УДК 519.68, 620.9

Классификация возможных состояний работы энергетической системы

Федорченко Сергей Григорьевич – доцент кафедры Программного обеспечения вычислительной техники Приднестровского государственного университета им. Т.Г. Шевченко (г. Тирасполь, Приднестровская Молдавская Республика)

Федорченко Григорий Сергеевич – преподаватель кафедры Программного обеспечения вычислительной техники Приднестровского государственного университета им. Т.Г. Шевченко (г. Тирасполь, Приднестровская Молдавская Республика)

Аннотация: В статье предложена классификация возможных состояний работы энергетической системы региона в зависимости от уровня обеспеченности энергоресурсами (как по объемам, так и качеству), народнохозяйственного комплекса. Приведено описание каждого состояния работы энергетической системы. Предложена балльная шкала оценки состояний работы энергетической системы. Приведенные положения иллюстрированы примерами.

Ключевые слова: индикаторный метод, энергосистема, состояния работы энергетической системы, народнохозяйственный комплекс.

Введение

Для описания работы энергетической системы государства (территории, региона, населенного пункта) используют индикативный анализ [1, с. 19], при этом формируют список показателей (индикаторов), значения которых позволяют численно, с разных сторон описать ее текущее состояние.

Для каждого индикатора формируется своя шкала кризисности, что позволяет перейти от числовых, именованных значений индикаторов к безразмерной оценке, выраженной в баллах [2]. Найдя среднее значение баллов, формируют суждение об энергетической безопасности региона.

По нашему мнению, каждому индикатору необходимо сопоставить некоторый вес, который будет указывать, насколько он важен с точки зрения энергетической безопасности региона. Используя как значения индикаторов, так и их веса мы можем найти интегральную оценку энергетической безопасности региона [3].

Однако трактовка одних и тех же значений индикаторов, а также их веса, будет зависеть от того, какие задачи в настоящий момент решает энергетическая система, или иными словами, в каком состоянии она работает. В известной нам литературе, описание классификации состояний работы энергетической системы отсутствует.

Целью данной работы является выявление и классификация возможных состояний работы энергетической системы и их связь с обеспеченностью энергоресурсами (как по объемам, так и качеству), народнохозяйственного комплекса.

Основные режимы функционирования энергосистемы региона

Рассмотрим возможные состояния работы энергетической системы. В первом приближении, по аналогии с [1, с. 27] выделим три основных состояния:

нормальный;
предкризисный;
кризисный.

Рассмотрим описание этих основных состояний работы энергетической системы.

Нормальное состояние

Энергетическая система обеспечивает бесперебойное снабжение потребителей всеми видами энергоресурсов в любое время дня, любой день недели, любое время года; возможно развитие народнохозяйственного комплекса с соответствующим увеличением энергопотребления.

Предкризисное состояние

Энергетическая система в основном обеспечивает снабжение потребителей всеми видами энергоресурсов, кроме ряда случаев периодических сбоев в обеспечении энергоресурсов в некоторые интервалы времени (некоторое время суток, дни недели, времена года), что оказывает заметное, но не критическое влияние на работу народно-хозяйственного комплекса, инфраструктуры. Фиксируется нехватка ряда видов энергоресурсов, для минимизации ущерба формируют согласованные графики работы различных потребителей, в т.ч. сегментов народно-хозяйственного комплекса, транспорта. Выполнение основных функций народно-хозяйственного комплекса, инфраструктуры обеспечено энергоресурсами. Дальнейшее развитие народнохозяйственного комплекса, требующее увеличения энергопотребления, не обеспечено энергоресурсами.

Кризисное состояние

Энергетическая система не может обеспечить потребностей значительного числа потребителей, что влечет за собой существенное ухудшение (в ряде случаев существенные ограничения) деятельности всех сфер экономики, народного хозяйства, работы инфраструктуры. Нормальная работа народнохозяйственного комплекса из-за недостатка энергоресурсов невозможна.

Детальное описание состояний работы энергетической системы

При детальном рассмотрении функционирования энергетической системы, по аналогии с [1, с. 28] могут быть выделены следующих 8 состояний, представленных в таблице 1. Здесь в первой колонке представлены названия основных состояний, а во второй – детализированных. Каждому детализированному состоянию сопоставим некоторое количество баллов, по принципу «чем хуже функционирует энергосистема – тем выше балл». Значения баллов представлены в третьей колонке таблице 1.

