Освоение технологической инновации на основе лицензионного соглашения в сфере электроэнергетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Освоение технологической инновации в сфере электроэнергетики

1.1 Сфера электроэнергетики в России

1.2 Проблемы электроэнергетической отрасли

1.3 Пути решения проблем электроэнергетической отрасли

1.4 Характеристика технологических инноваций

1.5 Модернизация в сфере электроэнергетики

2 Технико-экономическая характеристика производственного отделения «Великоустюгские электрические сети» филиала ПАО «МРСК Северо-Запада» «Вологдаэнерго»

2.1 Краткая характеристика предприятия

2.2 Анализ экономических показателей деятельности ПО «ВУЭС»

3. Технико-экономическое обоснование модернизации производственно-технологической системы

3.1 Характеристика производственно-технологической системы (ПТС), электрической подстанции

3.2 Модернизация оборудования на трансформаторных подстанциях 110/35/10 кВ

3.3 Анализ экономической эффективности освоения технологической инновации

Заключение

Список использованных источников

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В условиях рыночной инновационной экономики производственные предприятия региона должны изготавливать только ту продукцию и услуги, которые имеют конкурентные преимущества, ориентируясь на изменяющиеся потребности рынка. Одним из способов достижения этого результата является освоение технологических инноваций.

Инновация - конечный результат инновационной деятельности, воплощенный в виде экономически целесообразного продукта, технологического процесса, организации производства в инженерном бизнесе. В этом смысле инновационный процесс является инструментом для коммерциализации результатов интеллектуальной деятельности инноваторов, имеющих рыночную стоимость, их авторов (собственников) и возможность их отчуждения.

Технологические инновации представляют собой технические инновационные решения, результатом которых является появление нового или усовершенствованного продукта или услуги, внедренных на рынке, способа производства услуги, используемых в практической деятельности. Освоение технологических инноваций обеспечивает снижение операционных затрат и увеличение объемов реализации продукции или услуг предприятия.

Вопросы, связанные с освоением технологических инноваций на стадии инновационного развития предприятий рассмотрены в работах таких авторов как Казаков С.П., Кадыров Т.А., Мысаченко В.И., Перекалина Н.С., Рожков И.В., Шичков А.Н. и др.

На настоящем этапе развития цивилизации развитие экономики любой страны невозможно без использования энергии. Электричество - наиболее универсальная форма энергии. Базовой отраслью промышленности России является электроэнергетика. От уровня ее развития зависят все сферы деятельности, поэтому необходимым условием является освоение технологических инноваций.

Актуальность работы, связанной со сферой электроэнергетики заключается в обеспечении потребительских свойств продукции и оказании более качественных услуг, а также в повышении стабильности энергоснабжения районных муниципалитетов, что приведет к улучшению жизнедеятельности населения в целом.

Целью выпускной квалификационной работы является введение модернизации производственно-технологической системы в связи с ее функциональным износом для снижения операционных затрат, увеличения объема реализованной продукции (услуг).

В данной области инженерного бизнеса необходимо решить следующие задачи:

· изучить теоретические аспекты проектирования технологических инноваций;

· провести ситуационный анализ деятельности предприятия;

· изучить структуру операционных затрат предприятия;

· выполнить анализ возможности освоения технологической инновации на предприятии;

· провести оценку экономических результатов освоения технологических инноваций.

В качестве объекта исследования выбрано производственное отделение «Великоустюгские электрические сети» филиала ПАО «МРСК Северо-Запада» «Вологдаэнерго». Номенклатура выполняемых функций и оказываемых услуг:

· транспортировка электроэнергии;

· обслуживание подстанций и линий электропередач.

Для решения поставленных задач были применены такие методы научного исследования, как метод анализа (ситуационный анализ), экономические методы исследования (метод расчета экономической эффективности).

В первой главе выпускной квалификационной работы рассмотрены общие сведения о сфере электроэнергетики, основные аспекты освоения технологических инноваций, модернизации производственно-технологических систем.

Во второй главе проведен анализ деятельности предприятия «Великоустюгские электрические сети» филиала ПАО «МРСК Северо-Запада» «Вологдаэнерго». Рассмотрена номенклатура выполняемых функций и оказываемых услуг. А также исследованы технико-экономические показатели предприятия и сделан вывод о целесообразности освоения технологической инновации.

Третья глава посвящена анализу производственно-технологической системы предприятия, оценена экономическая целесообразность освоения технологической инновации.

1. ОСВОЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИННОВАЦИИ В СФЕРЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

1.1 СФЕРА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ В РОССИИ

Электроэнергетика - крупный сектор экономики России, который включает в себя комплекс экономических отношений, возникающих в процессе производства, передачи электрической энергии, оперативно-диспетчерского управления, сбыта и потребления электроэнергии с использованием имущественных и производственных фондов. Электроэнергетика - отрасль энергетики, которая обеспечивает электрификацию страны и является основой функционирования экономики и жизнеобеспечения.

Единая энергетическая система (ЕЭС) России - сложный автоматизированный комплекс электрических сетей и станций с единым центром диспетчерского управления (ДУ), объединенный общим режимом работы. Основные сети ЕЭС России напряжением от 330 до 1150 кВт объединяют в параллельную работу 65 региональных энергосистем. Функционирование структуры ЕЭС и осуществление управления происходит на трех уровнях: межрегиональном, межобластном и областном. Такая иерархическая структура в сочетании с интеллектуальной автоматикой и новейшими компьютерными системами позволяет быстро устранить аварию без значительного ущерба для ЕЭС и местных потребителей. К преимуществам ЕЭС относится возможность размещения электростанции вдалеке от потребителя. Транспортировка электроэнергии обходиться намного дешевле, чем транспортировка нефти, угля или газа и при этом происходит мгновенно, не требуя дополнительных транспортных затрат.

Комплекс энергетических объектов состоит из производственной базы электроэнергетики. Он включает в себя электростанции, подстанции, электрические и тепловые сети, обеспечивающие совместно с другими предприятиями, а также монтажными и строительными организациями, НИИ, проектными институтами - развитие и функционирование электроэнергетики.

