Основные направления коммунальной энергетики городского хозяйства на примере ОАО "МОЭСК"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………3

1. Система электроснабжения городов как объект управления……..…………………………………………………….8
1. Направления развития коммунальной энергетики России…..12
2. Основные направления коммунальной энергетики городского хозяйства на примере ОАО «МОЭСК»…………………………..18
3. Основные направления совершенствования энергетической стратегии России на период до 2020 года………………………..31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………….…34

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………….36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

          Энергетика - область общественного производства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии. Энергетика каждого государства функционирует в рамках созданных соответствующих энергосистем.     

          Энергетика - одна из форм природопользования. В перспективе, с точки зрения технологии, технически возможный объем получаемой энергии практически неограничен, однако энергетика имеет существенные ограничения по термодинамическим (тепловым) лимитам биосферы. Размеры этих ограничений видимо, близки к количеству энергии, усваиваемой живыми организмами биосферы в совокупности с другими энергетическим процессами, идущими на поверхности Земли. Увеличение этих количеств энергии, вероятно, катастрофично или, во всяком случае, кризисно отразится на биосфере.                                                                                         

          Еще в 1980-х годах в электроэнергетике страны стали проявляться признаки стагнации: производственные мощности обновлялись заметно медленнее, чем росло потребление электроэнергии.

          В 1990-е годы, в период общеэкономического кризиса в России, объем потребления электроэнергии существенно уменьшился, в то же время процесс обновления мощностей практически остановился.

          Общая ситуация в отрасли характеризовалась следующими показателями:

     • По технологическим показателям (удельный расход топлива, средний коэффициент полезного действия оборудования, рабочая мощность станций и др.) российские энергокомпании отставали от своих аналогов в развитых странах.

     • Отсутствовали стимулы к повышению эффективности, рациональному планированию режимов производства и потребления электроэнергии, энергосбережению.

     • В отдельных регионах происходили перебои энергоснабжения, наблюдался энергетический кризис, Существовала высокая вероятность крупных аварий.

     • Отсутствовала платежная дисциплина, были распространены неплатежи.

     • Предприятия отрасли были информационно и финансово «не прозрачными».

     • Доступ на рынок был закрыт для новых, независимых игроков.

          Все это вызвало необходимость преобразований в электроэнергетике, которые создали бы стимулы для повышения эффективности энергокомпаний и позволили существенно увеличить объем инвестиций в отрасли. В противном случае, при дальнейшем расширении внешнеэкономического сотрудничества, российские предприятия проиграли бы экономическое соревнование не только на зарубежных рынках, но и на внутреннем рынке страны.

          Энергетическая система страны носит ключевой характер в экономике и обладает рядом признаков, дающих ей преимущества перед другими энергоресурсами. Электроэнергия достаточно дешева, её можно получать различными способами, в том числе, не используя исчерпаемые природные ресурсы (но эта отрасль электроэнергетики только развивается), её относительно дёшево транспортировать на значительные расстояния. Не случайно электрификации страны придавалось первостепенное значение в плане ГОЭЛРО́ (сокр. от Государственная комиссия по электрификации России – первом хозяйственном плане развития страны.

          Современный город – крупный потребитель электроэнергии и других энергетических ресурсов, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности проживающего в нем населения, а также для бесперебойного функционирования расположенного  на городской территории промышленных предприятий, производств, учреждений. Жизнь города, его развитие как единицы территориального комплекса возможна на основе только надежно действующей системы энергообеспечения.

          В некрупных городских поселениях важную роль играет электроснабжение, так как за счет электроснабжения можно решить все коммунальные задачи. Например, обеспечение горячей водой. В крупных городах с системой центрального водоснабжения и отопления рентабельно использовать не электрические энергоресурсы (газ, мазут, уголь), в то время как в малых городских населенных пунктах с большой долей частных домовладений экономически оправданно использовать электрическую энергию для нагревания воды, готовки пищи.