Таблица 1. Состояния работы энергетической системы.

Состояния работы энергетической системы		Баллы
Основные	Детализованные	Баллы
Нормальный	Нормальный	1
Предкризисный	Предкризисный начальный	2
	Предкризисный развивающийся	3
	Предкризисный критический	4
Кризисный	Кризисный нестабильный	5
	Кризисный угрожающий	6
	Кризисный критический	7
	Кризисный чрезвычайный	8

Рассмотрим указанные состояния работы энергетической системы и их балльные оценки более подробно.

Нормальное состояние – 1 балл

Энергетическая система обеспечивает бесперебойное снабжение потребителей всеми видами энергоресурсов в любое время дня, любой день недели, любое время года. Сбои, имеющие место, удовлетворяют нормативам.

Предкризисное состояние – 2 балла

Имеет место нехватка ряда отдельных видов энергоресурсов, причем их недостаток не оказывает существенного влияния на работу народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры.

Текущее функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры в основном обеспечено энергоресурсами.

Дальнейшее развитие народнохозяйственного комплекса не обеспечено энергоресурсами.

Предкризисное развивающееся состояние – 3 балла

Энергетическая система в основном обеспечивает бесперебойное снабжение потребителей всеми видами энергоресурсов, кроме ряда случаев сбоев в обеспечении энергоресурсов в некоторые интервалы времени (некоторое время суток, некоторые дни недели, некоторые времена года), длительность которых учитывается при формировании согласованного графика работы учреждений, организаций, но не оказывает существенного влияния на работу народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры. Имеет место нехватка ряда отдельных видов энергоресурсов, для компенсации которых необходимо внести корректировки в перечень (или график работы) используемого оборудования, транспортных средств, компонент инфраструктуры.

Текущее функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры в основном обеспечено энергоресурсами. Дальнейшее развитие народнохозяйственного комплекса не обеспечено энергоресурсами.

Предкризисное критическое состояние – 4 балла

Энергетическая система в основном обеспечивает снабжение потребителей всеми видами энергоресурсов, кроме ряда случаев сбоев в обеспечении энергоресурсов в некоторые интервалы времени (некоторое время суток, некоторые дни недели, некоторые времена года), длительность которых учитывается при формировании графика работы, учреждений, организаций, что ограничивает функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры и сдерживает их развитие.

Имеет место нехватка ряда отдельных видов энергоресурсов, для компенсации которых необходимо внести корректировки в перечень (или график работы) используемого оборудования, транспортных средств, компонент инфраструктуры.

Функционирование ряда сегментов экономики, транспорта, инфраструктуры подвергается жесткому административному регулированию.

Функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры в основном обеспечено энергоресурсами, но присутствуют ярко выраженные ограничения.

Дальнейшее развитие народнохозяйственного комплекса, связанное с увеличением энергопотребления, не обеспечено энергоресурсами.

Кризисное нестабильное состояние – 5 баллов

Энергетическая система не обеспечивает снабжение потребителей всеми видами энергоресурсов, имеют место случаи сбоев в обеспечении энергоресурсов в некоторые интервалы времени (некоторое время суток, некоторые дни недели, некоторые времена года), длительность которых учитывается при формировании графика работы, учреждений, организаций, предприятий, что ограничивает функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры и сдерживает их развитие.

Возможны неожиданные сбои в работе энергетического комплекса, что приводит к остановке работы организаций, предприятий, транспорта, компонент инфраструктуры, общая длительность которых не переходит критических значений.

Отмечается нехватка ряда отдельных видов энергоресурсов, для компенсации которых необходимо внести корректировки в график работ или перечень работы используемого оборудования, транспортных средств, компонент инфраструктуры, причем ряд из них либо выводятся из эксплуатации, либо используются редко;

Присутствуют ярко выраженные ограничения в энергообеспечении функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры, имеют место неожиданные сбои в обеспечении энергоресурсами.

