Научная статья на тему 'ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 500 КВ'

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 500 КВ Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

CC BY
43
6
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Research Focus
Область наук
Ключевые слова
электрическая энергия / воздушные линии электропередачи / напряжение / пропускная способность линии электропередачи. / electrical energy / overhead power line / power generation / power consumption / voltage / transmission line capacity.

Аннотация научной статьи по технике и технологии, автор научной работы — Элчиева Малика Сайталиевна, Карыбекова Бермет Кенжекуловна, Бечелов Санжар

В статье рассмотрены вопросы развития электроэнергетики Кыргызстана и необходимость повышения пропускной способности воздушной линии электропередачи напряжением 500 кВ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

JUSTIFICATION OF THE NEED TO INCREASE THE CAPACITY OF THE 500 KV LINE

The article deals with the development of the electric power industry in Kyrgyzstan and the need to increase the capacity of the overhead power line with a voltage of 500kV.

Текст научной работы на тему «ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 500 КВ»

УДК: 621.311

ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 500 КВ Элчиева Малика Сайталиевна - к.э.н. доцент, Карыбекова Бермет Кенжекуловна - доцент, Бечелов Санжар - магистрант, Ошский технологический университет https://doi.org/10.5281/zenodo. 7555167

Аннотация: В статье рассмотрены вопросы развития электроэнергетики Кыргызстана и необходимость повышения пропускной способности воздушной линии электропередачи напряжением 500 кВ.

Ключевые слова: электрическая энергия, воздушные линии электропередачи, напряжение, пропускная способность линии электропередачи.

JUSTIFICATION OF THE NEED TO INCREASE THE CAPACITY

OF THE 500 KV LINE

Abstract: The article deals with the development of the electric power industry in Kyrgyzstan and the need to increase the capacity of the overhead power line with a voltage of 500kV.

Key words: electrical energy, overhead power line, power generation, power consumption, voltage, transmission line capacity.

ВВЕДЕНИЕ

Кыргызстан является государством, достаточно обеспеченным эгидроэнергетическими ресурсами. В настоящее время в состав его энергосистемы входит 21 электростанция с общей установленной мощностью 3591,27 тыс. кВт, в том числе 19 гидроэлектростанций с общей мощностью 2953,27 тыс. кВт и две теплоэлектростанции, с общей мощностью 638,0 тыс. кВт. При этом более 90% электроэнергии вырабатывается на гидроэлектростанциях. Мощные ГЭС, сооруженные в нижнем течении реки Нарын, представляют собой каскад гидроэлектростанций. Каскад включает в себя Токтогульскую ГЭС (установленная мощность - 1200 тыс. кВт), Курпсайскую ГЭС (800 тыс. кВт), сооруженную в 1982 г и Уч-Курганскую ГЭС, сооруженную в 1962 г. Кроме того, из крупных ГЭС в республике функционируют Атбашынская ГЭС (40 тыс. кВт), Ташкумырская ГЭС (450 тыс. кВт) и Шамалдысайская ГЭС (240 тыс. кВт) [3].

По гидроресурсам Кыргызстан занимает третье место среди стран СНГ после России и Таджикистана. Его географическое расположение явилось причиной условного деления его энергосистемы на две части - юга и севера. При этом северная часть энергосистемы по балансам мощности является дефицитной (потребление составляет 2/3 от всей электроэнергии), а южная - избыточной (здесь вырабатывается 90% всей электроэнергии Кыргызстана). Согласно этому большая часть произведенной электроэнергии Кыргызстана нуждается в транспортировке (передаче) с юга (от мест ее основного производства) на север (в места ее наибольшего потребления). Транспортировка, выработанной электроэнергии, существляется воздушными линиями электропередачи (ВЛЭП), важным ответственным звеном которых являются воздушные линии (ВЛ) высокого и сверхвысокого напряжений. Для Кыргызстана, на сегодняшний день, такими линиями являются ВЛ напряжением 500кВ «Датка-Кемин» и «Токтогульская ГЭС-Фрунзенская» по которым осуществляется передача электроэнергии с юга на север.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Многочисленные технико-экономические исследования, начатые еще во второй половине прошлого века, показывают, что общий потенциал производства электроэнергии в Кыргызстане может оценивается примерно в 168 млрд. кВтч., основная часть которого приходится на долю гидроэнергетических ресурсов в количестве 142,5 млрд. кВтч. Освоение данного потенциала, в настоящее время, составляет порядка 10 % от этих возможностей. Из этого можно заключить, что экономически эффективный потенциал кыргызской гидроэнергетики в перспективе может составлять порядка 100 млрд. кВтч, что в 6,5 раз выше уровня производства электроэнергии в Кыргызстане, достигнутого на сегодняшний день.

