CC BY
17
Механизм «тройной спирали» в электроэнергетике с использованием
SMART технологий The mechanism of the "triple helix" in the power sector using SMART
technology
Квасов Иван Андреевич Kvasov Ivan Andreevich к.т.н., доцент
АНОУ «Институт экономики и антикризисного управления»
iakvasov@mail. ru
Аннотация
Проведенный в статье экспресс-анализ современного состояния электроэнергетики России и тенденций ее развития позволил сформулировать авторскую оценку, согласно которой основные проблемы развития сектора лежат в области системного управления. Наиболее подходящим путем решения является хорошо апробированная в других отраслях концепция «тройной спирали», которая представляет собой эффективную форму сотрудничества субъектов управления. Специфика ее применения в энергетике обуславливает использование современных средств информационного обеспечения на базе SMART технологий. Проведенный в статье критический анализ последних позволил выделить те из них, которые являются наиболее приемлемыми на современном этапе развития российской энергетики. По мнению автора, в настоящий момент целесообразно выделение отдельного управленческого блока при формировании системной интеграции независимо от уровня энергетической системы: федеральной, региональной или местной. Выделены и оценены факторы и критерии, определяющие эффективность управления энергетической системой, представлены рекомендации по комплексному совершенствованию управления этим сектором народного хозяйства.
Abstract
Held in the article express analysis of the current state of Russia's electricity industry and its development trends allowed to formulate the author's assessment that the main problems of development of the sector lie in the area of system management. The most appropriate way to solve is well tested in other sectors of the concept of the "triple helix", which is an effective form of cooperation control subjects. The specificity of its application in the energy sector leads to the use of modern means of information provision based on the SMART technology. Conducted a critical analysis of the recent article it possible to identify those that are most appropriate at the present stage of development of the Russian energy sector. According to the author, at the moment it is advisable to separate the allocation of administrative block in the formation of system integration regardless of the level of the energy system: federal, regional or local. Isolated and evaluated the factors and criteria that determine the effectiveness of the energy management system, provides recommendations for the improvement of the integrated management of this sector of the economy.
Ключевые слова
электроэнергетический сектор, концепция, механизм, «тройная спираль», комплексное управление, SMART технологии, объектно-ориентированный подход, математическое моделирование.
Keywords
the electricity sector, the concept of the mechanism, "triple helix", integrated management, the SMART technology, object-oriented approach, mathematical modeling.
Введение
Топливно-энергетическая отрасль является базовой для Российской Федерации. Она составляет более 25% ВВП, формирует более 30% консолидированного бюджета, около 70% валютных поступлений, более четверти прямых инвестиций нашей страны. В настоящий момент, по
производству энергоресурсов Россия занимает четвертое место в мире, уступая странам ОПЕК, Китаю и США, общая доля - 10% всего мирового производства. Страна на первом месте по экспорту газа, втором - нефти и третьем по экспорту угля. При общем объеме производства энергии в 1470 млн. тонн нефтяного эквивалента (н.э.) около 630 млн. тонн н.э. идет на экспорт, что составляет 16% мировой торговли энергией, по этому показателю Россия - абсолютный мировой лидер.
Однако, смены технологического уклада, моделей экономического развития в крупнейших экономиках мира, своеобразная промышленная революция, связанная с переносом производства в развитые страны на основе роботизации и новых технологий (например, 3 D печати) вызывают серьезные опасности для позитивной динамики развития отрасли. Положение усугубляется падением цен на мировых энергетических рынках и появлением альтернативных видов энергии. Абсолютное большинство прогнозных оценок, как отечественных, так и зарубежных экспертов, единодушны в том, что экспорт энергоресурсов из России будет снижаться уже в ближайшие годы.
