Проблемы повышения эффективности электросетевых распределительных компаний

Введение. В современных условиях развития энергетики высокую динамику демонстрирует электроэнергетическая отрасль. Она занимает одну из центральных позиций в формировании инфраструктуры страны и обеспечивает важнейшие отрасли производства большими объемами электроэнергии. От успешности работы генерирующих и электросетевых компаний зависит результативность деятельности отрасли в целом. Таким образом, актуальность настоящего исследования состоит в анализе возникающих барьеров на этапе перехода электроэнергетики к новому цифровому укладу [9]. Отсутствие комплексного подхода к принятию качественных управленческих решений на переходный период осложняет процессы цифровизации отрасли. При исследовании данной проблемы были изучены результаты научных трудов ученых, научных деятелей и представителей электросетевых компаний, таких как Мелентьев Л.А., Рогалев Н.Д., Хорольский В.Я., Таранов М.А., Жданов В.Г., Некрасов С.А. и др. Также использованы официальные статистические данные органов государственной статистики и Минэнерго России.

Целью научного исследования является выявление путей преодоления существующих барьеров перехода электроэнергетики к цифровой парадигме.

Научная новизна работы состоит в обосновании взаимосвязи текущего состоянием электросетевого комплекса и процессов управления процессами модернизации с темпами внедрения цифровых процессов в электроэнергетику.

Результаты проведенного исследования могут послужить основой для дальнейшего изучения выявленных проблем и поиска путей их решения не только научными исследователями, но и руководителями электросетевых организаций, представителями органов власти.

Основная часть. Реализации государственных инвестиционных проектов и программ обеспечили развитие электроэнергетической отрасли, однако эффективность реализуемых проектов и мероприятий по поддержке технического состояния объектов электросетевого комплекса остается на низком уровне. Это в свою очередь оказало существенное влияние на развитие электросетевой структуры (рис. 1)

Рис. 1. – Динамика развития субъектов электрических сетей за 2018 - 2021гг., % [5].

Представленная диаграмма демонстрирует медленный переход в развитии субъектов электрических сетей от отрицательной динамики к положительной. Однако опережающие темпы перехода из отрицательной динамики в стабильное состояние является неблагоприятной в определении направлений развития сетевых организаций. Данная проблема подтверждается динамикой инвестиций в основной капитал, направленных на техническое совершенствование электрохозяйства (см.рис. 2).

Из рис. 2 прослеживается положительная динамика инвестиций в развитие основного капитала компаний. Согласно статистическим данным, за период 2019-2021гг. объем инвестиций в модернизацию оборудования увеличился, однако обновление основных фондов не достигло необходимого уровня.

Рис. 2 – Индексы физического объема инвестиций в основной капитал компаний электроэнергетической отрасли, направленных на модернизацию и реконструкцию за 2018-2021гг., % [1].

Основной проблемой является износ оборудования. Темпы роста износа производственных объектов в электроэнергетике с каждым годом неуклонно растут (см. рис. 3), что негативно отражается на эффективности инвестиций и достижении ключевых показателей отраслевого развития.

Рис. 3 – Степень износа основных средств в электроэнергетической отрасли (за исключением малого предпринимательства) за 2016-2021 гг., в % [2,3]

Однако темпы роста инвестиций на модернизацию производственного оборудования обусловили незначительный темп снижения износа (см. рис.4).

Рис. 4 – Динамика темпов роста инвестиций на модернизацию и степени износа оборудования в электроэнергетической отрасли за 2018-2021 гг. [1,2,3]

Исходя из анализа приведенных выше статистических данных необходимо отметить, что реализация инвестиционных проектов не нацелена на улучшение надежности и качества поставляемой электрической энергии.

