Преобразования в электроэнергетике Казахстана

Акционерное общество Казахстанский
научно-исследовательский и проектноизыскательский институт топливноэнергетических систем «Энергия»
является ведущим институтом в
области разработки программ перспективного развития электроэнергетики
и проектирования электросетевых
объектов напряжением 35–500 кВ
в Казахстане и в 2012 году отметит
свой 50-летний юбилей.
АО КазНИПИИТЭС «Энергия» было
образовано в 1962 году как отдел комплексного проектирования энергосистем
Всесоюзного
проектно-изыскательского
и научно-исследовательского института
«Энергосетьпроект».
По проектам института «Энергия» построена практически вся системообразующая сеть напряжением 220 кВ и выше
Единой электроэнергетической системы
Казахстана: более 1000 подстанций, свыше
70 000 километров линий электропередачи
напряжением 110–1150 кВ и радиорелейных линий связи.
Институт «Энергия» является высокопрофессиональной, динамично развиваю-
80
Г.С. Акопьянц,
Преобразования
в электроэнергетике Казахстана –
основа инновационной экономики
кандидат технических наук,
президент АО КазНИПИИТЭС «Энергия»
щейся инжиниринговой компанией, удерживающей лидирующие позиции в области
оказания проектных и консультационных
услуг по развитию электроэнергетики в
республике. Сегодня среди партнеров института многие национальные компании и
международные корпорации: АО «KEGOC»,
ENRC; Agip КСО, Tengizchevroil, Chevron,
Kazakhmys, Мечел и другие.
Институт выполняет комплекс работ по
перспективному развитию электроэнергетики Казахстана по следующим направлениям:
– разработка стратегий и концепций развития электроэнергетического комплекса на
перспективу;
– обоснования строительства новых генерирующих источников с учетом баланса первичных топливно-энергетических ресурсов;
– технико-экономические и маркетинговые исследования развития электроэнергетической отрасли;
– разработка схем развития электрических сетей напряжением 35 кВ и выше
регионов ЕЭС Казахстана, промышленных
узлов, городов, областей;
– разработка ТЭО и схем выдачи мощности электростанций;
– разработка схем внешнего электроснабжения (промпредприятий, месторождений, электрифицируемых участков железных дорог, трубопроводных систем и т. д.);
– разработка технико-экономических
обоснований и выполнение финансовоэкономического анализа инвестиционных
проектов;
– разработка средств автоматизации
управления и регулирования режимами
работы электрических сетей, средств телемеханики, связи, систем SCADA и АСКУЭ,
релейной защиты, системной и противоаварийной автоматики;
– проектирование воздушных и кабельных
линий, подстанций напряжением 35–500 кВ;
ПС 110 кВ ГТС Кумколь
Ш
к
о
л
а
Карта казахстанской
интеллектуальной
энергосистемы (КИЭС)
Георгий Саркисович Акопьянц,
кандидат технических наук. С 2003 года является президентом АО КазНИПИИТЭС «Энергия», работает в институте с 1977 года, прошел все ступени профессионального роста от
младшего научного сотрудника до президента.
Имеет около 15 печатных трудов, патенты на
изобретения, почетные звания и награды в области энергетики Республики Казахстан и СНГ.
– выполнение инженерно-геодезических
и инженерно-геологических изысканий.
За 2009–2011 годы в институте получено
11 патентов на изобретения, проектирование
осуществляется с использованием специализированного лицензионного программного
обеспечения и соответствует международным стандартам качества ISO 9001-2009.
В течение многих лет институт участвует
в разработке стратегических направлений
по развитию электроэнергетики Казахстана
на краткосрочную и долгосрочную перспективу. Как правило, инициатором таких работ
являются государственные органы.
В текущем году по инициативе ФНБ
«Самрук-Казына» и АО «KEGOC» с участием института разработан мастер-план развития электроэнергетической отрасли Казахстана на период до 2030 года, в котором
определены основные направления по ее
преобразованию для устойчивого развития.
