12
вырабатывают 2/3 всей потребляемой электроэнергии. Но несмотря на это, в
работе таких объектов есть и отрицательные факторы. Ежегодный запасы
органического топлива сокращаются, что приводит к увеличению затрат на
его добычу, увеличивается дальность транспортировки и ее стоимость, ввиду
разведывания и переноса добывающего комплекса.
Гидроэнергетика - производство электроэнергии с использованием
гидроэнергетических установок, генерирующих энергию из водного
потока.
Гидроэнергетика по сравнению с теплоэнергетикой, является более
экономичной отраслью, так как в процессе генерации энергии используется
неисчерпаемый источник энергии, а сами установки требуют минимального
обслуживания персоналом. Недостатки заключаются в том, что в силу смены
сезонов в нашей стране русла рек замерзают, крупные водохранилища
затапливают полезные в использовании приречные земли. В отрасли
используются три типа станций: гидроэлектростанции,
гидроаккумулирующие и приливные электростанции.
Ядерная электроэнергетика - производство электроэнергии на
атомных электростанциях, с использованием энергии управляемой
цепной ядерной реакцией (уран, плутоний).
Атомные электростанции работают по принципу схожему с работой
теплоэлектростанций. Но существенное их отличие заключается в том, что
для работы атомной станции необходимо небольшое количество топлива.
Так 1 кг обогащенного урана заменяет 2 500 угля. Это позволяет
использовать атомные электростанции в энергодефицитных районах, а
запасы урана на Земле превышают запасы минеральных топливных ресурсов.
Вопреки очень распространенному заблуждению, атомные электростанции,
работая в безаварийном режиме оказывают незначительное воздействие на
окружающую среду.
Альтернативная электроэнергетика - это направление энергетики,
использующее в качестве источника энергии экологически чистые,
13
неиссякаемые природные ресурсы: солнечная энергия, ветровая,
геотермальная [10].
Альтернативная энергетика на сегодняшний день считается только
осваиваемой. Такая энергетика в отличие от традиционной наиболее
безопасна для экологии, но более дорогая в организации и обслуживании
технологического процесса. Альтернативными источниками энергии
считаются: ветровая, солнечная, геотермальная, водородная и термоядерная
энергии.
В электроэнергетике для обеспечения передачи электроэнергии от ее
источника до потребителя используются энергетические сети.
Энергетическая сеть включает в себя совокупность подстанций,
распределительных устройств и линий электропередач.
Энергетическое хозяйство города имеет высокое социальное значение.
Оно обеспечивает комфортное проживание населения и работу всех областей
городской инфраструктуры. Человек не только создал эту систему, он
является ее двигателем, ведь постоянная потребность в энергетике заставляет
систему работать и совершенствовать технику и технологии. Интернет,
мобильная связь, транспорт, общественное питание, телевидение, горячая
вода, отапливаемый дом, больницы, школы - это все то, без чего
повседневная жизнь человека будет лишена в случае отсутствия
энергоснабжения, и этот списков далеко не исчерпывающий.
Энергоснабжение города - это отлаженный процесс взаимодействия
большого количества структур, включающих в себя органы государственной
власти, Их постоянная координация обеспечивает выработку и подачу
энергии.
Конечно, мы не можем рассматривать энергетическое хозяйство города
как исключительное благо, ведь оно осуществляя свои функции,
одновременно с этим оказывает огромное неблагоприятное воздействие на
атмосферу, биосферу, гидросферу и литосферу. Ухудшение экологической
обстановки и уменьшение запасов ресурсов, используемых в энергетике
14
приводит человека к необходимости использования альтернативных
источников энергии и топлива. На сегодняшний день доля использования в
энергетическом хозяйстве альтернативных источников энергии и топлива
крайне мала, и это тот проблемный момент, который человеку еще нужно
преодолеть.
15
1.2. Электроэнергетика как базовая отрасль топливно-энергетического
комплекса
Электроэнергетика является базовой отраслью топливно-
энергетического комплекса России, удовлетворяющей потребности
экономики и населения страны в электрической и тепловой энергии, а также
экспортируется в страны ближнего и дальнего зарубежья, являясь, таким
образом, еще и важным элементом экономики страны.