Пространственное размещение факторов производства, а также социально-экономическое развитие страны и отдельных ее регионов имеют свои особенности. Обладая только 2% населения мира, которое производит 2,5% мирового ВВП, Россия потребляет более 5% энергоресурсов планеты. Самых холодный , из всех стран мира, климат обуславливает увеличение на 20% энергопотребления на освещение, по сравнению с Западной Европой и на 25-30% удорожание строительства и эксплуатацию промышленных и жилых объектов. Энергоёмкость ВВП России (по паритету покупательной способности национальных валют) в 1,9 раза выше среднемировой, в два раза выше этого показателя Соединённых Штатов Америки и в три - ведущих стран ЕС. Нагрузка энергетики на экономику страны в 4,5 раза выше среднемировой, капитальные вложения в энергетику достигают 6% от ВВП, тогда как в среднем по миру они составляют лишь 1,3%. Возможности
использования ВИЭ (прежде всего солнечной энергии и биомассы) значительно хуже, чем в других странах, опять же из-за климатических условий.
Негативное воздействие на развитие экономики оказывает также и географический фактор. Свыше 80% населения и промышленных предприятий сосредоточено в европейских районах страны, тогда как свыше 80% запасов топливно-энергетических ресурсов приходится на Сибирь и Дальний Восток. Именно поэтому Российская Федерация имеет самые большие в мире протяжённость и объёмы грузовых и пассажирских перевозок. 98% этого грузооборота обеспечивается наиболее дорогим сухопутным транспортом (железнодорожным, трубопроводным и автомобильным). Плотности населения и энергетической инфраструктуры в России в 4 и 7 раз меньше чем в США, и в 7 и 9 раз меньше, чем в Европе. Только 18% регионов страны обеспечены собственными энергоресурсами, а в остальные их приходится завозить за сотни, а иногда и тысячи километров.
Выше изложенное обуславливает крайнюю необходимость повышения эффективно деятельности отрасли, осуществление инфраструктурных преобразований, проведение на деле, а не на словах модернизации.
Кроме того, надо понимать, что занимая уникальное геостратегическое территориальное положение между Европой и Азией, между Востоком и Западом, Россия просто обязана играть ведущую роль в мировой экономике и политике. Страна должна сама формулировать новые геополитические вызовы, писать собственные «сценарии» развития мировой энергетики. Национальная культура и менталитет позволяют это сделать не в противопоставлении себя партнерам, не в конфронтации с другими участниками мировых энергетических рынков, а в содружестве с ними, конечно, не поступаясь при этом собственными национальными интересами.
Большинство наших соседей просто не могут обойтись без отечественных энергоресурсов и транспортной инфраструктуры и это нужно воспринимать как колоссальные возможности, источники развития
экономики и социальных преобразований. Сейчас крайне важен позитивный взгляд на перспективы будущего мироустройства и своего места в нем.
Основной раздел
Следует согласиться с мнением ведущих ученых-энергетиков страны [1] о том, что именно электроэнергетика является тем «локомотивом» который способен «вывести» национальную экономику на качественно новый уровень развития. Это обусловлено не только тем, что отрасль играет определяющую роль при решении всех важнейших стратегических задач развития страны, но и нем что становится самой высокотехнологичной. Тенденция превращения энергетики в самую наукоемкую и технологически оснащенную сферу деятельности человека отчетливо наблюдается в течении последних лет. Именно здесь сконцентрировались многие самые передовые технологии информационной обработки данных и изучения объектов с помощью лазера, в совокупности геодезическими и геологическими исследованиями из космоса позволившие добывать сланцевые нефть и газ в промышленных масштабах.
Большинство развитых и развивающихся стран ищут свое место, свои конкурентные преимущества в быстроменяющемся мире и в России, обладающей довольно высоким научным и ресурсным потенциалом следует двигаться в этом же направлении. Нужен только своеобразный толчок, четкая понятная идея, принятая большинством теория, наглядная модель демонстрирующая что нам надо и каким образом это получить.
На наш взгляд, такой концентрированный образ, схема взаимодействия всего российского общества есть [2], она изображена на рисунке 1 и называет «тройная спираль».
