Инновационное развитие ОАО «ФСК ЕЭС» В.Ю. Селезнев Начальник Департамента технологического развития и инноваций

Инновационное развитие ОАО «ФСК ЕЭС»
В.Ю. Селезнев
Начальник Департамента
технологического развития и инноваций
12.12.2012
Макропараметры Программы инновационного развития
ОАО «ФСК ЕЭС»
В ОАО «ФСК ЕЭС» 07.04.2011 утверждена Советом Директоров компании комплексная
Программа инновационного развития ОАО «ФСК ЕЭС» до 2016 года с перспективой до 2020 года.
Срок действия
Финансирование за 2011 год
Ключевые задачи
Цель программы
2011-2016 гг. с перспективой до 2020 года
2,53 млрд. руб., в том числе, НИОКР – 1,9 млрд. руб.
Создание активно-адаптивной сети как основы
интеллектуальной электроэнергетической
системы России
• Качественная модернизация национальной
электроэнергетики и повышение
энергоэффективности функционирования
ОАО «ФСК ЕЭС»;
Умная энергетика
• Оптимизация инфраструктуры ЕНЭС,
диверсификация услуг и повышение качества
услуг ОАО «ФСК ЕЭС»;
• Переход к интеллектуальной
электроэнергетической системе на основе
активно-адаптивной сети.
Инновационный сценарий –
ориентирован на переход к модели
«Умная энергетика»
1
Направления программы инновационного
развития ОАО «ФСК ЕЭС»
Мероприятия в области
разработки новых технологий и
выпуска инновационных продуктов
Мероприятия в области освоения
новых технологий
• Разработка концепции
интеллектуальной энергетической
системы на основе активноадаптивной сети;
• Реализация комплексных пилотных
проектов создания активноадаптивной сети;
• Разработка и испытание новых
технологий ОАО «ФСК ЕЭС»;
• Развитие, модернизация и
повышение энергоэффективности
ЕНЭС;
• Коммерциализация новых
технологий;
• Формирование производственной
базы для модернизации ЕНЭС.
Мероприятия в области
инновационных бизнес-процессов
• Совершенствование бизнеспроцессов и внедрение новых
методов в управлении;
• Развитие системы инновационной
деятельности ОАО «ФСК ЕЭС».
• Разработка новых услуг ОАО «ФСК
ЕЭС» на энергетических рынках;
• Реализация программы
повышения энергоэффективности;
• Реализация программы
повышения экологичности
производства;
• Сотрудничество с высшими
учебными заведениями и
научными организациями;
• Реализация программ партнерства
с инновационными компаниями
малого и среднего бизнеса.
2
Реализация НИОКР ОАО «ФСК ЕЭС»
Направления работ
Разработка концепции и теоретических основ
создания умной сети
Разработка новых типов силового оборудования
подстанций и линий электропередачи для умной
сети
Разработка решений по обеспечению
надежности и безопасности функционирования
ЕНЭС и качества предоставляемых услуг по
передаче электроэнергии
В рамках реализации Программы
НИОКР в 2011 г. работы проводились
коллективами 29 организаций:
• 8 академических и отраслевых
научно-исследовательских институтов
(в т. ч. ОИВТ РАН,
ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС», ФГУП ВЭИ,
ОАО «ЭНИН», ОАО «НТС ЕЭС» и др.);
• 2 высших учебных заведения (НИУ
МЭИ, Казанский Государственный
университет);
• 7 проектных организаций (ОАО
«Институт «Энергосетьпроект», ОАО
«Фирма ОРГРЭС» и др.);
• 12 производственно-научных
организаций (ОАО «Электрозавод»,
ЗАО «ЗЭМ РКК «Энергия» им. С.П.
Королева» и др.).
Объем финансирования НИОКР (млрд руб.)