Развитие электроэнергетики основывается на ряде основополагающих
принципов:
1. Концентрация производства электроэнергии путем
строительства крупных районных электростанций;
2. Комбинирование производства электроэнергии и теплоты;
3. Широкое освоение гидроресурсов с учетом комплексного
решения задач электроэнергетики;
4. Развитие атомной энергетики, особенно в энергодефицитных
районах.;
5. Создание энергосистем и формирование высоковольтных
сетей.
К функциям электроэнергетической отрасли относится:
Обеспечение производства электроэнергии и тепла;
Передача электроэнергии и тепла;
Обеспечение спроса на энергию;
Ремонт, проектирование и строительство объектов
электроэнергетического комплекса;
Внедрение новых, в том числе альтернативных технологий в
процесс производства и передачи электроэнергии;
Контроль за деятельностью компаний, осуществляющих свою
деятельности в данной отрасли;
Разработка мероприятий по минимизации вредного воздействия,
оказываемого на окружающую среду;
16
Пресечение и ликвидация последствий аварий и сбоев в работе
электростанций и линий электропередач.
По данным Министерства энергетики Российской Федерации в
электроэнергетический комплекс России входит около 700 электростанций
мощностью свыше 5 МВт. На начало 2017г. общая установленная мощность
электростанций России составила 236,34 ГВт.
Сетевое хозяйство России насчитывает более 10 700линий
электропередачи класса напряжения 110 – 1150 кВ.
Одним из принципов электроэнергетики, как мы помним, является
создание энергосистем в электроэнергетической отрасли. Говоря об
энергосистемах мы подразумеваем не какое-либо абстрактное понятие, а
конкретную систему производственных и имущественных объектов
электроэнергетики, связанных процессом производства и передачи
электроэнергии с использованием централизованного оперативно-
диспетчерского управления, которая носит название «Единая энергосистема
России». Совместная работа электростанций в Единой энергосистеме
обеспечивает возможность установки на электростанциях агрегатов
наибольшей единичной мощности, которая может быть изготовлена
промышленностью, и укрупнения электростанций. Увеличение единичной
мощности агрегатов и установленной мощности электростанций имеет
значительный экономический эффект.
В составе Единой энергетической системы России работают семь
Объединенных энергосистем (ОЭС): ОЭС Центра, ОЭС Средней Волги, ОЭС
Урала, ОЭС Северо-запада, ОЭС Востока, ОЭС Юга и ОЭС Сибири и
изолированные энергорайоны (Камчатская область, Магаданская область,
Республика Саха, Сахалинская область, Чукотский автономный округ
Таймырский автономный округ) [17].
Фактическое потребление электроэнергии в России в 2016 г. составило
1054,5 млрд. кВтч, что выше чем 2015 г. на 1,7%.
17
Одним из основных факторов, оказавших влияние на изменение
потребления, является температура наружного воздуха. В январе 2016 г.
снижение температуры наружного воздуха относительно прошлого года на
4,6°С повлияло на увеличение потребления электроэнергии в энергосистеме
на 2,2%.
В 2016 г. выработка электроэнергии электростанциями России,
включая производство электроэнергии на электростанциях промышленных
предприятий, составила 1071,8 млрд. кВтч (таблица 1).
Таблица 1. Выработка электроэнергии электростанциями России
Энергозоны
Выработка млрд. кВтч
ОЭС Центра
236,6
ОЭС Средней Волги
106,3
ОЭС Урала
258,4
ОЭС Северо-запада
107,3
ОЭС Юга
99,0
ОЭС Сибири
215,4
ОЭС Востока
36,8
Изолированные
энергорайоны
12,1
ИТОГО:
1071,8
Увеличение объема производства электроэнергии в 2016 г. составило
2,1%, в т. ч. [17]:
ТЭС – 628,0 млрд. кВтч (увеличение на 0,2%);
ГЭС – 186,7 млрд. кВтч (увеличение на 9,8%);
АЭС – 196,4 млрд. кВтч (увеличение на 0,6%);
электростанции промышленных предприятий – 59,8 млрд. кВтч
(увеличение на 3,6%).
Соотношение выработки электроэнергии различными типами
электростанций выглядит следующим образом (рис. 6).
18
Рис. 6. Соотношение выработки электроэнергии в зависимости от типа
электростанций
Как мы видим на территории России преобладают
теплоэлектростанции как средства производства электроэнергии. В то время
как доля использования солнечных и ветровых электростанций в сравнении с
прочими крайне мала.