          Важное, хотя и не главное, место в топливно-энергетическом комплексе страны занимает коммунальная энергетика. На ее долю приходятся услуги по потреблению около 30 % всей тепловой энергии и около 13 % электрической энергии, вырабатываемых в стране, содержание и эксплуатация систем электро- и теплоснабжения, наружного освещения городов и поселков.

Косвенно, по признаку крупного потребления электрической энергии, сюда же следует отнести и системы  водоснабжения и канализации  городов и поселков, городской  общественный транспорт.

         Конечной целью для процесса энергоснабжения потребителей является постоянное воссоздание среды обитания человека (освещение, отопление, горячее водоснабжение жилища) и поддержание его биоэнергетического потенциала (производство предметов потребления, продуктов питания, условий труда, транспортное обеспечение и т.д.).

          Деление энергетики на «большую» и «малую отраслевую», в том числе и «коммунальную», весьма условно. Разница состоит только в масштабах и параметрах воспроизводства энергии, а также в отраслевой принадлежности и статусах государственной иерархии.

          «Большая» энергетика, обеспечивает промышленное производство электроэнергии (≈99,3 %) и теплоты (≈82 %) и их транспортировку, и оперирует высокими параметрами процессов: температурами до 1500 °С, давлениями до 30 МПа, напряжениями до 1500кВ.

          Коммунальная энергетика преимущественно воспроизводит большую часть тепловой энергии на собственных источниках, транспортирует ее и получаемую от ТЭС электрическую и тепловую энергию и «потребляет» их в жилищно-коммунальном хозяйстве городов и поселков городского и сельского типа, оперируя при этом более низкими потенциалами энергоносителей: температурами до 350°С, давлениями до 3,0 МПа, напряжениями до 35 кВ.

          В отличие от «большой» энергетики «коммунальная» выполняет еще одну чрезвычайно важную специфическую социальную функцию - непосредственное обслуживание населения в пределах жилых микрорайонов, жилых домов и общественных зданий, сельских населенных мест, доходя непосредственно до центральных и индивидуальных тепловых пунктов, отопительных систем, нагревательных и водоразборных приборов, линий горячего водоснабжения и вентиляции зданий.

          Поэтому процесс энергоснабжения в коммунальной энергетике имеет дуалистический - двойственный характер. С одной стороны, - это промышленный процесс воспроизводства и транспортирования энергии с высокой долей (до 80 %) в себестоимости ресурсов (топлива, воды, материалов, энергии), с другой,  своеобразная форма исполнения (оказания) услуги населению в организации процесса потребления ее, которую практически кроме структур ЖКХ никто не оказывает.   Так же для малых городских поселений характерна особая структура промышленного производства – наличие промышленных предприятий с небольшим уровнем энергопотребления, зачастую в населенных пунктах такого типа существует одно градообразующие предприятие, реже 2-3. Все эти промышленные предприятия мелкие и объем энергопотребления их в общей структуре потребления электроэнергии не велик. Основным потребителем в населенных пунктах такого типа является частные лица и государственные учреждения, производящие расчеты по льготным тарифам.          

          Таким образом, местные электрические сети с учетом структуры потребления и современной экономической ситуацией недополучают часть средств от потребителя необходимых для модернизации своего производства и улучшения качества поставляемого электричества.

          Актуальность данной темы курсовой работы, требующей особого внимания, заключается в проблеме усовершенствования электроснабжения малых городских поселений на современном этапе развития экономики, в снижении энергозатрат путём замены оборудования на более технологичное, в своевременном ремонте и содержании оборудования в надлежащем рабочем состоянии.

          Объектом данного исследования является коммунальная энергетика России, предметом – инструменты формирования образа коммунальной энергетики России как мировой энергетической державы.

          На основании выделенной проблематики я определила цель курсовой работы – исследовать механизмы позволяющие обеспечить повышение качества услуг электроснабжения населения.