В результате недостаточного энергоснабжения эффективность функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры, снижена.

Развитие народнохозяйственного комплекса связанное с увеличением энергопотребления невозможно.

Кризисное угрожающее состояние – 6 баллов

Энергетическая система не обеспечивает снабжение потребителей основными видами энергоресурсов, присутствуют периодические сбои в обеспечении энергоресурсов в некоторые интервалы времени (некоторое время суток, некоторые дни недели, некоторые времена года), длительность которых учитывается при формировании графика работы, учреждений, организаций, предприятий, что приводит к существенному ограничению функционирования ряда сегментов экономики, транспорта, инфраструктуры.

Присутствуют неожиданные сбои в работе энергетического комплекса, что приводит к остановке работы организаций, предприятий, транспорта, компонент инфраструктуры, оказывающее существенное влияние на эффективность их функционирования.

Фиксируется нехватка некоторых отдельных видов энергоресурсов, для компенсации которых прекращают работу ряда предприятий, сегментов транспорта, инфраструктуры, вносятся существенные корректировки в перечень работ или график работ используемого оборудования, транспортных средств, компонент инфраструктуры.

В основном обеспечено энергоресурсами функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры, но эффективность его работы падает.

Развитие народнохозяйственного комплекса, связанное с увеличением энергопотребления, невозможно.

Кризисное критическое состояние – 7 баллов

Энергетическая система не в состоянии обеспечить снабжение потребителей всеми видами энергоресурсов. Имеют место периодические сбои в обеспечении энергоресурсов в некоторые интервалы времени (некоторое время суток, некоторые дни недели, некоторые времена года), длительность которых учитывается при формировании графика работы, учреждений, организаций, предприятий, что приводит к существенному ограничению функционирования ряда сегментов экономики, транспорта, инфраструктуры, закрытию некоторых предприятий, прекращению функционирования ряда видов транспорта, сегментов инфраструктуры. Присутствуют неожиданные сбои в работе энергетического комплекса, что приводит к остановке работы организаций, предприятий, транспорта, компонент инфраструктуры, что оказывает существенное влияние на эффективность их функционирования, делает нерентабельным деятельность многих предприятий, неэффективному функционированию ряда видов транспорта.

Фиксируется нехватка ряда отдельных видов энергоресурсов, для компенсации которых прекращают работу множества предприятий, сегментов транспорта, инфраструктуры, вносятся существенные корректировки в перечень (или график работы) используемого оборудования, транспортных средств, компонент инфраструктуры.

Функционирование народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры, производится в ограниченном (усеченном) виде.

Полноценное функционирование всех сфер народнохозяйственного комплекса, транспорта, инфраструктуры невозможно.

Развитие народнохозяйственного комплекса, связанное с увеличением энергопотребления, невозможно.

Кризисное чрезвычайное состояние – 8 баллов

Энергетическая система обеспечивает основными видами энергоресурсов только критически важные сегменты народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры. Фиксируются существенные перерывы в поставках энергоресурсов, что приводит к работе ограниченного числа критически важных учреждений, организаций, предприятий, функционируют частично только ряд сегментов транспорта, инфраструктуры. Имеет место острая нехватка отдельных видов энергоресурсов, что приводит к существенному ограничению в работе предприятий, сегментов транспорта, инфраструктуры.

Функционирует незначительная часть народнохозяйственного комплекса, инфраструктуры, имеющая критические важное значение.

Примеры

Пример 1

Северный энергорайон Республики Бурятия РФ, 2009 г.

Потребление данного энергорайона, в период максимальных нагрузок достигает 220 МВт.

Фактический переток из Иркутской энергосистемы в 2008/2009 гг. составил 205 МВт, что превышает максимально допустимый переток - 200 МВт. Большой физический и моральный износ оборудования электростанций и электрических сетей. Так, в 2008 г. нормативный срок эксплуатации отработали агрегаты, суммарная мощность которых составляет 52% установленной мощности энергосистемы [5].

Потребности в энергоресурсах основных потребителей обеспечиваются в полном объеме, но подключение новых потребителей невозможно, хотя уже имеются заявки на подключение ряда предприятий.