Если в XIII веке люди и представить не могли, что их повседневная
жизнь будет неразрывно связана с электроэнергией, то современный человек
не может представить жизнь без нее. Электроэнергетика вторглась во все
сферы деятельности человека: промышленность и сельское хозяйство, науку
и космос, наш быт. Столь широкое распространение объясняется ее
специфическими свойствами: возможностью превращаться практически во
все другие виды энергии (тепловую, механическую, звуковую, световую и
т.п.); способностью относительно просто передаваться на значительные
расстояния в больших количествах; огромными скоростями протекания
электромагнитных процессов, способностью к дроблению энергии и
образованию ее параметров (изменение напряжения, частоты).
В промышленности электрическая энергия применяется как для
приведения в действие различных механизмов, так и непосредственно в
технологических процессах. Работа современных средств связи (телеграфа,
телефона, радио, телевидения) основана на применении электроэнергии. Без
58%
17%
0,013
19%
0,045
6%
ТЭС
ГЭС
ВЭС
АЭС
СЭС
Эл. ст. пром.
предприятий
19
нее невозможно было бы развитие кибернетики, вычислительной техники,
космической техники.
Еще одним плюсом в пользу использования электрической энергии как
основополагающего энергетического ресурса является ее экологичность. От
использования электричества не происходит выбросов вредных и опасных
веществ в атмосферу. Именно поэтому электричество находит широкое
применение в области создания экологически чистых техник и технологий.
Помимо экологической безопасности электроэнергии, мы можем
отметить его безопасность в использовании. Устройства защитного
отключения, в случае наличия определенных неполадок в системе
электроснабжения, позволяют моментально отключить подачу
электроэнергии до момента выполнения ремонтных работ.
20
1.3. Управление энергетическим хозяйством города, характеристика
московской энергосистемы
Город Москва - столица Российской Федерации, один из крупнейший
мегаполисов мира. Площадь Москвы с учетом присоединения новых
территорий составляет 2561,5кв.м. Численность населения по данным
Росстата составляет 12 380 664 человек. Плотность населения 4 833,36
чел./кв.м [22]. Численность населения нашего города с каждым годом только
увеличивается, и несомненно этот фактор оказывает влияние на
энергоснабжение мегаполиса. Динамику изменения численности населения
города можно увидеть на рисунке 7.
Рис. 7. Динамика изменения численности населения города Москвы с
2014 по 2017гг.
Также присоединение к Москве, земель бывшей Московской области,
дало толчок развитию в столице сельскохозяйственного производства,
увеличения числа перерабатывающих предприятий и хранилищ готовой
продукции, и безусловно этот факт оказывает влияние на структуру
энергопотребления города, увеличивая спрос на энергию [14].
Энергетическое хозяйство является жизненно важной отраслью города
2014 2015 2016 2017
12 108 257,00
12 197 596,00
12 330 126,00
12 380 664,00
Год Численность
21
Москвы, обеспечить комфорт всех потребителей энергии главная задача,
стоящая перед управленческими структурами города.
Функционирующие на сегодняшний день на территории города
предприятия энергетической отрасли работают в сфере высоких технологий,
непосредственно производят, передают и распределяют энергоресурсы
потребителям.
Их совместная работа представляет собой глубокую интеграцию
функций и видов деятельности.
Энергетические предприятия города по своей функциональной
принадлежности входят в состав Комплекса городского хозяйства Москвы и
технологически неразрывно связаны с инфраструктурой потребителей [19].
Неразрывная связь энергетических предприятий с жилищно-коммунальной,
транспортной и другими отраслями города, исходит из самого
предназначения энергетики – обеспечивать жизнедеятельность.
В Комплекс городского хозяйства Москвы в части энергетического
хозяйства входят:
Аппарат Мэра и Правительства Москвы;
Департамент топливно-энергетического хозяйства;
Департамент жилищно-коммунального хозяйства города
Москвы;
Префектуры административных округов;
Управы районов;
Энергетические предприятия.
Основу энергетических предприятий города составляют:
генерирующие компании ОАО «Мосэнерго» и ОАО «МОЭК»;
теплосетевые компании ОАО «ФСК ЕЭС», ОАО «МОЭСК» и
ОАО «ОЭК»;
электросетевые компании ОАО «МОЭК» и ОАО «МТК»;
поставщик газа ООО «Мосрегионгаз»;
газотранспортная организация ГУП «Мосгаз»;