Некоторые вопросы развития электрических сетей США

Опубликовано: 08.10.2017

Файбисович Д. Л.

Отчетные данные по развитию электроэнергетики США в 90-е годы прошлого века отражают резкое снижение масштабов строительства магистральных линий электропередачи по сравнению с предшествующими периодами. Указанная негативная тенденция нашла отражение в докладе “Национальная энергетическая политика США”, подготовленном в 2001 г. по поручению президента. В докладе отмечается, что инвестиции, а следовательно, и масштабы строительства магистральных электрических сетей в США в последние 10 лет находились в состоянии стагнации. Темпы инвестиций в развитие магистральной сети в течение последнего десятилетия составили порядка 290 млн. дол. в год (доллары 1990 г.), что существенно ниже, чем в предшествующие годы. В то же время рост спроса на электроэнергию составил в этот период по стране около 2% в год. Высокими темпами росла также установленная мощность электростанций. Все это привело к снижению запасов пропускной способности магистральной сети и стало сказываться не только на ограничениях бизнеса, но, что самое главное, на снижении надежности электроснабжения отдельных регионов США.

Оддбодики все серии подряд УДАРИЛО ТОКОМ oddbods ELECTRIC SHOCK Новые мультики оддбодс Шоу для детей

Так, снижение пропускной способности магистральной сети в последние годы явилось одной из причин тяжелых режимов в энергосистемах Среднего Запада страны. Как следствие, это вынудило проводить веерные отключения, а также определило скачки цен на электроэнергию, в результате чего многие потребители были вынуждены ограничивать спрос на электроэнергию.

Ограниченная пропускная способность магистральной сети не позволяет в общем случае заменить производство электроэнергии передачей мощности и электроэнергии из избыточных регионов. Расширение системы электропередачи в целом ряде случаев оказывается более экономичным, чем расширение производства электроэнергии, облегчая доступ потребителей того или иного региона к более дешевой электроэнергии. Ограничения, связанные с передачей, сдерживают потоки электроэнергии, в результате чего потребителю приходится платить за электроэнергию более высокие цены.

По данным отмеченного доклада при общей протяженности магистральных ВЛ США (начало 2001 г.) 252,4 тыс. км уровень развития электрических сетей страны оценивается как неудовлетворительный.

С целью исключения подобного положения в ближайшие годы намечен весьма значительный объем нового электросетевого строительства.

Так, по данным Федерального Совета по надежности электроснабжения США в ближайшие 2-3 года планируется ввести в работу ВЛ напряжением 230 кВ и выше общей протяженностью 11,4 тыс. км, а в последующий период до 2011 г. еще 16,2 тыс. км. Указанные масштабы строительства позволяют считать, что рост протяженности этих ВЛ в ближайшие 10 лет превысит 5% всех действующих ВЛ напряжением 230 кВ и выше, построенных за многие десятилетия.

Несмотря на чрезвычайные меры по интенсификации электросетевого строительства, не следует забывать, что спрос на электроэнергию в этот период возрастет на 25%.

Материалы доклада показывают, что основным сдерживающим фактором при строительстве магистральных линий электропередачи является неустойчивое финансовое состояние многих энергокомпаний. Сооружение мощных ВЛ, проходящих по зоне обслуживания нескольких энергокомпанией, представляло определенные сложности в организационном и финансовом плане, а поэтому ряд намеченных проектов строительства ВЛ не осуществляется и в ряде случаев их сооружение проводится в более поздние сроки, чем предварительно намечалось. Решения отдельных штатов по вопросам прохождения ВЛ нередко принимаются без учета передающих объектов для общенациональной сети. Законодательство некоторых штатов, регулирующее выбор мест размещения объектов, требует поступления доходов в бюджет штатов, в результате чего отклоняются предложения о строительстве участков магистральной сети, которые должны обслуживать целый регион, а не отдельный штат.

