Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

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

 

УСЛОВИЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ РОССИИ

 

Ковалев Г.Ф., д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник

 

 

 

С начала 1990-х гг. усиливается отставание электроэнергетики России от уровня передовых стран, снижается эффективность электроэнергетического хозяйства страны. Проведенная реформа управления электроэнергетикой поставила под сомнение сохранение технологической целостности отрасли, ее эффективное и надежное развитие. Так, если в 1991 г. в отрасли трудилось 720 тыс. чел. и выработка на одного работника составляла 1,5 млн кВт*ч, то в 2005 г. число занятых выросло до 913 тыс. чел., а вы­работка упала на треть и составила 1 млн кВт*ч. Удельный расход топлива за это время увеличился на 12%. Численность занятых в отрасли выросла более чем на четверть причем за счет управленческого персонала, а количество персонала технологического профиля уменьшилось, что привело к снижению качества эксплуатации оборудования.

В дальнейшем ситуация только ухудшалась. В 2007 г. ввод новых энергомощностей составил 2,3 млн кВт*ч, что соответствует уровню 1959 г. Износ основных фондов соответствовал уровню 1947 г. Потери электроэнергии в сетях выросли на 14% и соответствовали показателю 1946 г. Доля отечественного оборудования в новых проектах составила 35%, что соответствует уровню 1940 г.

Очевидно, что совершенствование функционирования электроэнергетики, повышение качества и надежности электроснабжения потребителей в современных условиях возможно лишь при условии инновационного развития отрасли 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.

Инновационное обновление должно быть непрерывным. Требуется более широкое участие государства в этом процессе. Наряду с традиционными принципами и средствами обеспечения надежности в электроэнергетике на первый план выходит интеллектуализация технологического оборудования, объектов, систем электроэнергетики.

В мире и в России 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 название Smart Grids, 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 наиболее надежного, безопасного и экономически эффективного режима работы электроэнергетики в любой реальный момент времени при различных меняющихся внешних и внутренних условиях ее функционирования.

Основные положения программы иннова­ционного интеллектуально-технологического развития отечественной электроэнергетики могут состоять 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 «интеллектуальных» 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.

«Интеллектуальные» системы включают в себя технологическое оборудование и средства управления:

-       управляемые устройства компенсации (регулирование);

-        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, ГЛОНАСС и др.

Подобная технологическая платформа ЭЭС в сочетании с современными цифровыми информационно-контролирующими системами и интегрированными интерфейсами и коммуникациями на основе синхрофазоров, регистрирующих изменение токов и напряжений с темпом 30 раз в 1 с и более (сейчас 1 раз в 4 с), позволит существенно изменить технико-экономические характеристики будущих ЭЭС и обеспечить высокую социально-экономическую эффективность их эксплуатации и развития (повышение надежности электроснабжения; предупреждение аварийных и предаварийных ситуаций; возможности самовосстановления конфигурации системы после аварийных отключений ее элементов; поддержание высокого качества электроэнергии; высокоая адаптация 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 устойчивости 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 и повышающими надежность электроснабжения, являются:

-        информационное обеспечение центров оперативного управления, которое позволит диспетчерам иметь полную фактическую и удобно обозримую 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 I 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 программы инновационно-интелектуального развития отечественной электроэнергетики позволит выполнить и другие национальные программы (проекты), в том числе 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, конкурентоспособные технологии, 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 сроки, 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 исполнения;

-        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 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.

Для успешного перехода электроэнергетической отрасли на инновационный путь развития предстоит выполнить ряд мероприятий.

До 2015 г.:

-       определение приоритетных направлений НИОКР;

-        разработка целевых научных программ, направленных на достижение конкретных результатов (формирование государственного задания профильным научным организациям);

-        отработка механизма мониторинга научных исследований и анализа инновационного развития;

-        разработка системы стимулирования, поддержки развития и внедрения инноваций в отрасль;

-        разработка межведомственных целевых научных программ, планирование, контроль и анализ выполнения которых будут осуществляться совместно с Минэнерго и Минобрнауки, а реализация - совместно с Министерством промышленности и торговли;

-       реализация целевых научных программ профильными научными организациями; разработка и формирование общероссийского плана внедрения результатов научной деятельности в энергетику;

-       анализ и контроль выполнения целевых и межведомственных научных программ.

До 2020 г.:

-        корректировка приоритетных направлений НИОКР в зависимости от полученных результатов и потребностей электроэнергетики;

-       формирование государственных заданий энергетической науке на последующие годы;

-       дальнейшая разработка и реализация межведомственных программ.

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

 

 

 

  Полное содержание материала Вы можете найти в первоисточнике
Источник: Ковалев Г.Ф.  Условия инновационного развития электроэнергетики России. Главный энергетик. - 2014, № 4. - С. 12-17. 10.05.2014
Материал размещен на www.transform.ru14.05.2014 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


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