Статистические данные показывают, что за период 2018-2020гг. количество трансформаторов с низким уровнем физического износа увеличилось (рис. 5). С одной стороны, это свидетельствует о незначительных, но положительных результатах проведения мероприятий по модернизации и замене оборудования в целом. А с другой стороны, большая доля трансформаторов сохранила высокий уровень износа. Так, в 2019г. доля трансформаторов мощностью 110 кВ имеющим более низкий уровень физического износа, по сравнению с 2018г., увеличилась на 2,71%, а в 2020г., по сравнению с 2019г., на 6,15%, соответственно. При этом суммарный объем трансформаторов со средним износом и износом выше среднего в 2019г. сократился на 0,7%, а в 2020г. на 1,71%. Таким образом, силовое оборудование распределительных сетей имеют устойчивый рост износа.

Рис. 5 – Структура распределения силовых трансформаторов 110 кВ по уровню физического износа за 2018-2020гг, % [5]

Для сравнения рассмотрим уровень износа трансформаторов напряжением 220 кВ (рис. 6).

Рис. 6 – Структура распределения силовых трансформаторов 220 кВ по уровню физического износа за 2018-2020гг, в % [5]

Из рис. 6 видно, что доля трансформаторов с низким уровнем физического износа мощностью 220 кВ в 2019г., по сравнению с 2018г., увеличилась на 7,21%, а в 2020г., по сравнению с 2019г. на 0,2% ,соответственно. При этом суммарный объем трансформаторов со средним износом и износом выше среднего в 2019г. сократился на 0,95%, а в 2020г. на 1,51%. Таким образом, мы наблюдаем снижение темпов износа на более высоких уровнях напряжения. Следовательно, значительная доля износа оборудования в распределительных сетях сохраняется.

Рассмотрим динамику изменения уровня физического износа ЛЭП 35 кВ (линии электропередач) (рис. 7).

Рис. 7 – Структура распределения ЛЭП 35 кВ по уровню физического износа за 2018-2020гг., % [5]

Из рис. 7 видно, что износ ЛЭП (линии электропередач) испытывает колебания: в 2019г., по сравнению с 2018г., снижение составило 2,58%, а затем, в 2020г. произошло увеличение на 4,62%. Однако, выводы об улучшении состояния ЛЭП 35 кВ можно сделать только на основе сокращения доли объектов с высоким и средним износом. Так, в 2019г. снижение износа составило 1,58%, а в 2020г., соответственно, 0,92%. Следует, отметить, что общий уровень физического износа ЛЭП 110 и 220 кВ также сокращается, однако данные ЛЭП меньше подвержены старению, чем сети среднего и низкого напряжения.

Несмотря на положительную динамику в структуре изменений физического износа объектов электросетевого комплекса, многие из них по прежнему нуждаются в проведении дополнительных ремонтных работ. Можно сделать вывод о росте потребности в проведении ремонтных работ в целом и, особенно, оборудования в распределительных сетях.

В соответствии с методикой оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи была разработана классификация объектов электросетей по уровню их физического износа и утверждены мероприятия, направленные на его снижение (табл. 1). [6].

Таблица 1.

Уровень физического износа объектов электросетей и необходимые мероприятия по сокращению изношенного оборудования [6]

Обобщив результаты анализа статистических данных Министерства энергетики РФ и классификацию мероприятий по снижению износа можно оборудования сделать вывод, что в настоящее время около 35% силовых трансформаторов и 45% ЛЭП в общем объеме электросетевого хозяйства страны нуждаются в проведении электротехнического ремонта различной степени [6]. Следовательно, при дифференцированном подходе к формированию инвестиционных проектов, управление операционными затратами в распределительных сетях актуально [4].

Рассмотрим потери электрической энергии. Выполнение ремонтных работ по снижению уровня физического износа оборудования напрямую связано с уровнем технологических потерь электроэнергии. Статистические данные структуры потерь электроэнергии представлены на рис. 8.