На рисунке 1 представлена схема реализации электроэнергии от производителя до потребителя.

Рисунок 1 - Схема производства, транспортирования, преобразования, распределения и сбыта электроэнергии

Отрасль электроэнергетики России включает около 600 электростанций единичной мощностью свыше 5 МВт. Общая установленная мощность электростанций составляет 218 ГВт, то есть коэффициент использования мощности составляет 54,7%. Установленная мощность парка действующих электростанций по типам генерации имеет следующую структуру:

· тепловые электростанции - 68,4%;

· гидравлические - 20,3%;

· атомные - 11,1%;

· альтернативные (ветровые, гидротермальные, солнечные) - около 0,2%.

Тепловая энергетика.

Тепловые электростанции (ТЭС), на которых вырабатывается 70% производимой в России электроэнергии, классифицируются по нескольким признакам:

– по виду выдаваемой энергии - теплофикационные, конденсационные;

– по источникам используемой энергии - органическое топливо, солнечная энергия, геотермальная энергия;

– по использованию установленной электрической мощности и участию ТЭС в покрытии графика электрической нагрузки - базовые (не менее 5000 ч использования установленной электрической мощности в году), полупиковые или маневренные (соответственно 3000 и 4000 ч в году), пиковые (менее 1500--2000 ч в году).

Тепловые электростанции, работающие на органическом топливе, различаются по технологическому признаку:

· газотурбинные;

· дизельные;

· паротурбинные (с паросиловыми установками на всех видах органического топлива: газе, мазуте, угле, торфе, сланцах, дровах и древесных отходах, продуктах энергетической переработки топлива и т. д.).

Преимущества ТЭС: способность вырабатывать электроэнергию без сезонных колебаний, возможность свободного размещения в связи с транспортабельностью топлива, использование разнообразного вида топлива.

Недостатки: низкий КПД - 37-39%, использование невозобновимых топливных ресурсов, большое количество выбросов в атмосферу.

Крупнейшие ТЭС России: Рефтинская, Сургутская, Костромская.

Гидроэнергетика.

Гидроэлектростанции (ГЭС) вырабатывают самую дешевую электрическую энергию, используя возобновляемые ресурсы энергии. Россия имеет большой потенциал для развития гидроэнергетики. Около 9% мировых запасов сосредоточено на территории России. Общий теоретический гидроэнергопотенциал определён в 2900 млрд. кВт?ч годовой выработки электроэнергии. В настоящее время работают 102 гидроэлектростанции мощностью свыше 100 МВт. Общая установленная мощность гидроагрегатов на ГЭС в России составляет примерно 46 ГВт.

Преимущества (ГЭС): высокий КПД выработки электроэнергии - 80%, возможность мгновенно автоматически «покрывать» плановые пики суточного графика нагрузки энергосистемы, низкое загрязнение окружающей среды.

Недостатки: дорогостоящее строительство, наносит ущерб рыбному хозяйству, выработка энергии меняется по сезонам и зависит от климатических условий.

Крупнейшие ГЭС России: Красноярская, Саяно-Шушенская на реке Енисей, Братская, Усть-Илимская на реке Ангара.

Атомная энергетика.

Атомные электростанции (АЭС) вырабатывают электроэнергию за счет распада ядерных частиц. Располагаются они в районах, где требуется большое количество электроэнергии, но нет достаточных энергетических ресурсов.

В настоящее время в России эксплуатируется 10 электростанций - в общей сложности 33 энергоблока установленной мощностью 23,2 ГВт, которые вырабатывают около 17% всего производимого электричества.

Преимущества (АЭС): строительство не зависит от энергетических ресурсов, ядерное топливо обладает большим содержанием энергии, низкая загрязненность атмосферы.

Недостатки: тепловое загрязнение используемых АЭС водоемов, трудности в захоронении радиоактивных отходов, тяжелые последствия аварий, вследствие несовершенной защиты.

Крупнейшие АЭС России: Билибинская, Калининская, Кольская. [21]

Основу технологического функционирования электроэнергетики составляют электрические станции всех типов, единая национальная (общероссийская) электрическая сеть, территориальные распределительные сети и единая система диспетчерского управления.

Передача и распределение электрической энергии от электростанций до потребителей осуществляется по электрическим сетям. Электросетевое хозяйство является монопольным рынком электроэнергетики: с теоретической точки зрения потребитель может выбирать энергосбытовую компанию, а энергосбытовая компания - себе поставщиков электроэнергии, но на практике электрическая сеть, как правило, одна и технически потребитель не может выбирать электросетевую компанию. Электрическая сеть представляет собой совокупность линий электропередачи (ЛЭП) и трансформаторов, находящихся на подстанциях.

Экономическая основа функционирования отрасли заключается в системе отношений, связанных с производством и оборотом электрической энергии на оптовом рынке и розничных рынках энергии и мощности.

Оптовый рынок электроэнергии - особый вид взаимодействия, связанный с продажей и покупкой электрической энергии между крупными участниками рынка в рамках ЕЭС России.

Розничный рынок - сфера продажи электроэнергии конечным потребителям вне оптового рынка. Существуют следующие участники розничного рынка: поставщики, сетевые организации, потребители.

Основные потребители электроэнергии: промышленность - 52%, топливно-энергетический комплекс - 26%, жилой сектор - 22%. В Сибирской системе преобладает высокая доля ТЭК и энергоемкой промышленности, в густонаселенных регионах европейской части высока доля жилого сектора.

К основным функциям электроэнергетической отрасли относятся:

– производство электроэнергии с использованием невозобновляемых и возобновляемых энергоресурсов;

– передача электроэнергии по распределительным сетям высокого, среднего и низкого напряжения;

– сбыт электроэнергии по тарифам, приемлемым для каждой категории потребителей;

– обеспечение надежного энергоснабжения и качественных параметров энергоносителей, соответствующих договорным и нормативным условиям;

– эксплуатация, строительство, проектирование и ремонт объектов электроэнергии;

– проведение опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ;

– соблюдение экологических нормативов.