Разработка систем управления умной сетью
Разработка систем мониторинга и защиты
электрических сетей от внешних воздействий
Разработка новых типов и средств управления,
автоматики, защит и систем измерений для
умной сети
Разработка решений по повышению
энергоэффективности электрических сетей
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
3,10(План)
1,90
1,00
0,39
0,14
2008
Работы НИОКР по направлениям
Разработка
решений по
повышению
энергоэффектив
ности
электрических
сетей - 2
Разработка
концепции и
теоретических
основ создания
умной сети - 6
Разработка
новых типов
средств
управления,
автоматики - 9
Разработка
систем
мониторинга
электрических
сетей от
внешних
воздействий -14
Разработка
новых типов
силового
оборудования
подстанций и
линий
электропередач
и - 25
2009
2010
2011
2012
Структура финансирования НИОКР
ВУЗы
5%
Проектные
организации
8%
Организации
малого и
среднего
бизнеса
9%
Академически
е институты
14%
Производстве
нные
организации
2%
Отраслевые
НИИ
62%
Разработка
систем
управления
умной сети - 2
3
Инновационный процесс от «идеи» до коммерциализации
Инновация – это новые технологии, оборудование, продукты и процессы, которые конкурентоспособны и
коммерчески успешны на внутреннем и внешнем рынке страны.
Проблемы
Идеи по
решению проблем
Разработка и
испытание технологий
7 актуальных
направлений в
магистральных сетях
228 заявок
(321 заявок, 2012 г.)
65 работ
(131 работа, 2012г.)
Сбор и формирование
перечня актуальных
проблем в
электросетевом
комплексе,
необходимых для
решения
Проведение мониторинга
технологий в мире, сбор
заявок и предложений,
отбор перспективных
технологий в рамках
актуальных направлений
работ
Разработка и испытание
прорывных и улучшающих
технологий
2010-2012 гг.
Реализация
пилотов
Тиражирование
22 технологии
Отладка технологий в
виде «точечных»
пилотных проектов и
комплексных проектов:
• Полигон цифровая
подстанция
• Территориальный
энергокластер
Эльгауголь (Дальний
Восток)
2 технологии
Организация изготовления
конкурентоспособного
высокотехнологичного
оборудования:
• Коммерциализация
новых технологий:
Заключено 4 лицензионных
договора с тремя
организациями: ООО
«АГИС Инжиниринг», ОАО
«Энергостальконструкция»,
ЗАО «Сибирский ЭНТЦ».
Технологии –
многогранные опоры и
фундаменты.
2012-2014 гг.
2012-2016 гг.
4
Разработка и испытание новых технологий ОАО «ФСК ЕЭС».
Прорывные технологии
Прорывные технологии обеспечивают создание качественно нового оборудования и технических систем,
обеспечивающих функционирование электроэнергетической системы на качественно новом уровне, в том
числе с созданием новых категорий оказываемых услуг.
Прорывные технологии
Технологии ограничения токов коротких замыканий на основе взрывных
коммутаторов для сетей 110 кВ и выше
Технологии аккумулирования электроэнергии
(АББЭ, СПИНЭ, электромагнитные накопители)
Технологии создания электрооборудования на основе высокотемпературной
сверхпроводимости (кабелей, ограничителей тока короткого замыкания,
накопителей и др.)
Технологии цифровой подстанции
5
Опытный образец токоограничивающего устройства 220 кВ на основе
специального реактора и взрывных коммутаторов
Цель проекта
Создание опытного образца токоограничивающего устройства напряжением 220 кВ на
основе специального реактора и взрывных коммутаторов (ТОУ-220).
• Создан опытный образец ТОУ-220 (трехфазная группа);
• Выбран пилотный объект внедрения опытный образец ТОУ220 в ЕНЭC;
• Подготовлен комплект конструкторской документации на
опытный образец ТОУ-220 в однофазном исполнении;
• Разработано руководство по эксплуатации ТОУ – 220;
• Подготовлен проект лицензионного договора с заводомизготовителем ТОУ-220.
Основные
достигнутые
результаты
Ожидаемый
эффект
Глубокое ограничение токов короткого замыкания в электрических сетях напряжением 220 кВ
(в первую очередь в мегаполисах г. Москва и Санкт-Петербург) в том числе:
• Экономия ресурса и удешевление коммутационного оборудования электрических станций и подстанций;
• Снижение потерь электроэнергии в электрических сетях;
• Повышение статической и динамической устойчивости;
• Повышение термической стойкости элементов электрической сети.
Статус проекта
Начало работ: 2010 г.; Окончание работ: 2012 г.