Так, недавнее решение законодателей штата Коннектикут, блокирующее строительство линий электропередачи в Лонг-Айленд, было принято без учета потребностей района в электроэнергии. Все это позволило сделать вывод, что в действующее законодательство по выбору трасс ВЛ необходимо срочно вносить изменения, учитывающие общенациональный характер электросетевых объектов магистральной сети.

Энергокомпании отмечают, что в последние годы факторами, сдерживающими строительство, являются трудности с получением согласованных трасс для новых ВЛ.

Экологические требования (прежде всего обходы лесных участков и др.), а также жесткие требования местных администраций по сохранению существующего ландшафта и ряд других причин приводят к удлинению трасс по сравнению с воздушной прямой, что в конечном итоге удорожает электросетевое строительство. С целью улучшения финансового положения энергокомпании нередко осуществляют продажу сетевых сооружений отдельным независимым компаниям. Ожидают, что новые владельцы не только будут инвестировать необходимые средства в поддержание работоспособности приобретенного объекта сети, но и будут способствовать ее дальнейшему развитию путем строительства ВЛ.

Наиболее характерным процесс продажи отдельных сетевых сооружений другим владельцам может быть иллюстрирован состоянием дел в энергокомпании Детройта, финансовое положение которой носило неудовлетворительный характер. В результате проведения многочисленных переговоров с независимой сетевой компанией 3 декабря 2002 г. было достигнуто соглашение, при котором энергокомпанией было продано ВЛ общей протяженностью 4828 км. При этом энергокомпания Детройта утратила контроль над основными магистральными ВЛ и потоками мощности по ним. Диспетчерские функции в этих условиях будут осуществляться системным оператором.

Продажа указанных ВЛ с соответствующими полосами отчуждения позволит энергокомпании на этой сделке получить 610 млн. дол. При этом энергокомпания Детройта предполагает за счет полученных капиталовложений увеличить инвестиции в развитие электростанций и распределительную электрическую сеть.

Отмеченное направление в организации эксплуатации и развития электросетевого хозяйства является одним из проявлений реорганизации сложившейся за многие годы вертикальной структуры электроэнергетики страны. Эта структура в течение длительного предшествующего периода предусматривала работу отдельной энергокомпании на строго закрепленной территории, куда конкуренты не допускались. Энергокомпания занималась всем комплексом вопросов: топливообеспечением, производством электроэнергии, ее передачей и распределением, оптовой и розничной продажей. В настоящее время эта модель считается устаревшей.

Новая модель - модель будущего, предусматривает отделение генерирования, организацию конкуренции между генерирующими компаниями при сохранении регулирования передачи и распределения электроэнергии.

Одним из проявлений новой модели структуры электроэнергетики следует считать организацию новых компаний, специализирующихся не только на строительстве и последующей эксплуатации электросетевых объектов. Эти новые сетевые компании в структуре новой организации электроэнергетики стоят между генерирующими и распределительными компаниями. В своей деятельности сетевые компании не только сосредотачивают в своих руках электрические сети “старых” энергокомпаний, но и пересекают границы их деятельности, объединяя сетевые подразделения нескольких энергокомпаний. Такие укрупненные сетевые подразделения являются составной частью общенациональной электрической сети.

Стремясь расширить территориальную зону своих интересов, сетевые компании нередко пересекают государственные границы. Так, крупная электросетевая компания в г. Рестон (штат Вирджиния), владеющая 20,2 тыс. км линий электропередачи, в мае 2002 г. приобрела в Канаде весьма значительный объем сетевых сооружений, включающий 11,5 тыс. км ВЛ и 260 подстанций напряжением 69 - 500 кВ. Эти сети обслуживают более половины потребителей провинций Альберта, Калгари и Эдмонтон.

В последние годы идет интенсивный процесс формирования сетевых компаний. Так, сетевые подразделения энергокомпаний штатов Висконсин, Мичиган и Иллинойс объединились в составе Amerikan Transmission Co (АТС). С 1 января 2001 г. АТС приняла на себя все функции по перетокам мощности. В настоящее время после включения в состав компании ряда малых сетевых подразделений в ведении АТС находятся ВЛ общей протяженностью 13,8 тыс. км и 450 подстанций.