          Исходя из поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:

     - выявить проблемы  современного состояния коммунальной энергетики;

     - изучить динамику  и перспективы развития коммунальной энергетики России.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ

 

          Современные города являются крупнейшими потребителями электрической энергии. В настоящее время их мощность соизмерима с мощностью крупных промышленных предприятий. В городах сегодня не только проживает свыше 60% населения государств, но и сосредоточена большая часть их промышленного производства. Причем рост количества городов и численности населения в них имеет прогрессирующий характер. Особенно интенсифицировались процессы урбанизации в последние годы в связи с бурным развитием торговли, малого и среднего бизнеса. В результате города превратились в крупные мегакомплексы, имеющие разветвленные сети и потребляющие десятки млн. кВт/час электрической энергии в сутки.   

          При этом сохраняется устойчивая тенденция ежегодного роста протяженности сетей городов и уровня их электропотребления. Это обусловило значительное увеличением нагрузки на элементы сети и в определенной степени ухудшило условия нормального функционирования систем электроснабжения, в одних случаях, либо сделало невозможной работу отдельных из них, в других. В связи с вышеизложенным, в настоящее время встал вопрос о пересмотре режимов и параметров системы электроснабжения многих городов.

          Однако, как свидетельствует мировой опыт, решение этой проблемы в рамках существующей концепции не дает положительных результатов. Это связано с применением устаревших критериев оценки и методов расчета параметров режима сетей, методов и технических средств управления ими.

          Как объект управления, система электроснабжения городов представляет собой достаточно сложные многоуровневые развивающиеся системы с большим числом внутренних и внешних связей, быстротой и непрерывностью изменения параметров технологического процесса производства, передачи и распределения электроэнергии. Устойчивое функционирование таких систем, затраты на эксплуатацию и ущерб у потребителей во многом определяются уровнем автоматизации управления параметрами технологического процесса. Во всем многообразии схем и режимов работы систем электроснабжения городов в технологической схеме снабжения электроэнергией её потребителей может быть выделен ряд общих технологических операций. Эффективность выполнения каждой из них решающим образом влияет на технико-экономические показатели систем электроснабжения и подключенных к ним электроприёмников.

          Наиболее низкой является эффективность операций по распределению электроэнергии между отдельными потребителями. Потери электроэнергии на этом этапе в настоящее время в несколько раз превышают потери на её передачу. По данным потери мощности в сетях среднего и низкого напряжения США, Англии, Германии, Японии и др. составляют в настоящее время 8-12%, соответственно, в то время как потери мощности в сетях высшего напряжения не превышают 4%. В государствах СНГ положение ещё хуже. Потери мощности в сетях среднего и низшего напряжения достигают в среднем 15-20%. Анализ причин создавшегося положения указывает на то, что важнейшим направлением энергосбережения в системе электроснабжения городов является улучшение качества энергии (КЭ) и повышение уровня компенсации реактивной мощности в них. В ведущих государствах мира (США, Англия, Франция, Германия, Япония) уже давно ежегодный прирост электропотребления на 5-10% компенсируется не за счёт роста генерирующих мощностей, а за счёт повышения эффективности технологического процесса на различных стадиях энергетического производства. Следствием этого является то, что потери электроэнергии в них ниже в несколько раз, а технологический расход электроэнергии у потребителей на порядок меньше, чем в государствах СНГ. Оценка действительного положения свидетельствует о том, что на эффективность протекания технических процессов в системе электроснабжения городов влияет большое число факторов: мест установки, мощности и степени загрузки оборудования, схем и параметров сетей, качества и уровня автоматизации процессов регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности. В большинстве своем указанные проблемы решаются на стадии перспективного и текущего планирования режимов работы сетей.   

          Однако широкий диапазон в сочетании с высокой скоростью изменения параметров режима систем электроснабжения требуют решения задачи на уровне оперативного, либо автоматического управления.

          Как показывает анализ, автоматическое управление технологическими процессами производства, передачи и распределения электроэнергии в системе электроснабжения городов осуществляется в настоящее время практически только на её верхних уровнях.