Для удовлетворения спроса на электрическую энергию оборудование на электростанциях всегда должно быть в работоспособном состоянии при наличии достаточных запасов топлива. При передаче и распределении электроэнергии по сетям для уменьшения потерь требуется увеличение напряжения. Сбыт электроэнергии осуществляется энергосбытовыми подразделениями энергетических компаний или самостоятельными сбытовыми компаниями. [5]

Политика государства в сфере электроэнергетики направлена на реализацию экономических отношений в отрасли, в основу которых положен ряд первостепенных принципов:

– обеспечение надежного энергоснабжения потребителей;

– соблюдение экономических интересов поставщиков и потребителей;

– обеспечение государственного регулирования деятельности в естественно-монопольных сферах электроэнергетики;

– обеспечение энергетической безопасности Российской Федерации.

Общая схема электроэнергии представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Общая схема электроэнергетики

1.2 ПРОБЛЕМЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ

На современном этапе развития энергетики накопилось множество проблем, которые требуют функциональных и структурных изменений систем управления энергетическими предприятиями в России. Главной проблемой является неэффективное принятие управленческих решений в отношении предприятий различных форм собственности с их распределенной структурой. В кризисных условиях неверные действия в управленческой деятельности государственных и корпоративных органов могут привести к значительным финансовым и материальным потерям, нарушению работы энергетических систем.

Следует выделить основные проблемы отрасли электроэнергетики:

– незначительные объемы инвестиций в электроэнергетику и неэффективное использование их способствует нарастанию дефицита мощностей и неудовлетворению спроса потребителей;

– сокращение научно-технического потенциала энергетического машиностроения и энергетики, отставание в освоении и использовании новых технологий производства и транспорта электроэнергии ввиду отсутствия государственного контроля;

– существенный рост тарифов на электроэнергию, что ведет к низкому уровню платежей потребителей за отпущенную им электрическую энергию и в следствие недостатку оборотных средств;

– внедрение ресурсосберегающих технологий и оборудования находится на низком уровне, увеличились потери электроэнергии в сетях;

– проблема физического старения оборудования в связи с его функциональным и экономическим износом. [1]

На рисунке 3 показано возрастное состояние основного оборудования электроэнергетического комплекса.

1.3 ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ

Стратегической задачей для электроэнергетики страны является принятие правильных решений по развитию, выбору структуры управления с целью обеспечения электроэнергетической безопасности и дальнейшего эффективного функционирования. Переход на новую технологическую основу с использованием современных технологий и оборудования является важнейшим направлением развития.

Единая электрическая сеть должна быть сформирована из трех составляющих:

· общегосударственной системообразующей сети;

· основных сетей, объединенных энергосистем;

· региональных распределительных сетей.

Для решения проблем данной отрасли необходимо использование инновационных технологий в теплоэнергетике, гидроэнергетике, атомной энергетике, в системах распределения и передачи электроэнергии. [14]

Рисунок 3 - Характеристика возрастного состояния основного оборудования

технологический инновация лицензионный электроэнергетика

В теплоэнергетике предусматривается:

– собственная разработка на основе лицензионных соглашений современных мощных газовых турбин и производство их в России, создание парогазовых установок, что даст экономию топлива 30%;

– освоение паросиловых технологий на твердом топливе с критическими параметрами пара, что позволит повысить КПД на 7-10%;

– расширение когенерационных источников теплоснабжения с использованием газовых турбин средней и малой мощности и котлов-утилизаторов для выработки электрической и тепловой энергии, что позволит увеличить коэффициент использования топлива до 90%;

– освоение технологий сжигания углей в кипящем слое, что позволит улучшить экологические показатели;

– развитие распределенной генерации, которые будут замещать существующие котельные, выполняя роль индивидуальных средств энергоснабжения;

– освоение технологий энерготехнологического использования твердых топлив (углей и сланцев) для получения искусственного жидкого топлива, калорийного газа и твердого остатка в виде полукокса и золы;

В гидроэнергетике:

– разработка высокоэффективных гидроагрегатов с переменной скоростью вращения, которые обеспечивают высокие технико-экономические показатели;

– создание комплекса оборудования, обеспечивающего высокую маневренность в генераторном и насосном режимах для повышения КПД и снижения удельной стоимости сооружений электростанций.

В атомной энергетике рассматриваются технологии:

– корпусные реакторы с водяным теплоносителем и их модификации;

– реакторы на быстрых нейтронах.

В системах распределения и передачи электроэнергии:

– развитие распределенных интеллектуальных систем и распределенной генерации, которые обеспечат высокотехнологическую и экономическую эффективность, энергетическую независимость и контроль;

– создание проводников с использованием новых композиционных материалов, которые позволят повысить токонесущую способность, снизить потери в сетях, уменьшить затраты на сооружение линий электропередачи, увеличить срок полезного использования, увеличить коррозионную стойкость;

– создание высокотемпературных сверхпроводниковых материалов и устройств на их основе: трансформаторов, кабелей, синхронных компенсаторов, ограничителей токов короткого замыкания, двигателей и генераторов, что даст возможность сделать электрическую сеть более эффективной и надежной;

– развитие силовых устройств и электроники для управления потоками активной и реактивной мощности с целью поддержания уровня напряжения в электрической сети повышения устойчивости и надежности работы энергосистем, а также линий электропередач;

– создание надежных и недорогих накопителей электрической энергии разных типов на всех уровнях: основной сети, распределительной сети и конечных потребителей, которые могут существенно повлиять на развитие и режимы работ энергосистемы за счет выравнивания графиков нагрузки и повышения использования генерирующих мощностей, передающих и распределительных сетей.