Согласно последним исследованиям, годовая потребность республики в электроэнергии, в настоящее время, составляет около 12,5 млрд. кВтч, а ее производство составляет порядка 14-15 млд. кВтч и они имеют тенденцию к увеличению. Основную часть производимой Кыргызстаном электроэнергии дает каскад Нарынских ГЭС, расположенный в бассейне реки Нарын. Уже в ближайшее время он сможет обеспечить дополнительный прирост мощности в 2200 МВт только за счет ввода в эксплуатацию и вывода на проектную мощность двух Камбаратинских ГЭС. Планируется в течении нескольких лет ввести в эксплуатацию ГЭС Камбар-Ата-1 проектной мощностью 1900 МВт.

Мощность Токтогульской ГЭС (введена в эксплуатацию в 1976 г) на сегодняшний день составляет 1 200 МВт, а годовая выработка ею электроэнергии составляет около 6 млрд. кВт ч. В 2017 году начата первая фаза ее реабилитации. Завершение трех фаз реабилитации Токтогульской ГЭС к 2023году позволит в итоге повысить ее мощность на 240 МВт. Это равноценно строительству еще одной новой ГЭС, подобной Камбар-Атинской ГЭС-2. Наряду с реабилитацией Токтогульской ГЭС, проводятся работы по реконструкции Ат-Башинской ГЭС, а также ведутся работы по введению в эксплуатацию второго агрегата Камбар-Атинской ГЭС-2 и реконструкции Уч-Курганской ГЭС. В целом, в сфере гидроэнергетики, до 2023 года ожидается повышение вырабатываемой мощности на 400 МВт. В отдаленной перспективе, с целью рационального использования гидроресурсов реки Нарын и трех ее притоков: Кокомерен, Алабуги и Ат-Башы, предусмотрено сооружение еще шести каскадов ГЭС: Кокомеренского-3 ГЭС (1310 МВт), Казарманского-3 ГЭС (900 МВт), Верхненарынского-6 ГЭС (350 МВт), Куланакского-5 ГЭС (440 МВт), Ат-Башинского-6 ГЭС и Алабугинского-4 ГЭС и др.

В совокупности, из всех проведенных исследований, можно заключить, что освоение энергетического потенциала Кыргызстана путем введения новых мощностей и новых электрических станций, в перспективе до 2030 года, при интенсивном росте экономики страны и приростом электропотребления 4% в год, потребует соответствующего развития магистральных электрических сетей напряжением 500 кВ для передачи по ним выработанной избыточной электроэнергии с юга на север. Проектирование и ведение в эксплуатацию новых мощностей укрепит потенциальные возможности кыргызской гидроэнергетики и в перспективе позволит рассматривать возможность крупномасштабного экспорта электроэнергии за рубеж.

Анализ динамики роста производства электроэнергии в Кыргызстане за период с 2000 по 2021 год подтверждает вывод о наличии положительной динамики в отрасли -объём производства, а значит и потребления электроэнергии постоянно неуклонно растет (рис.1).

млд.кВтч.

30

20

производство электроэнерги и в

10

0

Кыргызстане

1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

Рис. 1 .Динамика роста и стратегия развития производства электроэнергии в Кыргызстане

Рост потребления электроэнергии в свою очередь ведет к увеличению и росту передаваемых мощностей по линиям напряжением 500кВ, которые несут основную нагрузку при передаче электроэнергии с юга, где происходит основное ее производство, на север республики, который потребляет большую ее часть. И такая тенденция в динамике производства, потребления и соответственно передаче электроэнергии, согласно прогнозам, в ближайшем будущем будет не только сохранятся, но и набирать еще большие обороты с каждым годом. А значит прогнозируется и динамичный рост передаваемых мощностей по ВЛ, которые должны обеспечить передачу этих самых постоянно растущих мощностей с минимумом потерь при их транспортировке [2].

Связь Токтогульской ГЭС с энергосистемой осуществляется по двум высоковольтным ВЛ напряжением 500 кВ. «Токтогульская ГЭС - Фрунзенская» и «Датка-Кемин». Нынешнее состояние пропускной способности ВЛ «Токтогульская ГЭС -Фрунзенская» уже в ближайшее время не сможет обеспечить требуемый прирост электропотребления севера.