Объект
внедрения
Опытный образец планируется ввести в опытно-промышленную эксплуатацию в 2014 году на пилотном объекте
ЕНЭС – ПС 500 кВ Каскадная, находящуюся в зоне обслуживания филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - МЭС Центра.
6
Разработка гибридного сетевого накопителя электроэнергии для ЕНЭС на базе
аккумуляторов и суперконденсаторов (ГНЭ)
Цель проекта
Изготовление опытного образца секции гибридного накопителя электроэнергии
мощностью 100 кВт и энергоёмкостью 100 кВт*ч.
• Опытный образец секции ГНЭ мощностью
100 кВт и энергоёмкостью 100 кВт*ч.
• Пилотный объект внедрения в ЕНЭС
опытного образца модуля ГНЭ;
• Патентная заявка на принятые решения по
гибридному накопителю электроэнергии;
• Техническое предложение на создание
модуля ГНЭ мощностью 1 МВт и
энергоёмкостью 1 МВт*ч.
Основные
достигнутые
результаты
Ожидаемый
эффект
Преимущества данной технологии:
Статус проекта
Начало: 2011 г.; Окончание: 2012 г.
Объект
внедрения
Определяется.






выравнивание графиков нагрузки энергосистем;
стабилизация графиков выдачи мощности;
осуществление резервирования питания потребителей;
повышение пропускной способности межсистемных связей;
улучшение статической и динамической устойчивости энергосистем;
повышение надёжности электроснабжения потребителей.
7
Создание ВТСП кабельных линий переменного и постоянного тока
Цель проекта
Основные
достигнутые
результаты
Создание ВТСП кабельных линий напряжением 20 кВ переменного тока (2014 г.) и
постоянного тока (2016 г.).








ВТСП КЛ переменного тока напряжением 20 кВ длиной 200 м;
Модернизованная система криообеспечения КЛ переменного
тока;
Система мониторинга, сигнализации и защиты ВТСП КЛ
длиной 200 м;
Завершены комплексные испытания ВТСП КЛ переменного
тока в составе с криогенной установкой, ВТСП КЛ и штатными
токовводами;
Определены пилотные объекты внедрения ВТСП кабельных
линий переменного тока и постоянного тока.
Выполнено ТЭО объекта внедрения ВТСП КЛ постоянного тока.
Сформированы технические требования и технические
решения по оборудованию ВТСП КЛ постоянного тока.
Создан опытный образец ВТСП кабеля постоянного тока 30 м.
Ожидаемый
эффект
Создание и освоение электротехнического оборудования на основе технологии ВТСП (силовые кабельные линии;
ограничители тока короткого замыкания, электрические машины и трансформаторы) в том числе обеспечивающего:
 увеличение пропускной способности КЛ при меньших массогабаритных характеристиках;
 снижение потерь электроэнергии электрических сетях;
 сокращение установленной трансформаторной мощности и упрощение схемы подстанций;
 передача больших потоков мощности электроэнергии в распределительном комплексе мегаполисов;
 повышение пожаробезопасности и улучшение экологичности электрооборудования.
Статус проекта
Начало: 2008 г.; Окончание: 2014 г. НИОКР по разработке и создании ВТСП КЛ переменного тока;
Начало: 2010 г.; Окончание: 2016 г. НИОКР по разработке и создании ВТСП КЛ постоянного тока.
Объект
внедрения
• Опытный образец КЛ переменного тока планируется ввести в опытно-промышленную эксплуатацию в 2014
году на пилотном объекте - ПС 110 кВ «Динамо» в составе распределительной сети ОАО «МОЭСК» (г.
Москва);
• В 2016 году ВТСП КЛ постоянного тока планируется ввести в опытно-промышленную эксплуатацию на РП-9 –
8
ПС 330 кВ Центральная в г. Санкт-Петербург.
Создание опытного полигона "Цифровая подстанция"
Цель проекта
Создание полигона Цифровой ПС (ЦПС) и отработка новых инновационных технологий перед их
внедрением на действующие энергообъекты ЕНЭС, в том числе определение основных технических
решений и требований, которым должны удовлетворять создаваемые сегодня подстанции.