Рис. 8. Структура потерь электроэнергии электросетевых компаний в РФ, % [10]

На рис. 8 видно, что большая доля потерь электроэнергии приходится на технологические, которые в первую очередь характерны ЛЭП. Данные потери возникают от близкого расположения к высоковольтным линиями электропередач и связаны с утечками в трансформаторах. Технологические потери электроэнергии разделяют на несколько групп:

- нагрузочные (зависят от суммарной нагрузки в электросетях);

-условно-постоянные (связаны с каждодневной работой объектов электросетевого комплекса, включая износ и аварии оборудования);

- потери, связанные с климатическими условиями и природной стихией (разные температурные режимы работы оборудования, стихийные бедствия, грозы и пр.).

Соотнесем данные о потерях электроэнергии, с количеством ремонтов выполненных на ЛЭП и ТП (трансформаторные подстанции) на примере ПАО «Россети» (рис. 9). На рис. 9 видно, что в 2021г. зарегистрирован самый большой объем ремонтных работ по ТП, что свидетельствует об отсутствии недостаточной их проработанности ремонтных мероприятий. Суммарный уровень потерь электроэнергии, связанный с функционированием силовых трансформаторов, составляет около 9,71% (рис. 8).

Объем потерь электроэнергии, связанных с несвоевременным ремонтом оборудования вызванных аварийными ситуациями и утечками можно определить исходя из количества подведомственных ТП, мощности и данных рисунка 8.

Рис. 9. Динамика проведенных ремонтных работ ПАО «Россети» по объектам ЛЭП и ТП за 2017-2021гг, в км и шт. соответственно [8]

Рассмотрим силовые трансформаторы мощностью 6-10,04 кВ. Так, в состав электросетевого хозяйства ПАО «Россети» по состоянию на 2021г. входит 103 530 шт. ТП, суммарная мощность которых составляет 20988 кВ [6]. Ремонту в 2021г. было подвержено 5258 ТП. Соответственно, потери, связанные с авариями и износом оборудования ТП можно оценить в 1065,92 кВ или 1,03%. Таким образом, оборудование в распределительных сетях имеет крайне низкую эффективность в использовании.

Снижение темпов износа сетевого оборудования зависит не только от вложенных инвестиций, но и от сложившейся структуры управления в распределительном секторе. Централизованное управление операционной деятельностью, неэффективность применения стандартных методов управления и низкая мотивация персонала сетевых компаний оказали влияние на сохранение уровня технологических потерь электроэнергии и обусловили риск возникновения аварийных ситуаций [6;11]. Результаты исследований показали, что низкая эффективность использования оборудования связана с действующим механизмом организации ремонтных работ. В таблице 2 нами представлен SWOT анализ деятельности сетевых организаций.

Обобщая полученные результаты исследования, следует сделать вывод о том, что электросетевые распределительные компании имеют недостаточный объем инвестиций на обновление объектов электросетевого комплекса и предпочитают направлять их на осуществление планово-предупредительного ремонта. Это в свою очередь снижает эффективность оперативного управления. Результаты исследований показали, что при существующей достаточно высокой потребности в проведении ремонтных работ ЛЭП и силовых трансформаторов, только 50% организаций качественно выполняют электротехнический ремонт [6].

Таблица 2.

SWOT анализ деятельности электросетевых компаний (составлено автором) [4,6,7,12]

Заключение. Подводя итог, следует отметить о необходимости разработки программ и мероприятий по совершенствованию организационного механизма управления ремонтами в условиях ограниченных финансовых ресурсов. Для этой цели следует внедрять принципы процессного подхода к управлению на основе корпоративной культуры организации. Изменения структуры управления должно базироваться на создании интеграционных бизнес - процессов, что позволит повысить эффективность деятельности электросетевых распределительных компаний, а также проанализировать и оценить результаты, которые были достигнуты за определенный период. Одним из действенных методов повышения эффективности механизма организации ремонтов, на наш взгляд, является разработка критериев выбора участников выполнения ремонтных работ, что позволят повысить эффективность управления сетевым предприятием до момента перехода к этапу эксплуатации нового типа оборудования.