Наиболее крупное сетевое объединение США в настоящее время - компания “Сети Америки”, в состав которой включены сетевые подразделения трех энергокомпаний Среднего Запада страны и часть сетей северной части штата Индиана. В ведении компании “Сети Америки” находятся ВЛ, общая протяженность которых составляет 22,5 тыс. км, а территория обслуживания - 119,1 тыс. км2. Эта компания открыта для присоединения к ней сетевых подразделений других энергокомпаний. Управление режимами ведется в энергокомпании “Сети Америки” службой независимого оператора.

Может быть отмечено, что наряду с формированием сетевых компаний за счет приобретения действующих ВЛ и подстанций им удалось уже осуществить сооружение и наметить дальнейшую программу электросетевого строительства.

Далее приведен ряд наиболее крупных проектов, строительство которых уже завершено или будет закончено сетевыми компаниями в ближайшие 2-3 года.

Одной из первых независимых компаний по строительству электросетевых сооружений в США явилась компания Trans Energie (ТЕ), основное назначение которой связано не только со строительством, но и с последующей эксплуатацией линейных сооружений. В этих условиях ТЕ отбирает преимущественно ВЛ, отходящие от электростанций к изолированно работающим крупным узлам нагрузки. Одним из первоочередных объектов, осуществленных компанией ТЕ, явилась прокладка подводной кабельной линии постоянного тока ± 150 кВ, работы по строительству которой предполагалось завершить в первой половине 2003 г.

Кабельная линия проходит между Нью-Хейвен (штат Коннектикут) и Шорхэм (остров Лонг-Айленд, Нью-Йорк).

Следующим объектом строительства ТЕ является прокладка кабельной линии между Нью- Джерси и подстанцией Рейни в Нью-Йорке, значительная часть линии выполнена в подводном исполнении. Ввод в работу этой кабельной линии (2005 г.) позволит увеличить пропускную способность в центральную часть Нью-Йорка на 650 МВт.

Рассматривается весьма крупный амбициозный проект сооружения межсистемной электрической связи между провинциями восточной Канады, районами Новой Англии, Нью-Йорка и штатами Средней Атлантики (проект “Нептун”). Этот проект включает сооружение в разные годы ближайшего десятилетия ряда участков ВЛ и кабельных линий. Последние, как правило, прокладываются при пересечении водных преград. Помимо действующих и строящихся участков следующим по срокам сооружения этой электропередачи будет участок, связывающий деловую часть Лонг- Айленда (штат Нью-Йорк) с северной и центральной частями штата Нью-Джерси. Каждый из участков рассматриваемой электропередачи будет иметь пропускную способность не менее 600 МВт.

В ближайшие 4 года планируется осуществление крупного энергетического проекта “Северный Свет”. Проектом предусматривается сооружение межгосударственной линии 500 кВ Канада - США. В энергосистеме провинции Альберта (Канада) до 2005 г. общий рост установленной мощности составит 5000 МВт. Это на 2000 МВт выше, чем ожидаемый рост нагрузок прилегающего района, что определяет возможность осуществления экспорта электроэнергии. Значительная часть мощности будет установлена на промышленных ТЭЦ. Получаемый на ТЭЦ пар будет использован в технологической схеме получения нефтепродуктов из залежей “нефтяных песков”, месторождения которых расположены в этой районе. Начало электропередачи 500 кВ принимается на новой электростанции, расположенной в районе Мак- Марри. Приемный конец электропередачи 500 кВ - одна из подстанций энергосистемы северо-западной части Тихоокеанского побережья США. В этой энергосистеме основная генерирующая мощность представлена преимущественно гидроэлектростанциями, что делает весьма благоприятной совместную работу местных ЕЭС и тепловых электростанций энергосистемы провинции Альберта. Расчетная пропускная способность ВЛ 500 кВ 2000 МВт.