На сегодняшний день перед электроэнергетикой Казахстана стоит ряд вызовов,
которые требуют принятия концептуальных решений о путях ее развития. В книге
«Глобальная энергоэкологическая стратегия устойчивого развития в XXI веке» Нур-
султан Абишевич Назарбаев отметил: «В
поисках оптимального решения энергоэкологических проблем должны использоваться все способы, начиная от оптимизации
потребления и повышения эффективности
энергосбережения, через инновационное
развитие возобновляемых и альтернативных источников энергии к созданию принципиально новых энерготехнологий», или
ИННОВАЦИИ – ЭНЕРГЕТИКА – ЭКОЛОГИЯ – ЭНЕРГОЭКОЛОГИЧНАЯ
ЭКОНОМИКА.
В настоящее время основными документами, на которых базируется развитие электроэнергетической отрасли Казахстана, это:
– Стратегический план развития Республики Казахстан до 2020 года (индикативный);
– Государственная программа по форсированному индустриально-инновационному
развитию Республики Казахстан на 2010–
2014 годы;
– Программа по развитию электроэнергетики Республики Казахстан на 2010–2014
годы.
Перечисленные документы не охватывают всю комплексность задачи на долгосроч-
ПС 1150/500 кВ Экибастуз
ный период до 2030 года. В текущий момент
необходимо формирование основных подходов к инновационным преобразованиям в
энергетике, являющейся базовой отраслью
экономики, для осуществления перехода
Республики Казахстан к инновационной
экономике.
На сегодняшний день ЕЭС Казахстана
представляет собой единый комплекс электрических станций и электрических сетей,
находящихся под централизованным диспетчерским управлением.
81
Ш
к
о
л
а
ПС 110 кВ Медеу
ПС 500/220 кВ Алматы
Уровень электропотребления в РК составил 84 млрд кВт ч, установленная мощность
электростанций 19,4 ГВт, располагаемая –
15,3 ГВт.
Топология Национальной электрической
сети (НЭС) сформирована во времена существования Советского Союза и представляет собой многолучевую звезду с центром в
Экибастузе.
SWOT-анализ текущего состояния электроэнергетики показывает, что к сильным
сторонам можно отнести: высокую долю
производства электроэнергии на ТЭС, использующих дешевые угли (более 70%); развитую схему системообразующих электрических сетей напряжением 220–500 кВ.
К слабым сторонам относятся: высокая
степень изношенности сетей РЭК (~65–
70%); отсутствие электрических связей Запада с Севером и Югом Казахстана, зависимость от поставок электроэнергии из России;
низкая доля ВИЭ (малые ГЭС – 0,5%); высокий процент потерь от отпущенной в сеть
электроэнергии (5,7% в магистральных сетях, ~13% в распределительных сетях).
К возможностям можно отнести: наличие значительных запасов топливноэнергетических ресурсов; значительный потенциал возобновляемой энергии; наличие
транзитного потенциала и возможности экспорта электроэнергии; резервы по энергосбережению и энергоэффективности.
К основным угрозам можно отнести значительную выработку паркового ресурса
генерирующего оборудования (75% на ТЭС
и 90% на ГЭС); рост цен на газ на газовых
электростанциях западной части Казахстана; рост негативного воздействия тепловой
генерации на окружающую среду.
По прогнозу ожидается увеличение уровня электропотребления с 84 млрд кВт ч до
145 млрд кВт ч к 2030 году.
Для покрытия потребности в энергии
необходимо будет выполнить техперево­
оружение и реконструкцию существующих
82
ПС 220/110 кВ Кенсай
электростанций в объеме – 7 ГВт, ввод новой генерации – 14 ГВт: ввод новых мощностей на Экибастузских ГРЭС, строительство
в Северном Казахстане Тургайской ТЭС и
Балхашской ТЭС на юге республики, ввод
Актауской АЭС в Прикаспийском регионе, которые сформируют центры базовой
устойчивости энергосистемы, ввод возобновляемых источников энергии мощностью
– 3,5 ГВт.