Основные задачи для дальнейшего развития электроэнергетики:

– разработка новых технологий по всем направлениям электроэнергетической отрасли;

– подготовка и реализация демонстрационных проектов по созданным технологиям;

– оптимизация структуры генерирующих мощностей;

– освоение технологических инноваций, модернизация оборудования, отдельных узлов электростанций и электрических сетей при производстве, передаче и распределении;

– создание эффективной системы целостного управления развитием и функционированием ЕЭС России и электроэнергетики страны в целом, которая минимизирует операционные затраты и тарифы на электрическую энергию.

Развитие основной электрической сети должно быть направлено на:

– обеспечение надежной выдачи мощности крупных электростанций;

– обеспечение надежности питания мегаполисов, крупных городов и узлов нагрузки;

– энергетическую поддержку глобальных инфраструктурных проектов развития систем нефтеснабжения, газоснабжения, автомобильной и железнодорожной сетей;

– обеспечение выполнения системообразующих функций, системной надежности. [2]

1.4 ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИННОВАЦИЙ

Технологические инновации - это результат инновационной деятельности, имеющий экономический эффект, воплощенный в виде усовершенствованного продукта или услуги, процесса, способа производства или оказания услуг либо разработка какого-либо новшества, используемого в практической деятельности. Виды технологических инноваций рассмотрены на рисунке 4.

В промышленности и сфере услуг различают два типа технологических инноваций - продуктовые и процессные. Все они направлены на увеличение объема реализуемой продукции, снижение операционных затрат и в следствие увеличение чистого дохода предприятия.

Продуктовые инновации являются технологически новыми или усовершенствованными продуктами, функциональные характеристики, свойства, использованные компоненты и материалы которых существенно отличаются от ранее производимых продуктов. Основу таких инноваций составляют принципиально новые технологии, которые улучшают качественные и стоимостные характеристики. Продуктовые инновации в сфере услуг улучшают показатели эффективности путем совершенствования существующих услуг, добавления новых функций.

Рисунок 4 - Схема содержания технологических инноваций

В промышленности процессные инновации - освоение новых или усовершенствованных технологий производства продукции или оказания услуг. Инновации такого рода основаны на использовании нового производственного оборудования, новых методов организации производственного процесса или их совокупности, а также на использовании результатов исследований и разработок. Такие инновации нацелены на повышение эффективности производственного процесса, совершенствование технологических линий, улучшение качества предоставляемых услуг. [15]

К целям технологических инноваций в секторе экономике можно отнести:

– снижение материалоемкости изделий за счет применения новых материалов;

– снижение трудоемкости продукции за счет автоматизации технологических процессов;

– применение робототехники и автоматизированных систем;

– снижение конструктивно-технологической сложности выпускаемых изделий.

Цикл технологической инновации состоит из нескольких этапов:

1) возникновение идеи, связанной с разработкой товара или услуги, технологии производства с целью реализации на рынке;

2) научно-технические исследования (разрабатываются технологические процессы, необходимые спецификации, перечень материалов и комплектующих);

3) создание продукта, выпуск пробной партии и оценка его со стороны потенциального покупателя, проработка предложений по улучшению потребительских свойств продукта или по замене технологии;

4) серийное производство, утверждение образца изделия;

5) вывод продукта на рынок с наличием конкурентных преимуществ.

Факторы, определяющие значимость технологических инноваций для экономики:

– технология является главным фактором повышения конкурентоспособности и производительности;

– технология является средством объединения интересов государства, науки и бизнеса.

1.5 МОДЕРНИЗАЦИЯ В СФЕРЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

Модернизация - это замена устаревшего оборудования на новое в связи с функциональным износом.

Модернизация электроэнергетики включает не только вывод из эксплуатации старого, физически и морально устаревшего оборудования, реконструкцию низкоэффективного оборудования и замену технологий на современные, но и создание принципиально нового оборудования и энерготехнологий. Кроме того, большое значение имеет модернизация Единой электроэнергетической системы страны с оптимальным сочетанием централизованного энергоснабжения от крупных электростанций с мощными блоками (более 200 МВт), соединёнными высоковольтными магистральными электрическими сетями напряжением 220 кВ и выше, и энергоснабжение потребителей от локальных энергетических систем с распределённой генерацией с энергоустановками малой мощности, что в целом обеспечивает надёжное энергоснабжение и приводит к снижению тарифов на электроэнергию.

Рисунок 5 - Изображение вклада новых технологий, используемых в энергосистемах, подстанциях и линиях электропередачи (ЛЭП), в создание электрических сетей нового поколения

Локальные энергосистемы с распределённой генерацией, работающие как на местных топливных ресурсах, так и на нетрадиционных, возобновляемых источниках энергии, будут строиться с использованием принципа управляемых энергосистем с автоматическим управлением как производством, так и транспортом и потреблением электроэнергии. На рисунке 5 показана схема развития электрических сетей за счет освоения технологических, продуктовых и аллокационных инноваций.

Выбор модернизируемых энергоблоков и электростанций производится путём расчётов (балансовых, технико-экономических, расчётов устойчивости работы сетей) с увязкой выводимых из эксплуатации и модернизируемых мощностей, линий выдачи мощности и показателей надёжности энергоснабжения. [17]

Таблица 1 - Показатели стратегического развития электроэнергетики

Индикаторы-направления	2008 г. (факт)	1 этап (2015 г.)	2 этап (2020 г.)	3 этап (2030 г.)
Производство электроэнергии
Доля нетопливных источников энергии в структуре производства электроэнергии, %	32,5	не менее 34	не менее 35	не менее 38
Топливообеспечение тепловых электростанций
Доля газа в структуре топливообеспечения, %	70,3	70-71	65-66	60-62
Доля угля в структуре топливообеспечения, %	26	25-26	29-30	34-36
Надежность электроснабжения
Проектный показатель балансовой надежности - вероятность бездефицитной работы энергосистем России	0,9960	не менее 0,9990	не менее 0,9991	не менее 0,9997
Эффективность электроэнергетики
КПД угольных ЭС, %	34	не менее 35	не менее 38	не менее 41
КПД газовых ЭС, %	38	не менее 45	не менее 50	не менее 53
КПД атомных ЭС, %	32	не менее 32	не менее 34	не менее 36
Потери в электрических сетях от отпуска электроэнергии в сеть, %	13	не более 12	не более 10	не более 8

Реализация мер по освоению технологических инноваций и введению модернизаций существенно повысит эффективность и надёжность работы электроэнергетики, что характеризуется следующими показателями стратегического развития электроэнергетики, представленными в таблице 1.