• Технические требования к аппаратным и программным
средствам информационно-технологических и
управляющих подсистем ЦПС;
• Технические требования к основному
электротехническому оборудованию ЦПС, в том числе к
цифровым измерительным трансформаторам
тока/напряжения;
• Общая проектная документация полигона ЦПС;
• Элементы полигона ЦПС;
• Полигон ЦПС, способный проводить отработку
инновационных технологических решений.
Основные
достигнутые
результаты
Ожидаемый
эффект
Преимущества данной технологии:
• сокращение затрат на проектирование, монтажные и наладочные работы, эксплуатацию и обслуживание;
• снижение количества модулей ввода/вывода на устройствах АСУТП и РЗА;
• уменьшение площади ПС;
• значительное сокращение медных кабельных связей;
• высокая помехозащищенность, пожаро-взрывобезопасность и экологичность;
• повышение точности измерений.
Снижение затрат на создание цифровой подстанции:
 проектирование – 5-10%
 строительно-монтажные работы – 5-10%
 себестоимость – 3-5%
 пусконаладочные работы-15-20%
 эксплуатация – 5-10%
Статус проекта
Начало – 2010 г.; Окончание – 2013 г.
Объект
внедрения
Реализована вторая очередь цифровой подстанции на полигоне ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС»
9
Разработка и испытание новых технологий ОАО «ФСК ЕЭС».
Улучшающие технологии
Улучшающие технологии обеспечивают совершенствование технических и экономических
характеристик существующего оборудования, а также повышение качества оказываемых услуг.
Улучшающие технологии
Технологии передачи энергии постоянным током (ВПТ и ППТ)
Технологии управляемых электропередач переменным током (УШР, СТАТКОМ, СТК, УПК)
Технологии создания опор с повышенной высотой подвеса провода
Технологии создания высокотемпературных алюминиевых проводов с малой стрелой
провеса, в том числе с применением нано-композитов
Технологии создания изоляторов разрядников на 220-330 кВ
Технологии взрывозащищенного маслонаполненного оборудования
10
Создание гирлянды с использованием мультикамерных изоляторов разрядников для ВЛ 220 кВ (ГИРМК)
Цель проекта
Создание изоляторов-разрядников для воздушных линий электропередачи с отсутствием грозотросов
для обеспечения надежного энергоснабжения потребителей
Основные
достигнутые
результаты



Разработана ГИРМК для ВЛ 220 кВ;
Разработана система мониторинга грозоупороности ВЛ и грозовой
активности в районе прохождения трассы ВЛ;
На ВЛ 220 кВ Цимлянская ГЭС-Шахты 30 проводится опытнопромышленная эксплуатация:
• мультикамерных изоляторов-разрядников на участке
длиной 30 км;
• системы мониторинга грозоупороности ВЛ и грозовой
активности.
Ожидаемый
эффект
Преимущества данной технологии:
 повышение надёжности электроснабжения за счёт минимизации грозовых отключений ВЛ;
 отказ от применения грозозащитного троса;
 значительное снижение количества технологических нарушений из-за грозовых отключений;
 уменьшение веса опор.
Статус проекта
Начало: 2010 г.; Окончание: 2013 г.
Объект
внедрения
Установка ГИРМК на пилотной ВЛ 220 кВ Цимлянская ГЭС в Ростовской области
11
Разработка, изготовление и испытание опытных образцов КРУЭ 110 -220 кВ
наружной установки с вакуумными выключателями
Цель проекта
Создание опытного образца КРУЭ 110-220 кВ наружной установки с вакуумными выключателями.
Основные
достигнутые
результаты
• Создание макета ячейки КРУЭ 110 и 220 кВ наружной
установки с вакуумными выключателями с элементами
(секциями):
─ выключателя;
─ разъединителя;
─ быстродействующего замыкателя;
─ трансформаторов тока и напряжения;
─ ограничителя перенапряжений;
• Предложения по местам пилотного применения КРУЭ 110220 кВ наружной установки с вакуумными выключателями в
ЕЭС России.
Ожидаемый
эффект
Снижение затрат на строительство и эксплуатацию подстанции:
• не требуется строительство помещений для КРУЭ 110-220 кВ;
• потребность в использовании элегаза сокращена на 80%;
• значительно высокий коммутационный ресурс (30 000-50 000);
• возможность использования при низких температурах без подогрева. При эксплуатации отсутствуют высокотоксичные
продукты разложения элегаза.