Рис. 1 Схема взаимодействия по модели «тройной спирали»
В условиях современного высокотехнологичного общества не один из институциональных субъектов не может обособлено решить не одну важнейшую стратегическую задачу развития. Государство, например, не может генерировать новые знания и технологии, наука, ввиду отсутствия ресурсов, не в состоянии решать проблемы инфраструктурного обеспечения и развития, а бизнес, из-за ограниченности горизонта прогнозирования и планирования, - ставить стратегические задачи. Кроме того, сейчас невозможно, как это было в советское время, доминирование одного института - просто свободные рыночные отношения, разные формы собственности и многообразие целей не позволяют это сделать. Нужно комплексное, системное взаимодействие университетов (науки и образования) с промышленностью (бизнесом) и правительством (государством), причем в сферах высоких технологий, в постиндустриальном обществе, основанном на научном знании, роль этого взаимодействия только усиливается. Это сотрудничество, своеобразная системная связь проявляется, прежде всего, в вопросах управления. Каждая из сторон выполняет ряд нестандартных для себя функций постановки целей, планирования и организации в сферах, традиционно относящихся к частям системы [3].
Для осуществления эффективного управления при котором только и возможно формирования, того, что специалисты в области системного анализа, называют синергетический эффект, а в реальном, физическом проявлении представляющего инновационный продукт (технологию, объект инфраструктуры, качественное изменение хозяйственной деятельности и др.) необходим организационно-структурный элемент. Этот элемент, своеобразная особая, с разными, в зависимости от решаемых задач, уровнями иерархии надстройка будет выполнять все управленческие функции. Все
отношения в модели «тройной спирали» регулируются контрактами, гарантирующими стабильность и устойчивость.
Представленная модель, предлагается, как общая и может быть использована в разных отраслях, регионах, при решении различных задач инновационного развития. Однако, на практике для достижения реального эффекта необходимо учитывать специфику объекта управления и в соответствии с этим вносить изменения.
Касаясь электроэнергетики, на наш взгляд, прежде всего необходимо учесть два фактора, не меняемые, сущностные основы построения представленного механизма - современное состояние и общие тенденции развития отрасли.
Первое связано с начатыми еще в середине нулевых реформами. Единый комплекс с централизованным управлением был разделен на множество объектов, выполняющих разные технологические процессы (операции), имеющие разные организационно-правовые формы и целевые установки. В данной работе автор не ставит задачу оценки проводимых реформ, цель - найти пути повышения эффективности управления существующей системы со сложившейся структурой. Предлагается использовать блоковый подход, при котором принципы и критерии выделения блоков могут меняться в зависимости от изменения задач управления. Единственный блок, который должен объективно существовать всегда - управленческий, без него ни одна из поставленных задач не будет реализована в полном объеме. Выделение блоков позволяет создавать и оптимизировать модели генерирования, передачи и распределения электроэнергии [4], в которой конечные экономические показатели являются функцией, а аргументами этой функции являются технологические параметры и цены на используемые в технологии энергоресурсы. При этом возможна передача любых показателей из технологической части модели в экономическую, с целью анализа, контроля и координации. Еще одним
преимуществом блокового подхода является возможность автоматизировать как технологические, так и управленческие процессы.
Второй фактор развития электроэнергетики - это внедрение в нее технологий Smart Grid [5]. Несмотря на то, что единой концепции Smart Grid нет, анализ периодической литературы по данной проблематике позволяет выделить пять общих направлений развития этой технологии:
- создание «умных» сетей, технологий, домов, измерительных приборов, обеспечивающих мониторинг, учет, контроль и управление энергопотреблением;
- усовершенствование методов управления как энергосистемой, так и энергообъектами в режиме реального времени;
- модернизация технологий передачи и распределения электроэнергии;
- разработка интерфейсов и средств коммуникации, которые позволяют элементам первых четырех групп обеспечивать взаимодействие друг с другом и тем самым сформировать SMART как единую технологическую систему.
Считаем что эти элементы, безусловно должны быть внедрены в управленческий блок электроэнергетической системы. Имеются хорошо апробированные на региональных и отраслевых уровнях отечественные разработки Smart Grid, которые могут быть реализованы как на более высоком (межрегиональном и федеральном), так и на местном (районом) уровне управления. Эти комплексы включают, по крайней мере, три составляющие:
- «Умное освещение» - регулирование освещения на улице в зависимости от времени суток, нужности. График работы задается с диспетчерского пульта
- «Умный учет» - обеспечивает точность учета, контроль качества электроэнергии.
- «Умные сети» - качество снабжения, предусматривающее использование:
а) реклоузеров, которые позволяют с точностью до метра определить
повреждения (разрыв) в линии передач. Реклоузеры объединяет в себе
вакуумный выключатель и микропроцессорную релейную защиту с противоаварийной автоматикой. В случае повреждения автоматически локализовывают аварийные участки.