Структура генерирующих мощностей
показывает, что к 2030 году в Казахстане ведущая роль тепловых станций на угле сохранится, доля ГЭС и ВИЭ достигнет 20% (по
установленной мощности).
Основной идеей преобразований в отрасли является создание к 2030 году эффективной, сбалансированной, высокотехнологичной и адаптивной Казахстанской
интеллектуальной энергосистемы (КИЭС).
КИЭС должна отвечать всем глобальным вызовам, обеспечивать энергетическую
и экологическую безопасность, вовлечение в
энергобаланс ВИЭ, строиться на принципах
энергоэффективности и энергосбережения,
стать стимулом инновационного развития
и роста научного потенциала экономики Республики Казахстан.
Очевидно, что построение эффективной
энергосистемы будущего невозможно без
организации рынка электроэнергии и мощности, развития сетей ЕЭС Казахстана до
2030 года с учетом концепции КИЭС, развития системы управления и телекоммуникаций, инновационных решений на базе Smart
Grid:
– в области генерации с учетом технологии на сверх- и ультрасверхкритических
параметрах пара, котлов с циркулирующим
кипящим слоем; комбинированных циклов
(парогазовых и тригенерационных); системы улавливания и связывания углерода; современных технологий добычи, переработки
и сжигания топлива; строительства гидроаккумулирующих станций и др.;
– в области передачи и распределения с
учетом многоцепных и компактных линий
электропередачи; комплектных распред­
устройств с элегазовой изоляцией напряжением до 500 кВ, облегченных высокотемпературных проводов и сверхпроводниковых
технологий; электропередачи и вставок
постоянного тока, гибких электропередач
переменного тока – FACTS и др.
Для формирования КИЭС планируется
осуществить комплексную модернизацию
НЭС Казахстана напряжением 220–500
кВ на основе внедрения элементов системы Smart Grid, оптимизации режимов
работы. Для интеграции РЭК в КИЭС необходима модернизация сетей, внедрение
АСКУЭ, новых методик формирования
тарифа.
Комплексный подход к преобразованиям в электроэнергетике невозможен без
энергоэффективности и энергосбережения
на стадиях добычи, генерации, распределения и потребления энергоресурсов:.
Для достижения целевых показателей
по снижению энергоемкости ВВП не менее
10% к 2015 году, не менее 25% к 2020 г. (в
соответствии со Стратегическим планом
развития РК до 2020 г.) в качестве основных решений предлагаются:
– снижение энергоемкости в промышленности на 30% к 2020 году;
– снижение теплопотребления в ЖКХ
на 25% к 2020 году при этом планируется
рост удельного электропотребления в два
раза;
– снижение потерь в электрических сетях РК до 4–5% к 2030 году.
Определяющим аспектом в развитии
инноваций, диверсификации экономики и
повышении общей конкурентоспособности страны является проведение научноисследовательских и опытно- конструкторских работ. Предлагается государственное
финансирование НИОКР с ростом до 3%
от ВВП – к 2020 году.
Ш
В Казахстане предполагается принятие
ряда законов, которые будут способствовать преобразованиям в отрасли. Электроэнергетика Казахстана в значительной степени зависит от импортного оборудования.
В Казахстане законодательно оказывается
поддержка отечественных производителей.
Данное видение является стратегическим взглядом на развитие электроэнергетики Республики Казахстан до 2030 года.
В 2007–2011 годах в ЕЭС Казахстана
по проектам института введены в эксплуатацию и строятся ряд электросетевых объектов 220–500 кВ, при проектировании которых были применены новые технические
решения:
1. На ПС 220/110 кВ Актогайский ГОК
впервые в Казахстане установлены два комплекта БСК + УШР на напряжении 110 кВ
мощностью 2х25 Мвар, позволяющие плавно регулировать величину потребляемой/
генерируемой реактивной мощности при
изменении нагрузки ГОКа.
2. Построена и введена в эксплуатацию
ПС и ВЛ напряжением 500 кВ для электроснабжения Казахстанского электролизного
завода (КЭЗ), что позволило получить первый казахстанский алюминий уже в декабре 2007 года.
3. В 2008 году на ПС 500 кВ Ульке межсистемной ВЛ 500 кВ Житикара – Ульке,
впервые на территории стран СНГ, была
выполнена установка фазоповоротного
устройства (ФПУ) мощностью 400 МВА,
позволяющего изменять естественное потокораспределение в сторону повышения
загрузки ВЛ 500 кВ при параллельной работе с сетями 220 кВ РФ.
4. В 2009 году на ПС 500 кВ Агадырь
и ЮКГРЭС электропередачи Север-Юг
впервые в Казахстане были установлены
управляемые шунтирующие реакторы 500
кВ (УШР), позволяющие плавно регулировать степень компенсации линии при изменении ее загрузки.
5. Для электроснабжения спортивных
сооружений Азиады-2011 года в г. Алматы
построены и включены под напряжение
три подстанции 110 кВ: Медеу, Шымбулак,
КазГУ и ПС 220 кВ Ерменсай, которая является первой подстанцией полузакрытого
типа и не имеет подобных аналогов в Республике Казахстан.
С завершением строительства ПС 220
кВ Кенсай с ЛЭП 220 кВ Ерменсай – Кенсай – АТЭЦ-3 будет создано кольцо ЛЭП
220 кВ вокруг г. Алматы.
6. Для обеспечения нужд метрополитена в декабре 2011 года введена в эксплуатацию ПС 110 кВ Отрар с трансформаторами мощностью 2х63 МВА и двухцепной
кабельной линией 110 кВ протяженностью
более 11 км.
7. Для надежности электроснабжения
г. Астаны введены в действие несколько
закрытых подстанций 110 кВ с элегазовым
оборудованием, планируется строительство
кольца 220 кВ с ПС 220 кВ Шыгыс, Батыс,
Достык.
8. В г. Астане планируется выполнить реконструкцию ВЛ 220 кВ ЦГПП – Осакаровка
с заменой традиционного провода на высокотемпературный провод нового поколения
повышенной пропускной способности.
9. При проектировании ВЛ и ПС 110 кВ
и выше применяется оптико-волоконная
к
о
л
а
линия связи (ВОЛС), встроенная в грозотрос (OPGW).
10. В сфере развития альтернативных
источников энергии в Казахстане институт
разработал Технико-экономическое обоснование строительства ветровой электрической станции на площадке Ерейментау
мощностью 45 МВт в Акмолинской области, ВЭС мощностью 51 МВт в Шелекском
коридоре в Алматинской области.
В настоящее время в институте работают высококвалифицированные специалисты: С. Бабин, Р. Лигай, И. Науменко,
В. Абрамкин, В. Соколов, Н. Фирстова,
В. Викидановская, Р. Исмурзинова, Т. Ропперт, А. Журавлева, Н. Таймакова, Г. Омельченко, А. Тарасюков, Т. Осипова, Т. Козлова, И. Миленина, Г. Климова, В. Мальцев и
молодые энергичные специалисты: В. Тюгай, Р. Лысенко, Д. Фазылов, К. Лавронов,
Н. Абдельдинова, А. Исаев, А. Васильев, С.
Малахатько, В. Радионов, Е. Палагутин, Н.
Инюцина, В. Нефедова, О. Михненко и др.
В дальнейшем институт приложит все
усилия, направленные на эффективные
преобразования в электроэнергетике, воплощая в жизнь идею: инновационная
электроэнергетика – основа инновационной экономики!
АО КазНИПИИТЭС «Энергия»
Республика Казахстан, 050004, г. Алматы,
пр. Абылай хана, 58
Тел. + 7 (727) 258-18-88
Факс + 7 (727) 273-77-29
Е-mail: Energy.Reception@kz.abb.com
www.energia.kz
83