Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

transform.ru :: Денисов В.И., Дзюба А.А. Основы рыночных отношений в электроэнергетике / Электрические станции
 

       ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ РОССИИ

Ковалев Геннадий Федорович — профессор, д-р техн. наук,

ведущий научный сотрудник Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (г. Иркутск).

 

 

Рассмотрены основные положения программы инновационного интеллектуально-технологического развития отечественной электроэнергетики, отмечены факторы, уменьшающие возникновение и развитие аварий, а следовательно - повышающие надежность электроснабжения, сформу­лирован перечень мероприятий, необходимых для осуществления перехода на инновационный путь развития электроэнергетической отрасли, условия для развития инновационной деятельности и этапы реализации.

За последние два десятилетия уровень развития электроэнергетики в России сильно отстал от уровня развития энергетики передовых стран со всеми вытекающими последствиями. Эффективность электроэнергетического хозяйства страны резко снизилась. Новая структура хозяйственного управления затрудняет сохранение технологической целостности отрасли, а особенно — ее эффективное и надежное развитие. Так, если в 1991 году в отрасли трудилось 720 тысяч человек, а выработка на одного работника составляла 1,5 миллиона киловатт-часов, то в 2005-м там работало уже 913 тысяч, а выработка упала на треть и составила только 1 миллион киловатт-часов. Удельный расход топлива за это время увеличился на 12 процентов. Штатный коэффициент вырос более чем на четверть, причем за счет управленческого персонала. При этом количество персонала технологического профиля уменьшилось, что и привело к снижению качества эксплуатации оборудования.

В 2007-м предкризисном году ввод новых энергомощностей составил 2,3 миллиона киловатт-часов, что соответствует уровню 1959 года, износ основных фондов соответствует 1947 году, потери электроэнергии в сетях выросли на 14 процентов, что соответствует 1946 году. Доля отечественного оборудования в новых проектах — 35 процентов, что соответ­ствует 1940 году.

Очевидно, что совершенствование функционирования электроэнергетики, повышение качества и надежности электроснабжения потребителей в современных условиях возможно лишь при условии инновационного развития отрасли. Это возможно осуществить на основе достижений фундаментальной науки, создания и внедрения новых эффективных, более надежных и долговечных материалов, оборудования и технологий, глубокого и всестороннего диагностирования, аудита и мониторинга состояния оборудования, энергообъектов, систем управления. Этот процесс инновационного обновления должен быть непрерывным и поступательным, обеспечивающим повышение эффективности развития и функционирования энергосистем. Однако это требует более широкого участия государства в этом процессе и адекватного инвестиционного обеспечения целевых научных и производственных программ по приоритетным направлениям развития электроэнергетики.

Наряду с принципами и средствами обеспечения надежности, являющимися традиционными и широко используемыми, в настоящее время в условиях развития информационных технологий и инновационной экономики перспективной базой повышения надежности в электроэнергетике становится интеллектуализация технологического оборудования, объектов, систем электроэнергетики и управления ими.

В настоящее время в мире, и в России в частности, исследуются и формируются новые концептуальные положения развития электроэнергетики, соответствующие новым целям и тенденциям функционирования с использованием современных методов и средств управления, оборудования и технологий производства, преобразования, транспорта, распределения и применения электрической энергии.

Новая концепция управления, получившая за рубежом название "умной" (Smart Grid), а в России, как более соответствующая сути, - "интеллектуальной" системы, является логическим следствием эволюционного технологического развития в формирующемся информационном и, предполагаемом в будущем, универсальном типе общественного производства. Стратегическая цель создания "интеллектуальных" электроэнергети­ческих систем (ЭЭС) состоит в возможности ведения наиболее надежного, безопасного и экономически эффективного режима работы электроэнергетики в любой реальный момент времени, при любых меняющихся внешних и внутренних условиях ее функционирования.