          В основном это автоматические устройства локального действия, осуществляющие только функции автоматического регулирования коэффициента трансформации (АРКТ) трансформаторов с РПН, либо реактивной мощности батарей статических конденсаторов, устанавливаемых на центрах питания (ЦП). В отдельных случаях на энергетических объектах особой важности (преимущественно электрических станциях, реже – подстанциях) применяются системы автоматического управления нормальными (САУ НР) либо аварийными (САУ АР) режимами.

          В большинстве случаев это централизованные системы автоматического регулирования частоты и реактивной мощности (ЦСАРЧМ), напряжения (ЦСАРН) либо предотвращения нарушения устойчивости (ЦСАПНУ). В последнее время в системе электроснабжения городов всё более широкое распространение начали получать системы автоматизированного управления. Это системы автоматизированного диспетчерского управления (АС/ДУ), реже – системы автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП).

          На нижних уровнях системы электроснабжения городов применяются в основном системы ручного управления. В отдельных случаях применяются системы дискретного логического управления. В то же время, определяющее влияние на эффективность работы системы электроснабжения городов оказывают режимы работы именно элементов нижнего уровня – распределительных электрических сетей среднего и низкого напряжения, которые имеют наибольшую протяжённость и к которым непосредственно подключена основная масса потребителей. Поэтому важнейшим направлением повышения эффективности использования электроэнергии в системе электроснабжения городов является автоматизация управления режимами РС среднего и, особенно, низкого напряжения. Полноценное оперативное управление распределительными электрическими сетями городов в настоящее время существенно затруднено в связи с их большой протяжённостью и наличием значительного числа линий и узлов. По этой причине решается только та часть задач управления режимами распределительных электрических сетей, которая касается циклов с большим периодом обращения информации (перспективного, годичного и краткосрочного планирования). Та же их часть, которая касается циклов с малым периодом обращения информации (оперативного и технологического управления) решается лишь на интуитивно эмпирической основе на уровне дискретного ручного либо автоматического управления отдельными видами оборудования. Это является причиной значительного снижения эффективности работы сетей и подключенных к ним электроприёмников. При этом низкий уровень автоматизации, неполнота и невысокий уровень достоверности первичной информации в значительной степени снижают качество управления сетями и эффективность использования электроэнергии в них.

          Системы управления нижнего уровня представляют собой самостоятельный слой, задача которого состоит в стабилизации технологических параметров процесса вблизи их заданного значения. Существенный недостаток таких систем, ввиду жёсткой структуры и фиксированного значения параметров настройки автоматических регуляторов, состоит в том, что в течение длительного времени они работают без учёта изменчивости динамических и статических характеристик технологического объекта управления. Между тем, исследованиями установлено, что характеристики система электроснабжения изменяются в широких пределах в зависимости от колебаний суточного, недельного или сезонного графиков нагрузок, а также под действием большого числа эксплуатационных факторов, проявляющихся в процессе длительной работы оборудования и сетей. Вследствие этого настройка автоматических систем и структуры регуляторов, которые были оптимальными в начальный его период работы, не обеспечивает должного качества регулирования в его середине или в конце.

          Существуют два способа устранения этого недостатка. Первый состоит в ручной подрегулировке настроек и структуры устройств по результатам опытного определения статических и динамических характеристик. Второй – в передаче функций по идентификации объекта и расчету настроек автоматическим устройствам. Ручной способ требует больших затрат времени и малоэффективен, в особенности при большом числе объектов или переменных режимах работы оборудования. Оба фактора одновременно имеют место в практике эксплуатации система электроснабжения городов. Решение же задачи оптимизации режимов работы система электроснабжения с помощью автоматических устройств лишено недостатков ручного способа, но требует некоторого усложнения системы управления в целом. Анализ работ, посвященных рассматриваемому вопросу, свидетельствует о наличии в мировой практике управления режимами работы системы электроснабжения городов, тенденций автоматизации, которые необходимо учитывать при решении задач управления.