б) бустеров, т.е. специальных вольтодобавочных трансформаторов, которые повышают, стабилизируют напряжение и увеличивают пропускную способность.
Данные составляющие представляются очень полезными для совершенствования качества технологических операций и процессов управления, но все-таки представляют только элементы технически-информационного обеспечения. Для организации системного взаимосвязанного управления в едином центре, термин Grid (сеть) представляется не совсем точным, не раскрывающим сути, на наш взгляд, при данной постановке нужно использовать более общий - Smart технологии. Выделив на первом этапе обособленный управленческий блок и вооружившись Smart технологиями управления можно решать различные задачи, связанные, прежде всего с развитием. В частности строительства или модернизации генерирующего источника, в совокупности с менеджерами, их навыками, специальными знаниями управляющий блок становится «Центром Smart управления». Формы связи этого блока с другими представлены на рисунке 2.
Рис. 2 Процесс формирования Центра Smart управления как кибернетической
системы обработки информации
Технология Smart не случайно многими специалистами отмечается как активно-адаптивная, что подразумевает изменение объектов управления в зависимости от изменившихся целей системы, ее параметров и функций.
Заключение
Концепция Smart предполагает активную роль потребителя, когда он становится, с одной стороны, активным субъектом разработки и принятия решения по развитию и функционированию энергосистемы, а с другой -объектом управления. Кроме того, Центр Smart управления должен быть результатом активного взаимодействия субъектов рыночных отношений: государства, энергокомпаний и потребителя. Установленные правила в такой системе будут сформулированы таким образом, что никому не выгодно их нарушать ведь каждый получает свою экономическую выгоду.
В работе [6] представлена программная реализация взаимодействия субъектов управления. Программная среда основа на объектно -ориентированном подходе, представляет достаточно наглядное средство (ИАСПП) решения любых возникающих проблем (см. рис.3).
Рис. 3 Визуальная среда построения деревьев принятия решений
Для работы с многомерными матрицами свертки объектной модели в программном комплексе используется один из самых популярных методов анализа данных - механизм OLAP.
В целом, область применения разработанного средства чрезвычайно обширна. Модель используется для экономического обоснования управленческих решений в иерархических структурах с целью синхронизации деятельности различных уровней. В роли таких структур могут выступать как коммерческие предприятия-холдинги, так и государственный органы, делающее выбор среди программ, приводящих к оптимальному решению с минимальными затратами. Действительно, представляется естественным отображать взаимосвязи различных уровней в виде объектных деревьев. Направлениями применения представленного средства являются инвестиционная деятельность, стратегическое управление и риск менеджмент. В первом случае объединенный Центр Smart технологии помогает совершить обоснованный выбор между различными альтернативами реализации инвестиционных программ. Во втором -интеграция Smart технологии с системой сбалансированных показателей позволит качественно улучшить процесс стратегического управления.
Библиографический список:
1. В.В. Бушуев, А.М. Мастепанов, В.В. Первухин, Ю.К. Шафраник Глобальная энергетика и геополитика (Россия и мир)/ -М.: Институт энергетической стратегии, 2015. -90 с.;
2. Дежина И. Г. Государство, наука и бизнес в инновационной системе России / Дежина И.Г., Киселева В.В. - М.: ИЭПП, 2008. - 227 с.: ил. - (Научные труды /Ин-т экономики переходного периода; № 115Р);
3. Квасов И.А. Механизм системного управления инновационным развитием/ Вектор науки, журнал Тольяттинского государственного университета, №4 (34) 2015г. с. 116-121;
4. Квасов И.А., Тлебаев М.Б., Парфенов С.В. Применение методов оптимизации в эколого-экономических задачах / Депонировано в КазгосИНТИ 2.11.98 г. №8486
5. Бурый О.В., Калинина А.А., Кукреш Л.Я. и др. Энергоэкономическое прогнозирование развития регионов - М.: Наука, 2008.
6. Бондарева М.В., Квасов И.А. Многокритериальный анализ: оценка инвестиций: Монография. - Нижневартовск: ООО «Северный город», 2005. - 156 с.;