Основные положения программы инновационного интеллектуально- технологического развития отечественной электроэнергетики заключаются в следующем:

  1. Переоценка традиционных современных энергетических технологий производства, преобразования, транспорта, распределения и потребления электроэнергии с позиций прогрессивных информационных инноваций, глобальной автоматизации и роботизации процессов управления (особенно быстропротекающих).
  2. Широкое и глубокое диагностирование оборудования, требующее новых подходов к проектированию и изготовлению этого оборудования с закладкой "умных" датчиков состояния в необходимых местах. Разработка программного обеспечения комплексной обработки результатов диагностических замеров с целью оценки текущего состояния оборудования, обнаруже­ния скрытых дефектов и неисправностей, прогнозирования остаточного ресурса.
  3. Постепенное превращение управляемых объектов и окружающей их среды в "цифровую реальность", регулируемую интеллектуальными ресурсами, в том числе и искусственным интеллектом.

Технологическое оборудование и средства технологического управления, необходимые для создания "интеллектуальных" систем, начали создаваться в мире и в СССР уже с 1970-х годов. Комплекс в настоящее время включает следующие элементы:

  • управляемые устройства компенсации (регулирования);
  • вставки и линии постоянного тока;
  • электромеханические устройства преобразования частоты;
  • технологии гибких линий электропередачи переменного тока;
  • управляемые накопители электрической энергии;
  • управляемые преобразователи рода тока;
  • сверхбыстродействующие транзисторные системы управления;
  • устройства режимной и противоаварийной автоматики на цифровой основе;
  • технологии встроенного и дистанционного непрерывного диагностирования оборудования, дистанционного мониторинга, контроля и управления;
  • суперкомпьютеры, современное программ­ное обеспечение (оценивание состояния, оценка и синтез надежности сложных систем и др.);
  • оптоволоконная и спутниковая связь, ГЛОНАССидр.

Подобная технологическая платформа ЭЭС в сочетании с современными цифровыми информационно-контролирующими си­темами и интегрированными интерфейсами и коммуникациями на основе синхрофазоров, регистрирующих изменение токов и напряжений с темпом 30 раз в секунду и более (сейчас один раз в 4 секунды), позволит существенно изменить технико-экономические характеристики будущих ЭЭС и обеспечить высокую социально-экономическую эффективность их эксплуатации и развития (повышение надежности электроснабжения; предупреждения аварийных и предаварийных ситуаций; возможности самовосстановления конфигурации системы после аварийных отключений ее элементов; поддержание высокого качества электроэнергии; высокой адаптации элементов и системы в целом к изменению параметров внешней и внутренней ее среды). Существенно повышаются технические требования к на­дежности снабжения потребителей электроэнергией, с одной стороны, а с другой — к безопасности, живучести и устойчивоспособности самих энергетических объединений.

Фактически все эти технические средства и интеллектуальные технологии прошли практическую или пилотную проверку и выпускаются мировой и отечественной промышленностью.

Для "интеллектуальной" электроэнергетической системы факторами, уменьшающими возникновение и развитие аварий, а следовательно — повышающими надежность электроснабжения, являются:

  • повышение информационного обеспечения центров оперативного управления, которое позволит диспетчерам иметь полную фактическую и удобнообозримую картину состояния системы и принимать адекватные управляющие воздействия;
  • эффективная система коммуникаций и координации действий региональных центров оперативного управления в процессе возникновения, возможного развития и ликвидации аварий;
  • формулирование обновленных процедур и действий между центрами оперативного управления на базе новых информационных и коммуникационных возможностей, устраняющих неточность функций и несогласованность действий диспетчерского персонала;
  • новые технические средства и программное обеспечение центров оперативного управления, позволяющие прогнозировать и определять причины аварий и получать нужную и своевременную информацию о состоянии генерирующего оборудования и сети, а также вероятном дефиците мощности, его величине и дислокации;
  • облегчение работы оперативного персонала с учетом новых технологий автоматизированного управления энергосистемами, особенно в режиме реального времени и для быстропротекающих переходных процессов, на базе концепции интегрированной, саморегулирующейся и самовосстанавливающейся ("интеллектуальной ") системы.