Статус проекта
Начало: 2011; Окончание: 2013.
Объект
внедрения
Определяется.
12
Улучшающие технологии – крупные проекты
Введены в опытную эксплуатацию
следующие типы инновационного
оборудования:









Многогранные опоры (с 2010 г., московский регион);
СТАТКОМ на ПС Выборгская (2011 г., Северо-Запад);
АСК ПС 500 кВ Бескудниково (2012 г., Москва);
УШР-500 кВ (с 2009 г., Сибирь, Западная Сибирь,
Волга);
УШРТ-110 кВ (с 2010 г., Сибирь);
ИРМК на ВЛ 220 кВ Цимлянская ГЭС – Шахты 30
(2011 г., Ростовская область);
Управляемая плавка гололеда (2010 г., Юг, Центр);
Комбинированный выключатель-разъединитель ПС
Дмитров (2011 г., Московская обл.)
Высокотемпературный провод ВЛ ТЭЦ 3-ВАЗ (2011 г.,
Волга) и др.
13
Комплексная
отработка
решений –
ОСНОВНЫЕ
ЗАДАЧИ
пилотный энергокластер на территории ОЭС Востока
Создание энергокластера «Эльгауголь» на территории ОЭС «Востока» (2014 г.) для комплексной отработки
инновационных решений.
14
Планируемые крупные пилотные инновационные проекты
Планируется реализация пилотных проектов:
 Вставка постоянного тока ПС Могоча
(2013-2014 гг., ОЭС Сибири и Востока);
 Токоограничители на основе вакуумной технологии 110
кВ, взрывного типа 220 кВ ПС Каскадная
(2014 г., Москва);
 Внедрение ВТСП кабельной линии переменного и
постоянного тока на электросетевом объекте
(2014 г., Москва, 2016 г. С-Петербург);
 Внедрение высотных, эстетических и композитных опор
(2013 г., Калужская обл.);
 Создание цифровой ПС 220 кВ Надежда
(2015-2016 гг., Волга).
 Дальнейшее расширение полигона цифровая
подстанция на базе ОАО «НТЦ ФСК ЕЭС» (2012-2014 гг.).
 Высотные опоры с применением провода с
композитным сердечником при реконструкции ВЛ 220
кВ Черепеть-Орбита-Калуга-Спутник (35 км)
(реализация 2012-2013 гг., Центр) и др.
15
Развитие производства электротехнического оборудования в
Российской Федерации
Завод по производству КРУЭ
в г. Артем Приморского края
09.09.2011 состоялась закладка
«первого камня» строительства
завода;
Пуск завода - август 2012 года;
Номенклатура оборудования:
КРУЭ класса напряжения
110-500 кВ;
Начало поставок для ОАО «ФСК
ЕЭС» - 2013 год.
Объем поставок для ОАО «ФСК
ЕЭС» в период 2013-2017 гг. ~
180-240 ячеек/год.
Завод по производству трансформаторного
оборудования в г. Уфе
Плановая мощность: до 27 млн. кВА в год;
Номенклатура оборудования:
силовые и распределительные
трансформаторы;
Пуск завода -2009 год, начало поставок для
ОАО «ФСК ЕЭС» - 2012г.
Объем поставок для ОАО «ФСК ЕЭС» в
период 2012-2014 гг. ~ 10174 МВА.
Завод по производству высоковольтных
выключателей в г. Воронеж
Плановая мощность: до 500
высоковольтных коммутационных
устройств в год;
Номенклатура оборудования:
высоковольтные выключатели и
разъединители 110 и 220 кВ;
Пуск завода - июль 2011 года.
Завод по производству
трансформаторного оборудования
в г. Воронеж
Плановая мощность:
10 000 МВА в год;
Номенклатура оборудования:
от 40 МВА до 200 МВА для
класса напряжения 110-220кВ;
Начало производства - февраль
2012 г.
Завод «Таткабель»
по производству полного спектра
кабельно-проводниковой
продукции в г.Казань
Номенклатура оборудования :
кабель с изоляцией из сшитого
полиэтилена на напряжение 6-330
кВ; самонесущие изолированные
провода; кабели для стационарной
прокладки напряжением 0,66-3 кВ;
Плановая мощность: - 120 км/мес
(из расчета кабеля на 110 кВ с
сечением проводника 1000 кв.мм.);
Начало производства - 2010 г.