 

1. Направления развития коммунальной энергетики России

 

          Многие проблемы коммунальной энергетики имеют общий характер, что связано с существующим состоянием ЖКХ и ТЭК: изношенностью основных фондов, значительными издержками в цепочке: производитель энергии – конечный потребитель и недостаточным инвестированием в сферу коммунальной энергетики. На это накладываются проблемы квалифицированных кадров, правовой основы энергоучёта и энергосервиса, системы сбора и передачи информации для всех уровней технологического управления, находящаяся в зачаточном состоянии инновационная деятельность. Но самой большой проблемой представляется кризис в организационном управлении, вызванный архаическими решениями главного собственника в лице органов власти, объединившего 3 основных функции: владение. управление и регулирование в сфере коммунальной энергетики при отсутствии экономической эффективности.

          Главными направлениями в коммунальной энергетике являются:     внедрение правовых основ энергоучёта и энергосбережения, управление активами и модернизацией технической системы для обеспечения показателей надежности, безопасности, и качества энергии.

          Однако, все предлагаемые решения, отличаясь взвешенностью, новизной и лучшей зарубежной практикой применения технологий, допускают разрывы в организационном управлении. Это может свести к минимуму все преимущества и вызвать серьезные конфликты между субъектами хозяйственной деятельности, регулирующими органами и потребителями услуг. Коммунальная энергетика, как совокупность отношений субъектов энергетики по оказанию услуг электро – и теплоснабжения коммунальным потребителям в рамках систем распределения энергии на территории отдельных муниципальных образований России, должна использовать эффективный управленческий инструмент региональной экономики.

          Умелое и взвешенное применение кластерного подхода в управлении коммунальной энергетикой и ЖКХ региона, даст целый ряд положительных синергетических эффектов вследствие близости потребителей и производителей, сетевых взаимодействий, распространения новых знаний и умений, миграции персонала, выделений новых бизнесов: частных операторов, владельцев ресурсов и участников рынка розничных продаж энергоресурсов.

          Понятием "кластер" характеризуется сеть производителей, потребителей, исследовательских институтов и внедренческих организаций, поставщиков и контрагентов, являющихся членами саморегулируемых организаций, элементов государственной и социальной инфраструктуры, рассматриваемых вне отраслевых границ и видов деятельности и взаимосвязанных в рамках государственно-частного партнерства в процессе создания добавочной стоимости.

          Большинство участников кластера представляют собой независимых, самостоятельных субъектов хозяйственной деятельности, которые осознают реальные преимущества такого взаимодействия:

• выгода в кластерах распространяется по всем участникам взаимодействия;
• появляется возможность более эффективно развивать инновационную систему, и, как следствие, повышать конкурентоспособность продукции и услуг;
• снижаются издержки в процессе производства кластерных продуктов;
• в полной мере используются возможности субконтрактинга и аутсорсинга;
• легче внедрять стандарты, системы качества, современные управленческие и информационные технологии, необходимые для успешного взаимодействия обычаи делового оборота;
• возникают мультипликативные эффекты, положительно влияющие на другие сферы хозяйственной деятельности и социальную среду.

          Для органов власти и специалистов, занимающихся реализацией концепции развития коммунальной энергетики и ЖКХ нашего региона, кластерный подход может стать тем базовым аналитическим инструментом, благодаря которому возникнет понимание происходящих микро - и мезоэкономических процессов. Станет возможным модернизация системы управления коммунальной энергетикой, повышение экономической эффективности путем перераспределения функций владения, управления и регулирования между государством и частными компаниями. Инвестиционная и инновационная политика в ключевых сферах ЖКХ по созданию конкурентоспособных предприятий приобретет большую результативность.

          Особенность кластера, обеспечивающие его конкурентоспособность, прежде всего полнота участников для создания конкурентоспособного продукта, имеющего технико-экономические показатели на уровне лучших мировых образцов. Это требует наличия и развитой инновационной системы, которая, наряду с поддержкой государственно - частного партнерства (ГЧП), является главной целью, на которой следует сконцентрировать усилия.