Эксперты утверждают, что полномасштабное осуществление проекта "интеллектуальные системы" предполагает в части надежности такие эффекты, как сокращение вероятности системных аварий и почти двукратное снижение недоотпуска электроэнергии потребителям.

Управление "интеллектуальными" энерго­системами требует высочайшей квалификации управленческого персонала и строжайшего соблюдения технологической дисциплины. Повышение квалификации и деловых качеств оперативного персонала должно осуществляться на основе современных знаний физической и технической природы электроэнергетики, производственно- экономических отношений между субъектами энергорынка, оценки профессиональной пригодности и психофизической тренированности. Это позволит персоналу повысить устойчивость работы, обеспечить высокую надежность и эффективность текущих режимов системы.

На основе использования концепции "интеллектуальных систем" возможно эффективно осуществить надежное и экономичное управление режимом электроснабжения на всех уровнях диспетчерского управления в новых, более сложных экономических и технических условиях работы энергосистем, но это потребует создания принципиально новой системы сбора и обработки огромного объема информации, разработки автоматизированных модулей для решения конкретных задач сложного процесса оперативного управления ЕЭС России.

Для реализации стратегии инновационного развития в рыночных условиях нужна Национальная программа инновационно- интеллектуального развития электроэнергетики России. Разработка такой программы должна осуществляться на научно-обоснованных методологических принципах, определяющих максимально целесообразное выполнение стратегических целей развития электро­энергетики России, включая задачи значительного повышения надежности и безопасности электроснабжения.

В целях использования инноваций и других результатов научно-технического прогресса необходимо воссоздание национальной интеллектуально-инновационной системы (НИИС), подорванной в годы рыночных преобразований. НИИС, как совокупность государственных и частных организаций, призвана разрабатывать инновации и высокие интеллектуальные технологии и способствовать их коммерциализации и распространению на рынках.

"Интеллектуальные" энергетические системы являются органической частью техно­логического уклада информационной экономики, идущей на смену индустриальному типу экономики.

В информационном типе экономики основными факторами производства явля­ются интеллектуальный капитал и информация. Реализация национальной программы инновационно-интелектуального развития отечественной электроэнергетики позволит решить и другие национальные программы (проекты), в том числе программы повышения энергосбережения, надежности и безопасности электроснабжения, а также развития интеллектуального человеческого потенциала в России. Наконец, создание "интеллектуальных" энергетических систем в России инициирует инновационное развитие других отраслей производства, поскольку потребуется их интеллектуально-технологическое перевооружение, и в первую очередь — отечественного энергомашиностроения, поставляющего оборудование для ЭЭС.

Главный путь достижения целей — перевод всей экономики на инновационные рельсы, модернизация ее на базе современных ресурсо­сберегающих технологий и техники, повышение уровня конкурентоспособности при максимальном использовании имеющихся и потенциальных конкурентных преимуществ. Особое внимание должно быть уделено развитию инновационных производств, использующих наукоемкие технологии: телекоммуникации, информационные технологии, приборостроение, производство микро­электроники, высокоточное машиностроение, светодиодная техника, техника на основе лазерной технологии, нанотехники и наноматериалов, систем искусственного интеллекта.

Инновационная модель предполагает тесное взаимодействие планирующих и эксплуатирующих субъектов отрасли и энергетической науки, планирование научных исследований в зависимости от потребностей отрасли, активное внедрение и использование научных результатов, а также целенаправленную подготовку специалистов, способных обеспечить внедрение и применение научных достижений на практике.