2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОТДЕЛЕНИЯ «ВЕЛИКОУСТЮГСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ» ФИЛИАЛА ПАО «МРСК СЕВЕРО-ЗАПАДА» «ВОЛОГДАЭНЕРГО»

2.1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ

Производственное отделение «Великоустюгские электрические сети» филиала ПАО «МРСК Северо-Запада» «Вологдаэнерго» находится по адресу г. Великий Устюг, ул.Гледенская, дом 79. Директором предприятия является Мигальников В.Н.

История создания предприятия началась с приказа № 140 министра энергетики и электрификации СССР, которым и было предписано организовать в составе «Ярэнерго» «Великоустюгские электрические сети» был датирован от 26 июня 1968 года. Однако электрификация востока Вологодской области началась гораздо раньше.

Первые частные электростанции появились в Великом Устюге еще в конце 19 века на предприятиях купцов. Первая государственная электростанция (в последствие городская котельная) была построена уже по плану ГОЭЛРО в 1928 году. С этого момента и ведут отсчет своей истории великоустюгские энергетики.

В 1964 году в составе «Ярэнерго» были созданы Череповецкие и Вологодские электрические сети. Восточные районы области вошли в состав Вологодских электрических сетей. В Устюге был организован РЭС - район электрических сетей. Кичменгский городок и Никольск представляли собой участки Великоустюгского РЭС.

В 1965 году начальником Великоустюгского РЭС был назначен Иван Семенович Родченко. В это время строится линия электропередачи 35 кВ в габаритах 110 кВ Красавино - Великий Устюг. Электроэнергия пришла в город с красавинского льнокомбината. В это же время началось строительство подстанции 110/35/6 кВ Великий Устюг. Со стороны Коряжмы была построена линия до города Красавино.

Именно в середине 1960-х начала формироваться магистральная сеть линий 110 кВ. в 1965 году строится переход через реку Сухону. Линию продолжают строить сначала до Усть-Алексеева на деревянных опорах. Затем, уже на бетонных опорах, строится линия 110 кВ в сторону Кичменгского городка и Никольска.

«Энергия приходит в Великий Устюг. Требуется дальнейшее развитие, движение в сторону остальных районов. Вологодские сети находятся по прямой на расстоянии 450 км, а если учитывать, что дорог тогда не было, и добраться приходилось только водным путем по Сухоне или по железной дороге через Архангельскую область, то управлять предприятием было сложно. Да и средства связи были не совершенные. Поэтому требовалось создание производственной базы, нового предприятия, на основе которого можно было бы дальше развивать электрификацию восточных районов Вологодской области» - говорит Владимир Николаевич Мигальников.

Именно эти причины и привели к образованию в конце июня 1968 года «Великоустюгских электрических сетей».

Характеристика подразделения предприятия, которое осуществляет модернизацию и организационная схема подразделения представлена на рисунке 1.1 приложения 1.

Номенклатура выполняемых функций и оказываемых услуг:

· транспортировка электроэнергии;

· обслуживание подстанций и линий электропередач.

Основные виды деятельности, осуществляемые предприятием:

· техническое обслуживание оборудования, поддержание в исправном состоянии;

· текущий капитальный ремонт подстанций и линий электропередач;

· модернизация используемого оборудования и материалов;

· новое строительство подстанций и линий электропередач.

Основными поставщиками электроэнергии являются:

– Костромская ГРЭС. Основные характеристики: основное топливо - природный газ, резервное - мазут; количество энергоблоков - 9; электрическая мощность - 3060 МВт; годовая выработка электроэнергии - 15,581 млн. МВт?ч за 2015 г.; тариф - 913,58 руб./МВт?ч;

– Печорская ГРЭС. Основные характеристики: основное топливо - природный газ; количество энергоблоков - 5; электрическая мощность - 1060 МВт; годовая выработка электроэнергии - 3, 635 млн. МВт?ч за 2015 г.; тариф - 772,41 руб./МВт?ч.

Схема основных потоков электроэнергии к районным муниципалитетам по линиям электропередач 110-35 кВ через трансформаторные подстанции 110/35/10 кВ представлена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Схема основных потоков электроэнергии по линиям электропередач 110-35 кВ

Основными потребителями являются районные муниципалитеты:

· г. Никольск - маслозавод;

· с. Кич-Городок - мясокомбинат;

· г. Великий Устюг - «Северная чернь», ликероводочный завод, птицефабрика, маслозавод, Новаторский фанерный комбинат, НПС (нефтеперекачивающая станция) Приводино;

· с. Нюксеница - ЛПУ МГ (Нюксенское линейное производственное управление магистральных трубопроводов).

Организационная структура предприятия представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Организационная структура производственного отделения «Великоустюгские электрические сети» филиала ПАО «МРСК Северо-Запада» «Вологдаэнерго»

Предприятие находится под управлением «Межрегиональной Распределительной Сетевой Компанией Северо-Запада» «Вологдаэнерго». Под управлением ПО «ВУЭС» находится четыре районные электрические сети.

2.2 АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО «ВУЭС»

Общая сумма затрат в период с 2014 года по 2015 увеличилась в относительном отношении на 28 574 085 руб. (11%) в связи с приобретением объектов основных средств. Основной производственный фонд стал составлять в 2015 году 1 767 963 863 руб. Большую часть основного фонда составляет электрооборудование - 24,5%, сооружения и передаточные устройства - 14,1%, линии электропередач - 13,9%, что обусловлено спецификой предприятия.

Структура операционных затрат предприятия в сравнении за 2014-2015 гг. представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Структура операционных затрат за 2014 и 2015 гг.

