Повышение эффективности работы систем электроснабжения города Ярославля

Электроснабжение  и электрооборудование, основные решения  по которым принимаются на стадии проектирования предприятия, в значительной степени определяют эффективность  использования электроэнергии в производственном процессе. Эффективность работы системы электроснабжения зависит от правильного определения расчетных нагрузок на различных ее уровнях и выбора номинальных напряжений внешнего и внутреннего электроснабжения, числа трансформаций электроэнергии, количества и мощности силовых трансформаторов на подстанциях, способов передачи электроэнергии, построения схем электрических сетей, уровня компенсации реактивной мощности и степени автоматизации учета и контроля расхода электроэнергии.

Далее рассмотрим законодательную базу в сфере  системы электроснабжения.

1.2 Нормативно-законодательная  база электроснабжения

            Изучение электроснабжения следует  начать с изучения законодательных  и нормативно-правовых актов Российской  Федерации (далее РФ), направленных на создание законодательной базы в области электроснабжения, энергосбережения и определяющих энергетическую стратегию России и топливно-энергетического комплекса на долгосрочный период (Таблица 2).

Таблица 2 - Нормативно-законодательная база электроснабжения

      Теперь рассмотрим какие проблемы возникают в системе электроснабжения.

1.3 Основные  проблемы системы электроснабжения

Электроснабжение  определяется двумя факторами –  качеством электроэнергии и её надёжностью. Даже самые лучшие системы производства электроэнергии и её распределения не могут быть полностью надёжными источниками высококачественного электропитания. Вырабатываемая электроэнергия проходит долгий путь от электростанции через передающие подстанции к конечному потребителю, и чем дальше от источника, тем больше риск возникновения проблем с качеством и надёжностью электроснабжения.

С проблемами электроснабжения потребители сталкиваются тогда, когда  начинаются неполадки в работе их электрооборудования, будь то бытовые электроприборы, офисная или производственная электротехника. Эти проблемы могут проявляться либо в некачественности электроэнергии – нестабильности напряжения, искажении его формы и колебания его частоты, недостаточной мощности электросети, либо в ненадёжности, т.е. пропадании напряжения.

Причинами некачественного  электроснабжения могут быть:

1. перегруженность линии электропередачи;
2. короткое замыкание или удар молнии;
3. наличие в питающей линии промышленных и бытовых электроприборов с большим импульсным энергопотреблением: аппаратура аргонной сварки, нагреватели, электродвигатели, лазерные принтеры, копировальная техника и т.п.;
4. некачественная электропроводка в здании;
5. выход из строя оборудования электроподстанций или его неисправность;
6. обрыв линии электропередачи;
7. другие причины.

Качественная  электроэнергия характеризуется напряжением  синусоидальной формы, стабильной по величине, форме и частоте. Эти параметры  могут отклоняться в небольших  пределах, предусмотренных в нормативных  требованиях к электроснабжению, и не ухудшающих работу электрооборудования. Однако, вследствие вышеперечисленных причин некачественного электроснабжения могут возникать существенное изменение параметров сетевого напряжения, а именно:

1. выбросы, импульсные всплески - представляют собой короткие значительные выбросы напряжения, часто длительностью не более одного-двух периодов величиной 100 и более процентов от номинального напряжения;
2.   провалы напряжения – резкое кратковременное (до нескольких сотен миллисекунд ) снижение напряжения на 15-100%;
3.   увеличение напряжения (повышенное напряжение в сети) – повышение напряжения свыше 110% от номинальной величины. Может возникать при резком уменьшении нагрузки, выключении мощных устройств или при переключении сетевых выключателей;
4. понижение напряжения (пониженное напряжение в сети) - возникает при включении мощной нагрузки, сетевых выключателей, ударах молнии, недостаточной мощности электрических сетей;
5. искажение формы напряжения - искажения формы, накладывающиеся на стандартную синусоидальную форму напряжения, называются гармониками. Поскольку гармоники могут распространяться по электросети, источниками гармонических искажений может быть электрооборудование, расположенное за сотни километров;
6. колебания частоты - наиболее часто появляются в системах аварийного питания, например, генераторах, работающих в режиме резервирования, реже в сетевых источниках питания;
7. шумы (электромагнитные наводки) – наводки паразитного напряжения от других силовых и сигнальных линий, мощной радиосвязи, или возникающих между контактами "земля" сетевых электророзеток в различных частях помещения. Могут действовать на больших расстояниях;
8. отсутствие напряжения.