По нашему мнению состояние работы энергетической системы Северного энергорайона Республики Бурятия РФ в 2009 г. можно классифицировать как 3 балла.

Пример 2

Блэкаут в Крыму 22 ноября 2015 г.

Поставки электроэнергии в Крым с территории Украины полностью прекращены. Энергетическая система полуострова работает в изолированном режиме. Собственная генерация составляет примерно 350 мегаватт - это ТЭЦ, мобильные газотурбинные электростанции, гелеосистемы, ветряные генераторы. Но это меньше половины необходимой мощности. Чтобы работать без ограничений, энергетической системе Крыма необходимо около 800 мегаватт.

Крупные города полуострова полностью обеспечены электроэнергией. Веерные отключения проводятся каждые четыре часа.

Бесперебойно электричество поставляется только в больницы и на объекты жизнеобеспечения – хлебозаводы, очистные сооружения и пр. Детские сады и школы к таковым не относятся: в результате некоторые школы работают в сокращенном режиме, а детские сады временно закрыли.

Коммерческим учреждениям государственное электричество поступает на общих основаниях - на два часа с последующим отключением на шесть. Стройки после отключения электричества в основном заморожены.

Поставки природного и сжиженного газа, а также жидкого топлива остались в прежних объемах.

Связь, транспорт работают, покрывая потребности населения, предприятий [4].

По нашему мнению состояние работы энергетической системы Крыма можно классифицировать как 6 баллов.

Пример 3

В 2000 г., в Приднестровье произошла тяжелая авария с падением опор, обрывами линий электропередач и большими перерывами в электроснабжении. Она началась в ночь с 26 на 27 ноября, когда в результате интенсивного гололедообразования начались отключения ВЛ-330 кВ и ниже. Причиной отключений были обрывы проводов и грозозащитных тросов, а также повреждения опор и их конструктивных элементов. Повреждения произошли из-за того, что величины гололедной нагрузки во много раз превышали проектно-расчетную величину. В результате массовых отключений были полностью обесточены Рыбницкий и Каменский районы, а также частично Дубоссарский и Григориопольский районы.

Без напряжения оказались 88 населенных пунктов, значительная часть промышленных предприятий и хозяйств. Была прекращена подача воды в гг. Рыбница, Каменка, были остановлены все котельные, в указанных районах без централизованного отопления оставались жилой фонд городов, больницы, школы, детские сады и т.д.

Были повреждены все транзитные высоковольтные линии электропередач со стороны Украины и Молдовы, по которым можно было бы получить напряжение на подстанции Рыбницкого и Каменского районов.

Связь, транспорт работали, покрывая потребности населения, предприятий.

По нашему мнению состояние работы энергетической системы Рыбницкого и Каменского районов можно классифицировать как 7 баллов.

Заключение

В представленной статье предложена новая классификация возможных состояний работы энергетической системы региона. Каждому состоянию ставится в соответствие некоторое количество баллов.

Предложенная классификация может быть использована при решении задачи оценки уровня энергетической безопасности любой страны, региона, города и т.д.

Список литературы

Методы расчета и анализ показателей энергетической безопасности: [Моногр.] / Быкова Е.В.; под ред.: В.М. Постолатия; Акад наук Молдовы, Ин-т энергетики. – К.: Б. и., 2005 (Tipogr. A.S.M) – 158 p. – (Сер. “Энергетическая безопасность республики Молдова”).
Федорченко Г.С. Расчет значений индикаторов, характеризующих энергобезопасность Приднестровья // Тирасполь, Вестник Приднестровского университета. Серия Физико-математические и технические науки № 3 (57), 2017. – с. 144-149.
Федорченко С.Г., Федорченко Г.С. Мультипликативная интегральная мера оценки состояния энергетической безопасности // Тирасполь, Вестник Приднестровского университета, Серия Физико-математические и технические науки № 3 (48), 2014. – с. 86-95.
http://www.rbc.ru/business/30/11/2015/ 565afa7c9a794701e74d90ee.
http://docs.cntd.ru/document/446259896. Правительство республики Бурятия. Постановление от 15 мая 2009 года № 177 «О стратегии развития топливно-энергетического комплекса республики Бурятия на перспективу до 2030 года».

Интересная статья? Поделись ей с другими: