ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ЭЭС

Электроэнергетика - базовая отрасль экономики России, обеспечивающая потребности экономики и населения страны в электрической и тепловой энергии, во многом определяющая устойчивое развитие всех отраслей экономики страны. Эффективное использование потенциала электроэнергетической отрасли, установление приоритетов и параметров её развития создают необходимые предпосылки для роста экономики и повышения качества жизни населения страны. Процесс опережающего развития электроэнергетической отрасли является необходимым фактором успешного экономического развития России.

Основными направлениями долгосрочной политики государства в электроэнергетике являются [4,5]:

а) надёжное снабжение экономики и населения страны электрической и тепловой энергией;

б) сохранение целостности и развитие Единой энергетической системы (ЕЭС) России, её интеграция с другими энергообъединениями на Евразийском континенте;

в) повышение эффективности функционирования и обеспечение устойчивого развития электроэнергетики на базе современных технологий;

г) снижение вредного воздействия на окружающую среду.

Для реализации этих направлений разработана «Генеральная схема размещения объектов электроэнергетики до 2020 г.» [5]. Приоритетами Генеральной схемы в рамках установленных ориентиров долгосрочной государственной политики в сфере электроэнергетики в частности являются:

а) Опережающее развитие электроэнергетической отрасли, создание в ней экономически обоснованной структуры генерирующих мощностей и электросетевых объектов для надёжного обеспечения потребителей страны электрической и тепловой энергией (табл. 1.1).

Таблица 1.1. – Рациональная структура генерирующих мощностей

Примечание: числитель - базовый вариант, знаменатель - максимальный.

б) Создание сетевой инфраструктуры, развивающейся опережающими темпами по сравнению с развитием электростанций и обеспечивающей полноценное участие энергокомпаний и потребителей в функционировании рынка электрической энергии и мощности, усиление межсистемных связей, гарантирующих надёжность взаимных поставок электрической энергии и мощности между регионами России, а также возможность экспорта электрической энергии.

Структура генерирующих мощностей определяется исходя из балансов мощности и электроэнергии на перспективу. Расходная часть балансов в основном представлена суммарной нагрузкой и электропотреблением (рис. 1.1). Развитие генерирующих мощностей (состав электростанций, их размещение по территории страны, темпы строительства) в значительной степени определяют конфигурацию и параметры системообразующей сети.

Высоковольтная сеть в европейской части ЕЭС России в основном сформирована на основе линий электропередачи напряжением 330…750 кВ, в остальной части ЕЭС России одновременно с развитием сетей напряжением 500 кВ промышленно осваивались сети 1150 кВ. Протяжённость электрических сетей 110…1150 кВ всех объединённых энергетических систем по состоянию на 2007 г. составила (в одноцепном исчислении) более 442,2 тыс. км. Суммарная установленная мощность трансформаторов разных классов напряжения на понижающих подстанциях составила около 696,9 млн. кВ А. Износ основных фондов электросетевого хозяйства в настоящее время составляет в среднем 40,5%, в том числе оборудования подстанций 63,4%.

Рис.1.1. Прогноз электропотребления по России:

1 – базовый вариант; 2 – максимальный вариант

Развитие электрических сетей в период до 2020 г. (рис. 1.2) будет направлено на обеспечение надёжного и устойчивого функционирования ЕЭС России, конкурентного оптового рынка электроэнергии и мощности, а также на обеспечение надёжного электроснабжения потребителей и выдачи мощности электростанций.

В основу перспективного развития электрической сети ЕЭС России закладываются следующие основные принципы:

а) схема системообразующей электрической сети ЕЭС России должна обладать достаточной гибкостью, позволяющей осуществлять её поэтапное развитие и обеспечивать возможность приспосабливаться к изменению условий роста нагрузки и развитию электростанций;

Рис. 1.2. Перспективная схема развития системообразующей сети:

DC – ЛЭП постоянного тока; AC – ЛЭП переменного тока

б) схемы выдачи мощности крупных электростанций в нормальных режимах работы энергосистемы должны обеспечивать возможность выдачи всей располагаемой мощности электростанции без применения устройств противоаварийной автоматики как в полной схеме сети, так и при отключении любой из отходящих линий на всех этапах сооружения электростанции (принцип N-1). Для атомных электростанций указанное условие должно выполняться как в нормальных режимах, так и в ремонтных режимах работы энергосистемы (принцип N -2);

в) схема системообразующей электрической сети должна соответствовать требованиям охраны окружающей среды;

г) управляемость системообразующей электрической сети должна обеспечиваться за счёт использования средств принудительного потокораспределения, статических компенсаторов, устройств продольной компенсации, управляемых шунтирующих реакторов, вставок постоянного тока, электромеханических преобразователей, фазоповоротных устройств и других средств;

д) схема и параметры распределительных сетей должны обеспечивать надёжность электроснабжения, при которой питание потребителей осуществляется без ограничения нагрузки с соблюдением нормативных требований к качеству электрической энергии при полной схеме сети и при отключении одной линии электропередачи или трансформатора (принцип N-1 для потребителей).

Для использования в европейской части страны электрической энергии и мощности тепловых и гидравлических электростанций Сибири планируется сооружение ЛЭП постоянного тока напряжением ± 500 кВ и ± 750 кВ пропускной способностью 2000 – 3000 МВт протяжённостью от 600 до 3700 км.

Для совместной работы ОЭС Сибири и Дальнего Востока планируется ввод на подстанциях напряжением 220 кВ вставок постоянного тока мощностью по 500 МВ·А каждая.

В европейской части ЕЭС России продолжится развитие сетей напряжением 750 кВ. в ОЭС Северо-Запада и Центра. ЛЭП напряжением 500 кВ будут использованы в ОЭС Центра, Юга, Средней Волги, Урала, Сибири и Дальнего Востока, а также для развития межсистемных связей.

Сеть напряжением 330 кВ будет продолжать выполнять системообразующие функции и обеспечивать выдачу мощности крупных электростанций в западной части ОЭС Центра, Северо-Запада и Юга.

Основные тенденции в развитии сетей напряжением 220 кВ будут состоять в усилении распределительных функций и обеспечении выдачи мощности электростанций. В изолированных энергосистемах Дальнего Востока, а также в Архангельской энергосистеме и энергосистеме Республики Коми сети напряжением 220 кВ будут являться системообразующими.

Основным направлением развития сети напряжением 110кВ будет дальнейшее её расширение по территории России с целью повышения на­дёжности электроснабжения потребителей.

Прогноз потребности в капиталовложениях на сооружение электросетевых объектов представлен в табл. 1.2.

Таблица 1.2. – Потребность в капиталовложениях на сооружение

электросетевых объектов (в миллиардах рублей )

Всего за 2006…2020 гг. общая потребность в капиталовложениях на развитие электростанций при базовом варианте составит 11616,3 млрд. руб. (в ценах соответствующих лет). Потребность в капиталовложениях на сооружение электросетевых объектов с 2006 по 2020 г. при базовом варианте оценивается в 9078,8 млрд. руб. (в ценах соответствующих лет).