При этом для увеличения передачи электроэнергии на север была построена и введена в эксплуатацию новая ЛЭП «Датка-Кемин» протяженностью около 400км, позволяющая присоединить мощности Камбаратинских ГЭС. Она связала север Кыргызстана с югом и позволила улучшить электроснабжение севера республики, а в перспективе позволит экспортировать электроэнергию в Центральную и Южную Азию или в Россию. Многие страны этих регионов имеют высокие темпы экономического роста, это объективно увеличивает их потребности в электроэнергии. В тоже время Таджикистан, Казахстан и Китай уже начали и ведут интенсивные работы по наращиванию и увеличению своих электроэнергетических возможностей. В связи с этим можно говорить о создании уже в ближайшей перспективе жесткой конкуренции на внешних рынках электроэнергетических поставок. Кыргызстан должен удержать и сохранить свой региональный электроэнергетический потенциал.

По данным Всемирного банка, рынок сбыта электроэнергии в направлении Южной Азии перспективен для Кыргызстана в летний период, когда Нижне-Нарынский каскад ГЭС работает в ирригационном режиме, и попутно вырабатываемая избыточная электроэнергия может передаваться в Таджикистан и далее в Пакистан. Минимальная цена за кыргызскую электроэнергию прогнозируется в 5 цент/кВт/ч при себестоимости 3 цента. Поэтому существующие потенциальные возможности гидроэнергетики страны позволяют рассматривать в перспективе возможность крупномасштабного экспорта электроэнергии.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В связи с этим возникает вопрос о необходимости увеличения пропускной способности существующих магистральных воздушных линий электропередачи

напряжением 500кВ, обусловленной стремительным ростом потребления электроэнергии в настоящее время и в ближайшей перспективе, как у нас в стране, так и во всех странах Среднеазиатского и Азиатского регионов в целом.

На сегодняшний день у страны нет материальных ресурсов на строительство новых ВЛ напряжением 500кВ. Кыргызстан пока не намерен строить грандиозные линии электропередачи, подобные ВЛ "Датка" - Кемин". Поэтому, основная нагрузка по транспортировке электроэнергии и возрастающих ее мощностей ложится на уже действующие ЛЭП напряжением 500кВ, которые являются наиболее ответственным звеном наших электрических сетей и нашей электроэнергетической системы в целом. Их техническое состояние под воздействием гололедно-ветровых нагрузок на все элементы ВЛ в суровых горных и высокогорных условиях ухудшается и является одной из основных причин роста их повреждаемости. Это ведет к возрастанию их отказов, обусловленных старением материалов и климатическими воздействиями на ВЛ на фоне растущей динамики производства и потребления электроэнергии. Строительство новых высоковольтных ВЛ напряжением 500кВ является капиталоемким мероприятием и связано со значительными капиталовложениями. Поэтому возникает необходимость увеличения пропускной способности уже существующих ВЛ, что экономически более целесообразно и менее затратно, чем строительство новой линии. Согласно этому, одним из основных направлений развития гидроэнергетики будет обеспечение технического перевооружения и реконструкция действующих ВЛ по которым производится передача и транспортировка всей произведенной республикой электрической энергии [4].

ВЫВОДЫ

Постоянный рост нагрузок и прикрепление новых покупателей с перспективой на увеличение экспорта электроэнергии за рубеж требует от электроэнергетической системы Кыргызстана изменения параметров электрических сетей. В свою очередь, требования, предъявляемые к экономичности и экологичности, снижению сроков строительства ВЛ, безопасности и охране от электромагнитных полей и помех так же требуют от Кыргызстана новых подходов к модернизации уже существующих воздушных линий электропередачи с целью улучшения их пропускной способности. Воздушные линии электропередачи являются основным инструментом транспортировки электроэнергии. Поэтому, с целью повышения их пропускной способности для передачи по ним растущих мощностей на фоне постоянного роста энергопотребления внутри республики и за ее пределами требуется их модернизация. В связи с этим, проблема повышения пропускной способности ВЛ напряжением 500 кВ, как основных «транзитеров» электрической энергии, сохраняет свою актуальность и в настоящее время.

Литература

1. Александров Г.Н. Передача электрической энергии [Текст]/ Г.Н. Александров.//-2-е изд.-СПб.:Изд-во Политехн.ун-та,2009.-412с.

2. Кочкин В. И. Новые технологии повышения пропускной способности ЛЭП // Новости Электротехники. - 2007. - № 3. - С. 45.

3. Сыдыков Б.К. Энергетическая безопасность Кыргызской Республики. -Б.: "Алтын принт".2011.-188с.

4. Сыдыков Б.К. "Топливно-энергетическая политика КР: проблемы и перспектива развития" -Б.:2011. -81-145с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.