Для обеспечения перехода электроэнергетики на инновационный путь развития необходимо постоянное переоснащение отрасли более совершенным оборудованием; повышение уровня подготовки и квалификации кадров; создание условий для эффективного и поощряемого внедрения в практику результатов научно-технической деятельности; обеспечение перехода энергетики на повышенные стандарты надежности и качества электроснабжения, на конкурентоспособные технологии, на новые формы организации и финансирования деятельности. Развитие энергетической науки, как основы обеспечения надежности, безопасности и эффективности электроэнергетической отрасли страны, должно стать национальной стратегической задачей.

Модернизация отечественной электроэнергетики, направленная на повышение эффективности функционирования систем, эффективное использование энергооборудования, внедрение ресурсосберегающих технологий и развитие новых организационно-правовых форм отношений между субъектами отрасли, требует разработки научно-обоснованных подходов к формированию экономических механизмов и нормативно-правовых стандартов управления развитием и эксплуатацией электроэнергетических систем на всех территориальных и временных уровнях.

Постановка "на поток" высокотехнологичных разработок и услуг, создание новых видов энергообъектов, которые позволят сократить сроют, повысить качество их сооружения и обеспечат опережающее развитие отрасли, требуют научного обоснования подходов к формированию первоочередных и перспективных планов научно-исследовательских и конструкторских работ.

Формирование государственного задания электроэнергетической науке (академической и отраслевой) на разработку новых видов оборудования и технологий, новых методов диагностирования и мониторинга, использования современных способов модернизации, реконструкции, профилактического обслуживания, а также формирование целевых межведомственных научно-исследовательских программ, направленных на создание "про­рывных" энерготехнологий, — основные задачи на ближайшие годы.

Для перехода на инновационный путь развития электроэнергетической отрасли необходимо осуществление следующих мероприятий:

  • создание условий для развития фундаментальных и прикладных энергетических научных исследований;
  • концентрация на приоритетных и инновационных направлениях развития энергетической науки финансовых средств и кадровых ресурсов;
  • формирование государственного задания на разработку нового оборудования и новых технологий; обоснование объемов и сроков их реализации, алгоритмов внедрения и контроля за исполнением;
  • разработка научных программ фундаментальных исследований, направленных на расширение и углубление новых знаний о природе и источниках новых видов энергии, способов их получения. Для этой цели потребуется организация взаимодействия межведомственных научных коллективов;
  • укрепление отраслевого научного потенциала.

Развитие системы планирования и прогнозирования энергетических научных исследований предполагает:

  • планирование научных исследований в соответствии с перечнем приоритетных направлений, характеризующихся научной новизной, высокой практической значимостью и конкурентоспособностью, и критических технологий, которые могут стать для российской электроэнергетики и энергетической науки "прорывными" и нуждаются в рисковом финансировании;
  • создание системы внедрения результатов научно-технической деятельности в практику развития и функционирования электроэнергетической отрасли с использованием различных форм государственно-частного партнерства, поддержки малого и среднего венчурного бизнеса в энергетической науке.

Для развития инновационной деятельности в отрасли необходимы следующие условия:

  • создание на базе новейших достижений в области генерации, преобразований, транспорта, распределения и потребления электроэнергии принципиально новых эффективных методов управления, профилактики, диагностики, ремонта оборудования нового поколения, средств мониторинга и информационных технологий;
  • формирование инновационной инфраструктуры энергетической науки, развитие коммерциализации результатов научно-технической деятельности;
  • формирование рынка научных энергоуслуг на основе конкуренции научных организаций всех форм собственности.

Инновационное развитие потребует привлечения значительного количества бюджетных средств. Вместе с тем внедрение результатов научных исследований в практику функционирования ЭЭС даст сильный импульс для повышения качества и надежности электроснабжения. Для его обеспечения необходимо выделение значительных средств из федерального бюджета.

 

 

  Полное содержание материала Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  ©  Ковалев Г.Ф.  Цели и задачи инновационного развития электроэнергетики России. Автоматизация и IT в энергетике. - 2013, № 10. - С. 4-8.
Материал размещен на www.transform.ru21.11.2013 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????