических процессов.

Краткая история

Долгое время электрическая энергия была лишь предметом экспериментов и не имела практического применения. Первые попытки полезного использования электричества были предприняты во второй половине XIX века, а его основными применениями стали недавно изобретенный телеграф, гальванизация и военная техника.

Первоначально гальванические элементы служили в качестве источников энергии. Изобретение электромеханических источников энергии - генераторов - стало важным прорывом в массовом распределении электроэнергии. По сравнению с гальваническими элементами, генераторы обладают большей мощностью и ресурсом полезного использования, значительно дешевле и позволяют произвольно регулировать параметры генерируемого тока. С появлением генераторов появились первые электростанции и сети (ранее источники энергии располагались непосредственно в местах их потребления). Электроэнергетика стала самостоятельной отраслью.

Первой в истории (в современном смысле) линией электропередач стала линия Лауфен - Франкфурт, которая была введена в эксплуатацию в 1891 году. Протяженность линии составляла 170 км, напряжение - 28,3 кВ, мощность - 220 кВт.

В то время для освещения крупных городов в основном использовалась электрическая энергия. Электроэнергетические компании серьезно конкурировали с газовыми. Электрическое освещение по ряду технических параметров превосходило газовое, но в то время оно было значительно дороже. По мере совершенствования электрооборудования и повышения эффективности генераторов, стоимость электроэнергии снизилась, и в конечном итоге электрическое освещение полностью вытеснило газовое освещение.

В то же время появились новые области применения электроэнергии: усовершенствованы электроподъемники, насосы, электродвигатели. Важной вехой стало изобретение электрического трамвая. Трамвайные системы являлись основными потребителями электроэнергии и стимулировали расширение электростанций. Во многих городах были построены первые электрические станции наряду с трамвайными системами.

Начало 19 века ознаменовалось так называемой "войной токов" - противостоянием промышленных производителей постоянному и переменному току. Прямой и переменный ток имеет как преимущества, так и недостатки в применении. Решающим фактором было то, что переменный ток можно было проще и дешевле передавать на большие расстояния, а это, в свою очередь, определило его победу в этой "войне": сегодня переменный ток используется почти везде. Но в ближайшем будущем постоянный ток будет иметь свой "реванш": все современные компьютерные системы, электродвигатели и энергосберегающие галогенные лампы питаются от постоянного тока.

Российская энергетическая система состоит из ряда взаимосвязанных энергосистем, связанных между собой межсистемными перемычками и охватывающих большую часть территории страны.

История возникновения российской энергетической системы

В ходе реализации плана ГОЭЛРО были разработаны принципы концентрации генерирующих мощностей и их производства на крупных региональных электростанциях. С развитием электроэнергетики в СССР формировались и электрические сети. В 1926 году в московской энергосистеме была создана первая в стране центральная диспетчерская служба. К 1935 году насчитывалось 6 энергосистем, в состав которых входили Москва, Ленинград, Днепропетровск и Донецк.

Для координации работы трех районных электростанций - Свердловской, Пермской и Челябинской - было создано Объединенное диспетчерское управление Урала, а в 1945 году - Диспетчерское управление Центрального региона.

Строительство гидроэлектростанций на Волге началось в 1950-х годах. Вместе с соединением энергосистем Среднего и Среднего Поволжья линиями электропередачи напряжением 400 кВ в 1956 году началось формирование единой энергосистемы Советского Союза. Строительство ЛЭП 500 кВ от Волжского гидрокаскада позволило параллельно эксплуатировать энергосистемы Центрального, Нижнего и Среднего Поволжья и Урала, завершив первый этап создания единой энергосистемы страны.

В 1962 году было подписано соглашение о создании в Праге центральной станции управления энергосистемами Болгарии, ГДР, Венгрии, СССР, Польши, Чехословакии и Румынии. Это соглашение привело к созданию крупнейшей в мире электроэнергетической системы "Мир" мощностью до 400 ГВт.

К 1990 г. в единую энергосистему СССР входили 9 из 11 энергообъединений страны, охватывавших 2/3 территории страны. В связи с большим дефицитом мощностей в Украине переход на раздельное функционирование ЕЭС Украины и ЕЭС России был осуществлен в ноябре 1993 года, таким образом, российский ЕЭС начал функционировать отдельно от остальных энергосистем, входящих в энергосистему "Мир".

После распада СССР энергетические связи между отдельными энергетическими сетями стали проходить через территории независимых государств.

Ключевые группы компаний и организаций в российской энергетике

В связи с реализацией важнейших мер, связанных с реформированием энергетической отрасли, структуру энергетики можно охарактеризовать как достаточно сложную. Эта отрасль включает в себя несколько групп организаций, выполняющих свои функции.

К основным группам предприятий относятся:

• Организации-производители оптового рынка электроэнергии;
• Электрические сети;
• Дистрибьюторские компании;
• Организации, управляющие режимами единой энергетической системы Российской Федерации;
• Организации, ответственные за развитие и функционирование инфраструктуры коммерческого рынка;
• Компании, которые регулируют и контролируют отрасль;
• потребителей электроэнергии, а также мелких производителей.

Давайте охарактеризуем каждую из этих групп.

Генерирующие компании - это крупные компании, активы которых состоят из различных видов электростанций. Создано около 20 новых теплоэнергетических компаний, 1 энергогенерирующая компания производит электроэнергию, и многие гидроэлектростанции в России имеют мощности. Кроме того, существует компания, которая управляет всеми атомными электростанциями страны (Росэнергоатом).

Среди электросетевых компаний наиболее значимой является гигантская "Федеральная сетевая компания", владеющая магистральными сетями, т.е. высоковольтными линиями электропередач. Эта компания имеет стратегическое значение как для промышленности, так и для всей экономики страны. Поэтому она контролируется государством, которому принадлежит 80% акций. В состав электросетевых компаний также входят крупные межрегиональные распределительные сетевые компании.

В третью группу входят энергокомпании, представленные распределительными компаниями. На сегодняшний день эта группа наименее отчетлива.

В число компаний, ответственных за управление режимами российской электроэнергетической системы, входит Системный оператор ЕЭС России и его территориальных подразделений.

В число компаний, ответственных за коммерческое развитие и функционирование инфраструктуры энергетического рынка, входят: некоммерческая компания "Совет рынка" и ее дочерние компании ЗАО "ЦФР" и ЗАО "АТС".

Различные российские органы исполнительной власти контролируют и регулируют отрасль.

В седьмую группу входят различные предприятия разных размеров, хозяйствующие субъекты и граждане страны, потребляющие электроэнергию для собственных нужд.

Преимущества единой энергетической системы и перспективы развития

ЕЭС России расположена в восьми часовых поясах. Электрические сети единой энергосистемы имеют напряжение 220, 330, 500 и 750 кВ.

Параллельная работа электростанций в рамках Единой энергетической системы привела к следующим преимуществам:

• Общая пиковая нагрузка ЕЭС страны сократилась на 5 ГВт;
• Спрос на мощность электростанции снизился на 10-12 ГВт;
• Было оптимизировано распределение нагрузки между электростанциями, что позволило снизить расход топлива;
• Были развернуты высокоэффективные генерирующие основные агрегаты;
• Поддерживалась высокая надежность и живучесть агрегатов.

Перспективы развития ЕЭС России подробно изложены в Генеральной схеме размещения электростанций. Завершено технико-экономическое обоснование слияния UCTE с ЕЭС, которое позволит сформировать крупнейшую в мире электрическую межсистемную сеть в 12 часовых поясах общей мощностью более 860 ГВт.