Структура затрат	2014 год	2015 год
Материальные затраты, %	4,4	3,6 (-0,8)
Оплата труда, %	38,5	35,9 (-2,6)
Амортизационные отчисления, %	43,5	47,9 (+4,4)
Прочие затраты, %	13,6	12,6 (-1)

Отдельно виды затрат по элементам за 2014 год рассмотрены в таблице 2.1 приложения 2.

Материальные затраты уменьшились на 0,8% в результате снижения затрат на сырье и материалы, услуги по испытанию и поверке приборов, прочие материалы и хозяйственные принадлежности.

Затраты на оплату труда в абсолютном отношении уменьшились на 2,6%, но в относительном отношении увеличились на 3 879 760 руб. (4,2%), что обусловлено более качественной работой сотрудников, а именно: снижение аварийных отключений, выявление безучетного потребления населением электроэнергии.

Прочие затраты уменьшились на 1% в результате снижения недоотпуска электроэнергии.

Наибольший объем затрат занимают амортизационные отчисления в связи с большой долей основных производственных фондов предприятия. По сравнению с 2014 годом в 2015 году амортизация увеличилась на 4,4%, что свидетельствует о приобретении объектов основных средств.

В таблице 3 проанализированы амортизационные отчисления в период с 2011-2015 гг. Балансовая стоимость за анализируемый период возросла с 1 154 412 310,89 до 1 767 963 863,71 в результате строительства новых подстанций и линий электропередач.

В связи с ростом балансовой стоимости произошло увеличение сумм амортизационных отчислений в период с 2012 по 2015 год, падение же сумм начисленной амортизации за 2012 год по сравнению с 2011 обусловлено завершением начисления амортизации по крупной группе основных средств в связи с их полным износом.

Таблица 3 - Расчет амортизационных отчислений в период

с 2011-2015 гг.

	Балансовая стоимость, руб.	Накопленный износ, руб.	Начисленная амортизация, руб.
01.01.2011	1 154 412 310,89	226 424 890,58	102 736 359,25
01.01.2012	1 244 611 704,40	310 099 855,13	83 839 649,96
01.01.2013	1 588 026 581,47	396 256 486,11	90 242 100,01
01.01.2014	1 644 760 261,70	513 670 104,09	103 260 639,90
01.01.2015	1 767 963 863,71	653 212 049,78	127 394 474,57

Метод начисления амортизации применяется линейный, сроки амортизации устанавливаются комиссионно на основе общероссийского классификатора основных фондов (ОКОФ).

На предприятии применяется метод переоценки с участием стороннего специализированного оценщика, который предоставляет опись основных стредств с указанием балансовой стоимости и накопленного износа с учетом повышающих или понижающих коэффициентов.

Основным обобщающим показателем финансовых результатов хозяйственной деятельности предприятия является чистый доход. Чистый доход, остающаяся часть денежных средств после уплаты налогов и других обязательств, поступает в полное распоряжение предприятия. Предприятие самостоятельно определяет направления использования чистого дохода. Чистый доход предприятия после уплаты налогов и других обязательных платежей в бюджет используется по следующим направлениям: на выплату в соответствии с законодательством части прибыли собственнику имущества, на образование фонда накопления по нормативам, установленным учредителем, на образование в соответствии с законодательством резервного фонда, на образование фонда потребления, на реализацию инвестиционных проектов, в частности, на освоение продуктовых, технологических и аллокационных инноваций.

На рисунке 8 представлена структура операционных затрат в 2015 г., где объем отпущенной электроэнергии составил 218 274 395 кВт?ч.

Рисунок 8 - Структура операционных затрат ПО «ВУЭС»:

Зм - материальные затраты; Зот - затраты на оплату труда; Зпр - прочие затраты; Зама - амортизационные отчисления; Ним - налог на имущество (2,2%); Нпр - налог на прибыль (20%); По - чистая прибыль.

Критерий конверсии операционного цикла К рассчитывается по формуле:

, (1)

где Ц - выручка от реализованной продукции, руб.;

ОПФ - основные производственные фонды, руб.;

ПТЗ - прямые технологические затраты, руб.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МОДЕРНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

3.1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (ПТС), ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦИИ

ПТС - минимальный комплекс материальных и нематериальных активов, обеспечивающий получение технологического передела или готовой продукции (услуг), имеющих рыночную стоимость.

Операционную деятельность в ПТС реализуют на основе производственного учёта, путём организации трансферта операционных затрат, цены, потребительских свойств и других параметров, определяющих конкурентные преимущества продукции и (или) услуг.

ПТС являются базовыми (фракталами) производственно-технологическими участками производственного комплекса предприятия.

Создание производственной системы предприятия реализуется на основе последовательного возведения ПТС. Каждая ПТС формирует инвестиционный фонд для возведения последующего передела. Фрактальный подход в производственном менеджменте обеспечивает устойчивость бизнеса.

Процессы, происходящие в производственно-технологической системе, определяются параметрами состояния (ПТС):

· объёмом реализованной продукции Ц, руб./год;

· объёмом произведенной продукции G, шт./год, кг/год, кВт/год;

· удельными затратами W, руб./кг и т.д.;

· стоимостью ПТС U, руб./год;

· производительностью ПТС Т, руб./час;

· энтальпией i, руб./кг и т.д.;

· энтропией S производственно-технологического капитала.

Под операционными затратами З=W?G, руб./год будем понимать сумму производственных затрат, регламентированных 25 главой НК РФ, введённой ФЗ 06.08.2001 г. № 110-ФЗ. подразделяются на: материальные расходы; расходы на оплату труда; суммы начисленной амортизации; прочие расходы.

Каждый из параметров ПТС в инновационном процессе может выступать в качестве независимой переменной. Все остальные параметры будут являться функцией этой независимой переменной.