Завод ООО «Ижорские
трансформаторы» по производству
трансформаторного оборудования в
пос. Металлострой, Колпино
Номенклатура оборудования :
трансформаторное оборудование
класса напряжения 110-750 кВ;
Начало производства - 2014 г.
Объем поставок для ОАО «ФСК ЕЭС» в
период 2014-2018 гг. ~ 27190 МВА.
Завод высоковольтного
оборудования «СОЮЗ»
в г. Можайск
Номенклатура оборудования:
производство по лицензии
Alstom Grid элегазовых
колонковых 110 - 220 кВ и
баковых выключателей 110 кВ;
Начало производства - 2009 год.
Планируется создание
совместного предприятия на
базе ЗВО «СОЮЗ».
16
Испытательные центры – важнейшая часть энергетической
инфраструктуры
В СССР было 5 крупных
независимых испытательных
центров, а также 7
специализированных
лабораторий производителей
электротехнического оборудования:
•
•
•
•
В настоящее время в Европе
функционирует порядка 20
независимых испытательных центров.
В Америке - 7 центров:
• В мире работает следующая формула: в развитых индустриальных
странах существует как минимум, один мощный независимый
испытательный центр, который стоит во главе ассоциации
лабораторий при НИИ и заводах изготовителях
электрооборудования.
Большинство глобальных
электротехнических компаний имеют
собственный испытательный центр:
• Siemens - Крупный центр в Берлине и во Франкфурте-на-Майне
• ABB – крупный центр в Бадане
• Alstom – крупный центр в Лионе
в 3 центрах была возможность проводить испытания выключателей;
в 5 – были организованы испытания токами короткого замыкания;
в 5 – было организовано проведение климатических испытаний;
в 7 – было организовано проведение высоковольтных испытаний
До 1990 года в СССР имелась испытательная база (сеть) для проведения полного комплекса испытаний электротехнического
оборудования класса напряжения до 1150 кВ. В Европе аналогичные центры успешно развиваются в настоящее время.
В ФСК начата работа по ТЭО испытательного центра и разрабатывается ТЗ на проектноизыскательские работы.
17
Основные направления взаимодействия с высшими учебными
заведениями за 2011-2012 годы
Заключено соглашений о сотрудничестве
более 50
Привлечение ВУЗов к инновационной деятельности
более 120 млн. руб.
Разработано новых учебных программ
12 программ
Издано научно-технической и справочной
литературы
5 изданий, готовится к
изданию еще 6
Производственная практика студентов на
электросетевых объектах
более 500 студентов
из 54 ВУЗов
Студенческие строительные отряды для работы на
объектах ОАО «ФСК ЕЭС» в летний период
2011 год - 350
студентов,
в 2012 году более 750
Организация публичных мероприятий (единый день привлечены более
ОАО «ФСК ЕЭС», круглые столы, инновационные
10000 студентов и
форумы, конкурсы научных работ)
аспирантов
Совместно со МШУ Сколково проведение
Молодежного Круглого стола в рамках ПМЭФ
Ежегодно 50 студентов
профильных ВУЗов
Модернизация учебно-производственной базы
ВУЗов
МЭИ, СПбГПУ, ИГЭУ,
Сев-КавФУ,
Грозненский ГНТУ
Участие сотрудников компании в учебных процессах
ВУЗов (чтение лекций, диссертационные советы)
Более 25 сотрудников
18
ОАО «ФСК ЕЭС»
117630, г. Москва, ул. Академика Челомея, 5А
Телефоны:
Единый информационный центр: 8-800-200-18-81
Для звонков из стран
ближнего и дальнего зарубежья: +7 (495) 710-93-33
Факс: +7 (495) 710-96-55
Е-mail: info@fsk-ees.ru
Сайт:
www.fsk-ees.ru
Спасибо за внимание!
Когда ожидать эффект от инноваций?
Фазы инновационного развития
Возврат
инвестиций
Отработанный
продукт
Опытный
образец
Пилот
Инвестиции
год
0
Разработка
1-2
Испытание
2-3
3-5
Улучшение
Тиражирование
* - по материалам PWC
20