          Анализируя инновационную систему российских кластеров (полноценных кластеров конкурентоспособности практически нет), можно выделить четыре основных ресурса:

          1. Крупные научные центры, как правило отраслевые ГНЦ, которые в основном сосредоточены на обслуживании традиционных отраслевых мега-кластеров: энергетического, энергетического машиностроения, судостроительного, точного машиностроения, приборостроительного, опто-электронного, лесного, медицинского, образовательного и др.

          2. Высшая школа и часть ресурсов системы академических институтов вне фундаментальных исследований, которые необходимо трансформировать в региональный учебно-научный инновационный комплекс, ориентированный на конкурентоспособный продукт мирового уровня под конкретные текущие и перспективные запросы региональных кластеров.

          3. Предприятия малого инновационного бизнеса, которые взаимодействуют с ведущими предприятиями кластера в рамках аутсорсинга (на постоянной основе), так и субконтрактинга (по отдельным договорам).

          4. Технопарки и бизнес-инкубаторы, которые пока практически не ориентированы на кластерные подходы и нужды коммунальной энергетики и ЖКХ.

          Инновационная система является важнейшим звеном в конкурентоспособном кластере. Без неё любые положительные изменения и эффекты, связанные с формализацией и упорядочиванием деятельности в кластере его участников со временем сойдут на нет. Одновременно, теряет эффективность и региональная инновационная политика, предусматривающая стимулирование бизнес-инкубаторов и технопарков, если их не рассматривать, как центры компетенции для технологических систем кластеров, соответствующим образом позиционируя и оснащая, подбирая состав участников.

          Если рассмотреть структуру ТЭК по перспективным направлениям кластеризации и возможностям обеспечения коммунальной энергетики и ЖКХ, то бросается в глаза неразвитость и огромный потенциал развития малой энергетики.

          Формирование кластеров малой энергетики возобновляемых природных ресурсов является неотложной задачей (Приложение 1).

          Владельцы, Заказчики и потребители энергии – муниципальные администрации Северо-Запада, отдельные предприятия, реализаторы инвестиционных программ ТЭК, строительный комплекс, управляющие компании ЖКХ – основные участники и потребители продукции этих кластеров.

          В сложившихся условиях имеет смысл ориентироваться на системы локального электро - и теплообеспечения мощностью до 1 МВт, что не требует согласования и разработки технических регламентов на подключения к общим распределительным сетям. Инфраструктура локальных энергоустановок может относиться к собственности муниципальных администраций и инвесторов, отдельных предприятий, а обслуживание должно дополняться сетью сервисных центров, связанных с производителями.

          В настоящее время методическая база по проведению эффективной экономической политики, ориентированной на конкурентоспособность территорий с помощью поддержки функционирования кластеров очень обширная. Имеется многочисленный опыт, прежде всего, зарубежный, достижения которого впечатляют.

          Проблема лежит в области организационного управления, развития саморегулируемых организаций, психологических парадоксов руководителей, мотивации и кооперации, имеющихся у нас инициативных и очень сильных специалистов, которые, так или иначе, работают в сфере кластеров конкурентоспособности, но каждый в своей профессиональной области: аудит, комплексное стратегическое планирование, инновационный менеджмент, субконтрактинг, технологическая подготовка производства, управление сетевыми взаимодействиями, информационные технологии.

          Таким образом: автоматическое управление технологическими процессами производства, передачи и распределения электроэнергии в системе электроснабжения городов осуществляется в настоящее время только на её верхних уровнях, на нижних уровнях системы электроснабжения городов применяются в основном системы ручного управления. Развитие коммунальной энергетики и ЖКХ, может стать базовым аналитическим инструментом, благодаря которому станет возможным модернизация системы управления коммунальной энергетикой, повышение экономической эффективности путём перераспределения функций владения, управления и регулирования между государством и частными компаниями.