В производственном менеджменте, как правило, реализуют задачу управления многопараметровыми ПТС (более семи параметров) путём исключают человеческий фактор из производственно-технологического процесса созданием системы автоматического регулирования (управления) параметрами, определяющими требуемые рынком потребительские свойства продукции (услуг). Причём при реализации этой задачи проектирование и изготовление (приобретение) системы автоматизации осуществляют на основе оценки адекватности количества параметров, которое необходимо контролировать и управлять для достижения поставленной коммерческой цели и стоимости (окупаемости) автоматизированной технологической системы. В предпринимательском бизнесе эту задачу реализуют увеличением номенклатуры изделий, товаров и услуг, сортировкой продукции по категориям стоимости и цены, повышением профессионализма работников и другими методами, доступными по затратам малому и среднему бизнесу. [20]

В производственном менеджменте, как правило, реализуют задачу управления многопараметровыми ПТС (более семи параметров), представленную на рисунке 9, путём исключают человеческий фактор из производственно-технологического процесса созданием системы автоматического регулирования (управления) параметрами, определяющими требуемые рынком потребительские свойства продукции (услуг). Причём при реализации этой задачи проектирование и изготовление (приобретение) системы автоматизации осуществляют на основе оценки адекватности количества параметров, которое необходимо контролировать и управлять для достижения поставленной коммерческой цели и стоимости (окупаемости) автоматизированной технологической системы.

Рисунок 9 - Многопараметровые автоматизированные ПТС

Характеристика электрической подстанции.

Электрическая подстанция - это электроустановка, предназначенная для преобразования, приема и распределения электрической энергии, состоящая из трансформаторов или других преобразователей электроэнергии, устройств управления, вспомогательных и распределительных устройств.

Электрическая подстанция за счет повышающих трансформаторов увеличивает электрическое напряжение, а понижающие трансформаторы уменьшают выходное напряжение при пропорциональном увеличении силы тока. Для уменьшения потерь в электрической сети и экономии металла линий электропередач (ЛЭП) возникает необходимость повышения передаваемого напряжения, так как уменьшение силы тока приводит к уменьшению потери энергии, которая находится в прямой квадратичной зависимости от значения силы тока. Чем больше напряжение, тем большую мощность и на большее расстояние можно передать по ЛЭП.

Основные элементы электроподстанций:

· повышающие и понижающие трансформаторы;

· вводные конструкции для кабельных и воздушных линий электропередач;

· распределительные устройства (системы и секции шин, силовые выключатели, разъединители, оборудование высокочастотной связи между подстанциями, регулирующие устройства, преобразователи рода тока, частоты);

· система питания собственных нужд подстанции;

· система автоматики и защиты;

· система заземления, включая контур заземления и заземлители;

· молниезащитные сооружения;

· вспомогательные системы;

· склады, мастерские, бытовые помещения.

Классификация подстанций.

По значению в системе электроснабжения:

· подстанции глубокого ввода;

· главные понижающие подстанции;

· тяговые подстанции для нужд электрического транспорта;

· комплектные трансформаторные подстанции 10 (6)/0,4 кВ.

По месту расположения и способу присоединения:

· ответвительные - присоединяемые к одной или двум проходящим линиям на ответвлениях;

· узловые - присоединяемые к сети не менее чем тремя питающими линиями;

· тупиковые - питаемые по одной или двум радиальным линиям;

· проходные - присоединяемые к сети путём захода одной линии с двухсторонним питанием.

По месту размещения:

· закрытые - подстанции, оборудование которых расположено в помещении;

· открытые - оборудование которой расположено на открытом воздухе.

Функционально подстанции делятся на:

· преобразовательные подстанции - подстанции, предназначенные для преобразования частоты или рода тока;

· трансформаторные подстанции - подстанции, которые преобразовывают одно напряжение в другое с помощью трансформаторов. Трансформаторные подстанции в зависимости от величины первичного и вторичного напряжений и от назначения подразделяются на районные, главные понижающие и местные (цеховые). Районные трансформаторные подстанции принимают электроэнергию от высоковольтных ЛЭП и передают её на главные понижающие трансформаторные подстанции, а те (понизив напряжение до 6, 10 или 35 кВ) - на цеховые и местные подстанции, на которых осуществляется понижение напряжения до 690, 400 или 230 В и распределение электроэнергии между потребителями.

3.2 МОДЕРНИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ НА ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЯХ 110/35/10 КВ

Модернизация - наиболее эффективный путь развития для подстанций распределительных сетей. Затраты при новом строительстве или реконструкции оказываются гораздо выше, чем при обновлении подстанций современным оборудованием. Установленное оборудование 25-30 лет назад исчерпало свой ресурс. Благодаря многократному запасу прочности и поддержании в исправном состоянии оборудование находится в работоспособном режиме.

Оборудованием на трансформаторных подстанциях 110/35/10 кВ, которое подлежит замене в связи с его функциональным износом, являются высоковольтные выключатели. Высоковольтные выключатели исчерпали свой коммутационный ресурс. При расширенных текущих и средних ремонтах запасных частей, которые подлежат замене, никто практически не выпускает.

Высоковольтный выключатель - коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных отключений и включений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в аварийных или нормальных режимах при автоматическом, дистанционном или ручном управлении. Высоковольтный выключатель состоит из: корпуса, токоведущих частей, контактной системы с дугогасительным устройством, изоляционной конструкции и приводного механизма.

Замена масляных выключателей типа МКП-110М-1000/630-20 на элегазовые выключатели типа LTB-145-D1/B на трансформаторных подстанциях 110/35/10 кВ.

Выключатель масляный баковый типа МКП-110М-1000/630-20 являющийся быстродействующим коммутационным аппаратом, предназначен для работы на открытых частях станций и подстанций мощных энергетических систем. Выключатель представляет собой комплект из трех полюсов, соединенных в один агрегат с помощью междуфазных соединительных тяг, дугогасительной средой является масло. Масляный выкдючатель показан на рисунке 10. [8]



Рисунок 10 - Выключатель масляный баковый типа МКП-110М-1000/630-20

Основные технические характеристики рассмотрены в таблице 4.