Далее сравним  Российский и зарубежный опыт позитивного  использования системы электроснабжения.

1.4 Российский и зарубежный опыт позитивного использования систем электроснабжения

Большинство стран  обратились к нетрадиционным возобновляемым источникам производства электроэнергии «благодаря» кризису начала 1970х. Именно после этого в странах Западной Европы, США не только были тщательно изучены возможности использования НВИЭ, но и разработаны законодательные механизмы для развития их рынка. Эффективность таких законодательных механизмов через несколько лет привела к тому, что в ряде стран были отменены налоговые льготы — к этому моменту производство ветряков, солнечных батарей и коллекторов, геотермальных электростанций и бесплотинных микро- ГЭС вышло на вполне конкурентоспособный уровень. Экономика этих стран выиграла сразу в нескольких позициях: были найдены и развиты собственные источники энергии, не зависимые от истощимых ископаемых ресурсов; эти НВИЭ экологически безопасны; были созданы дополнительные рабочие места; получили развитие научные разработки и институты, специализирующиеся на природосберегающих и ресурсосберегающих технологиях; произошло изменение в общественном сознании — люди обратили внимание и сделали принципом своей жизни использование природосберегающих и ресурсосберегающих технологий.

Разные страны по-разному формировали и формируют  свою политику в области развития нетрадиционных возобновляемых источников энергии. 

В России электроэнергия дешевле, чем в Европе.

В настоящее  время в столице России стоимость киловатт в час для населения, которая установлена Федеральной службой по тарифам, равна 3,8 руб. А, например, в столице Германии эта стоимость составляет 22 цента, т. е., 8,58 руб.

Правда, в СМИ  не уточняли, что они имеют в  виду - цены для населения или  тарифы для промышленных предприятий. В пример была приведена Канада. Там (по неподтвержденным данным) 1 кВт населению обходится в два раза меньше, чем нам. Мы же обращаем ваше внимание на то, что, сравнивая цены на электроэнергию, нельзя не брать во внимание некоторые нюансы. Так, например, в европейских странах, а также во многих других государствах, в отличие от нашей родины, нет субсидий, при которых бюджет и промпредприятия доплачивают за население.

«В результате наши граждане, в зависимости от региона, в среднем электроэнергию оплачивают по тарифам 1,9 или 2,3 руб. за кВт в час. Данную информацию нам предоставили в рабочей группе по тарифам «ОПОРА» (Общероссийская общественная организация малого и среднего бизнеса). При этом предприятия платят в полтора, а то и два раза дороже.

В России средний показатель тарифа для бизнеса равен 4,6 руб. Европейская средняя стоимость составляет 55-70 евроцентов (27,3 руб.) за кВт. Получается, что наша электроэнергия дешевле. Прежде всего, это можно оправдать тем, что мы используем собственный газ. В России газ стоит около 134 долл. за тыс. кубов, тогда как в Европе цены на голубое топливо в три раза больше. Канада же является особым случаем. Она просто мировой лидер по дешевой электроэнергии.

Но с 1 июля разрыв отечественных и зарубежных тарифов  может сократиться. По планам правительства, российский киловатт, за год «подрастет» на 6%. Тогда как на мировых рынках дешевеет газ, что выгодно для Европы.

Пока что  европейцы нас обошли лишь в дешевой  стоимости подключения к энергомощностям. Для предприятия среднего уровня в Москве стоимость подключения может составить 12 млн. руб. (около 300 тыс. евро). А в Берлине компания за подобное подключение заплатил около 1,5 тыс. евро. В Японии и Исландии подобные услуги предоставляются вообще бесплатно.