Таблица 4 - Основные технические характеристики выключателя

Наименование параметра	Норма
Номинальное напряжение, кВ	110
Номинальное рабочее напряжение, кВ	126
Номинальный ток, А	1000 и 630
Номинальный ток отключения, кА	20 16 (при частоте 60 Гц)
Мощность отключения, МВА	4400
Предельный сквозной ток короткого замыкания, кА: – начальное эффективное значение периодической составляющей; – амплитудное значение	20 52
Предельный ток термической устойчивости, кА	20
Время протекания предельного тока термической устойчивости, с	3
Ток включения выключателя (при независимом питании привода), кА: – начальное эффективное значение периодической составляющей; – амплитудное значение	20 52
Собственное время отключения выключателя, с	0,04
Собственное время включения выключателя, с	0,5
Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с, не более	0,8
Масса выключателя с вводами и приводом, кг	8905
Масса масла на три полюса, кг	8000
Масса привода, кг	505

Рисунок 11 - Выключатель элегазовый типа LTB-145-D1/B

Элегазовый выключатель типа LTB-145-D1/B применяется для коммутации электрических цепей в нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением 110 кB. Выключатель предназначен для эксплуатации на открытом воздухе в районах с умеренным климатом. Выключатель относится к электрическим коммутационным аппаратам высокого напряжения, в которых дугогасительной и изоляционной средой является элегаз (шестифтористая сера - SF6). [16]

На рисунке 11 представлен элегазовый выключатель, который будет введен в эксплуатацию вместо масляного бакового выключателя.

В таблице 5 рассмотрены основные технические характеристики выключателя.

Таблица 5 - Основные технические характеристики выключателя

Наименование параметра	Норма
Номинальное напряжение, кВ	110
Номинальное рабочее напряжение, кВ	126
Номинальный ток, А	3150
Номинальный ток отключения, кА	40 31,5 (при частоте 60 Гц)
Предельный сквозной ток короткого замыкания, кА: – начальное эффективное значение периодической составляющей; – амплитудное значение	40 102
Предельный ток термической устойчивости, кА	40
Наименование параметра	Норма
Время протекания предельного тока термической устойчивости, с	3
Ток включения выключателя (при независимом питании привода), кА: – начальное эффективное значение периодической составляющей; – амплитудное значение	40 102
Собственное время отключения выключателя, мс	22-26
Собственное время включения выключателя, мс	40
Минимальная бестоковая пауза при АПВ, с	0,3
Масса выключателя (полная), кг	1360
Масса элегаза, кг	5
Масса привода, кг	205

Конкурентные преимущества элегазового выключателя:

· относительно малые габариты и масса;

· пожаробезопасность и взрывобезопасность;

· быстрота действия;

· высокая отключающая способность;

· малый износ дугогасительных контактов;

· бесшумная работа;

· снижение уровня перенапряжений в рабочем и аварийном режимах по сравнению с масляными выключателями;

· повышение коммутационного ресурса, срока полезного использования по сравнению с масляными выключателями;

· реализация автоматической защиты оборудования энергопотребителей на базе устройств: электромеханическое реле, интегральные микросхемы, микропроцессоры;

· меньшие затраты на проведение технического обслуживания;

· гашение дуги происходит в замкнутом объеме без выхлопа в атмосферу, что позволит сократить выбросы на 18%. [3]

На рисунке 12 показан график частоты отказов и проведения обслуживания выключателей во времени.

Рисунок 12 - График частоты отказов и проведения обслуживания оборудования

Вторичное использование элегаза в электрооборудовании для обеспечения чистоты окружающей среды рассмотрено на рисунке 13.

Рисунок 13 - Рециклинг использованного элегаза в электрооборудовании

3.3 АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОСВОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИННОВАЦИИ

Технологические решения по модернизации оборудования будут определены на основании опыта эксплуатации, дополнительных данных, полученных в результате проведения расчётов, выполненных в рабочем проекте.

Предусматривается замена двенадцати высоковольтных масляных баковых выключателей типа МКП-110М-1000/630-20 на высоковольтные элегазовые выключатели типа LTB-145-D1/B на двенадцати трансформаторных подстанциях - 110/35/10 кВ (одна подстанция - 110/35 кВ, остальные - 110/10 кВ).

Данные элегазовые выключатели типа LTB-145-D1/B будут приобретены у шведско-швейцарской компании «АББ», специализирующейся в области электротехники, энергетического машиностроения, офис которой расположен в г. Екатеринбурге. Офис торгово-производственной компании «АББ» в г. Екатеринбурге осуществляет свою деятельность на основании лицензионного соглашения.

Затраты на освоение технологической инновации посчитаны в таблице 6.

Таблица 6 - Затраты на реализацию проекта

Статья затрат	Количество, шт.	Сметная стоимость в текущих ценах, тыс. руб./шт.	Общая сумма вложений в прогнозных ценах, тыс. руб.
1. Приобретение оборудования	12	1920	23040
2. Доставка оборудования	12	64	768
3. Строительно-монтажные работы	12	267	3204
Всего затрат на проект	27012

Источником финансирования проекта является амортизационный фонд.

На рисунке 14 представлена конечная структура операционных затрат после освоения технологической инновации.

Подводя итоги, следует отметить, что в результате замены двенадцати масляных выключателей на элегазовые изменились следующие показатели:

1. Объем реализованной продукции (услуг) увеличился, так как объем потребляемой электроэнергии в год увеличился с 218 274 МВт?ч до 222 337 МВт?ч в результате снижения недоотпуска электроэнергии и увеличения числа потребителей.

2. Налог на имущество увеличился в результате увеличения суммы основных производственных средств на 23 040 тыс. руб.



Рисунок 14 - Структура операционных затрат после освоения технологической инновации

3. Материальные затраты снизились на 0,8% за счет уменьшения затрат на техническое обслуживание и ремонт масляных выключателей (транспортные расходы, горюче-смазочные материалы, запасные части).