В нашей стране столь большая стоимость подключения  объясняется, прежде всего, изношенностью электросетей. Как раз на их ремонт и отправляется большая часть денежных средств, оплачиваемых предприятием за подключение очередной мощности. А вот в европейских странах энергетическая инфраструктура уже полностью реконструирована или построена заново. Поэтому она не требует значительных инвестиций. Помимо этого, в нашем рыночном государстве развита система «цепочки посредников». Каждое звено цепи снимает свою «ренту». Но не все так плохо. Поскольку первые сдвиги на ниве уменьшения стоимости присоединения к энергосетям ожидаются к будущему году. В 2013 г. начнут работать «дорожные карты» по усовершенствованию делового климата. Их подготовили АСИ. Стоимость подключения в идеале должна сократиться в 40 раз. В результате останется лишь «тариф за бумагу». То есть предпринимателям нужно будет платить только за оформление документов.

Возвращаясь к  вопросу субсидирования, стоит отметить, что если его отменят, то населению  придется платить около 3,3 руб. за киловатт. При этом быстрое снижение тарифов ждать не стоит. Для этого необходимо вводить сберегающие технологии, строить новые мощности, либо реконструировать источники энергии. Все это требует млрд. инвестиций, окупаемость которых не возможна без увеличения тарифной ставки.

В  Германии — была принята политика прямых инвестиций в ветроэнергетическую промышленность, поощрения производителей электроэнергии путем дополнительной выплаты за каждый кВт.ч (до 30-40%). Кроме того, что Германия является одним из крупнейших производителей ветрогенераторов, в этой стране была принята Программа «1000 солнечных крыш», благодаря которой были установлены и стали доступны почти 6 МВт мощности. Несмотря на то, что цифра на первый взгляд кажется небольшой — это серьезный шаг в области применения фотоутановок и пропаганды этого экологически безопасного источника энергии. В Германии принято 8 законов, касающихся использования ВИЭ (последний из них — «Закон о приоритете возобновляемых источников энергии» — принят в 2000 ).

Согласно одному из восьми принятых законов, энергетические компании обязаны в течение 20 лет оплачивать производителю фотоэлектрический ток по цене 99 пфеннигов за кВт.ч. Эти доходы позволят финансировать, с использованием разных стимулов, программу оснащения 100000 крыш фотоэлектрическими установками.

Создание современной, ориентированной на будущее системы энергоснабжения, — считают на государственном уровне, — должно, прежде всего, сопровождаться повышением эффективности использования энергии.

Солнечные батареи  имеют заслуженное мировое признание  и успешно работают в Северо-Западном регионе России. Производство солнечных батарей происходит на основе экологически чистых производственных технологий и последних достижений использования возобновляемых источников энергии. Энергосистемы солнечных батарей обеспечивают электроэнергией телекоммуникационные станции, трубопроводы и метеостанции часто расположенные автономно в отдаленных, необитаемых районах, без инфраструктуры. Автономное электроснабжение солнечным электричеством — коммерчески выгодное электроснабжение промышленного назначения. Телекоммуникационные станции во всем мире имеют надежные и экономичные источники снабжения электроэнергией. Производят широкий спектр промышленных энергетических систем, в том числе и автономные энергетические системы для телекоммуникаций. Системы проектируются индивидуально для каждого заказчика. Производство солнечных батарей этими компаниями существует уже около 50 лет. Солнечные батареи для дома образуют кровельные системы. Они полностью стандартизированы, подходят для домов различных конструкций и любых типов крыш. Солнечная батарея, аккумуляторная батарея, контроллер заряда, инвертор хорошо совместимы по всем характеристикам. Фотоэлектрическая батарея является модульной конструкцией. Стандартные модульные системы образуют энергосистемы большой мощности. Солнечные батареи для дома спроектированы с учетом простой установки на домах с любым типом кровли. Типичная продолжительность монтажа 8—10 модулей солнечных батарей занимает менее одного дня и не требует сверления отверстий в кровле дома.

Испания, благодаря эффективным мерам стимулирования, в 2000 , опередив США, вышла на второе место в мире по суммарной мощности собственного парка ВЭУ. В 1999 году в этой стране было установлено 900 МВт. Северная область Испании — Наварра — уже получает 30% электричества от ветра.

Власти Канады планируют увеличить установленную ветроэлектрическую мощность с 200 МВт до 1000 МВт к 2016 году. С этой целью в 2003 году по предложению Канадского Правительства для поощрения инвестиций в возобновляемую энергетику и в энергосберегающие проекты отменены два дополнительных налога.