Инновационные решения как метод развития предприятия электроэнергетики

метки: Инновация, Электроэнергетика, Система, Развитие, Инновационный, Компания, Технология, Следовательно

Санкт-Петербургский государственный экономический университет

Инновационные решения как метод развития предприятия электроэнергетики

магистр, студент Амахина Анастасия Андреевна

Аннотация

Статья посвящена инновационным решениям в сфере электроэнергетики в современном мире, которые в настоящее время являются перспективными методами развития предприятий данной отрасли. Рассмотрен зарубежный опыт в данном вопросе, который является основополагающим, а также отечественный. Проведен анализ процесса внедрения инноваций в энергетическом секторе России, на основе которого сделан вывод о степени проработанности данного вопроса в отечественной практике.

В настоящее время, в связи с ускорением научно технического прогресса, в бизнесе складывается устойчивое понимание важности и необходимости инноваций, которые будут способствовать развитию компании и обеспечения ее долгосрочной конкурентоспособности. Особенно важно это для энергетических компаний, сталкивающихся в последнее время с множеством проблем в инновационной сфере.

Во-первых, в бизнесе укоренилось довольно ограниченное понимание термина «инновации». Как правило, под инновациями понимаются непосредственно новые технологии или продукты, которые не получили широкого распространения, что, в свою очередь, ограничивает руководителей в возможностях инновационного развития. Поэтому, в первую очередь, необходимо расширить понимание инноваций. Инновацией на предприятии можно считать «любое нововведение в деятельность компании, которое направлено на достижение стратегических целей компании, на создание и получение новой ценности новыми способами» [3].

Во-вторых, энергетическая отрасль является достаточно консервативной в отношении инноваций, так как срок службы основного оборудования составляет несколько десятков лет, а его модернизация требует больших инвестиций с длительными сроками окупаемости.

В-третьих, компании электроэнергетического сектора характеризуются низким уровнем НИОКР.

В связи с этим данная тема является актуальной в настоящее время, особенно для российских электроэнергетических компаний, так как износ оборудования у них уже давно превысил все сроки.

Зарубежная практика инновационных решений в электроэнергетике.

Система электроэнергетики любой страны, в общем понимании, включает:

1. Генерацию электроэнергии;

2. Передачу электроэнергии;

3. Распределение электроэнергии.

История развития электроэнергетики в России

... рассмотреть структуру электроэнергетики; рассмотреть современный уровень развития электроэнергетики; 1. Историко-географические особенности развития электроэнергетики в России. Развитие электроэнергетики России связано с планом ... и потребителем электроэнергии. Подавляющая часть произведенной электроэнергии расходуется в европейской части России. По производству электроэнергии среди экономических ...

Соответственно, рассмотрим инновации, присущие каждому этапу.

По мнению некоторых авторов, технологии генерации электроэнергии можно разделить на 2 группы: достигшие зрелости, следовательно, имеющие только возможность последующей модернизации для улучшения экономических показателей и технологии в стадии формирования, для которых ожидается быстрый прогресс технико-экономических показателей. К первой группе непосредственно относят технологии классических способов генерации электроэнергии, это: газовая, ветровая, био-, гидроэнергетика и тепловые реакторы в атомной энергетике. А ко второй — угольная, солнечная электроэнергетика, а также «прямые способы получения электроэнергии из окружающей среды на основе использования накапливающихся зарядов ионосферы, энергия вращения земли и др.» [1].

В зарубежных странах активно развивают «умную сеть», которая подразумевает управление спросом на энергию. Данная сеть является эффективной в том плане, что есть возможность подстраивать уровень энергопотребления и генерации электроэнергии, следовательно, это обеспечивает равномерность нагрузки. В будущем планируется совершенствование данной системы, с целью создания сетки самовосстановления и генерации системы «Plug-and-play», которая будет обеспечиваться за счет повышения взаимодействия датчиков, «умных» устройств и сетевых операций. инновационный энергетический россия

В части распределения электроэнергии и непосредственно в процессе поставки ее до потребителя, можно привести два примера инновационных технологических решений. Две европейские энергосетевые компании (финская Fingrid и голландская Tennet) разработали конструкции новых опор линий электропередач. Задача обеих компаний заключалась в необходимости постройки новых линий электропередач для удовлетворения растущих потребностей в пропускной способности и надежности сети. Обеим компаниям пришлось идти на уступки местному населению, чтобы не возникло конфликта интересов. Проблемы и решения представлены в таблице 1.

Таблица 1. Причины разработки конструкций новых опор европейскими компаниями

№	Компания	Проблема	Решение
1	Финская Fingrid	Фермеры требовали, чтобы опоры отнимали минимальное количество полезной площади	Разработаны опоры с массивной конструкцией, но занимающие минимальную полезную площадь. Кроме того, через такую опору может проходить любая сельскохозяйственная техника — тракторы и даже комбайны.
2	Голландская Tennet	Возможное визуальное загрязнение, воздействие электромагнитных полей на здоровье	Разработаны опоры с минимальным визуальным профилем, на которых провода были расположены близко друг к другу для уменьшения интенсивности электромагнитного излучения.

Данная ситуация демонстрирует важный принцип — четкое определение проблем ведет к поиску новых способов решения, которые являются инновационными.

Также следует помнить, что одна из главных проблем в энергетике — это отсутствие способов ее накопления, что необходимо «для повышения эффективности использования мощностей и надежности энергоснабжения» [4].

Самое распространенное устройство, способное накапливать, сохранять, а потом передавать заряд — это аккумулятор. Американскими учеными разработан новый катод для аккумуляторов, позволяющий химическим батареям заряжаться и быстро расходовать энергию. Однако, данных разработок не хватает для разработки эффективных аккумуляторов большой мощности для индивидуального потребления.

Так же существует еще ряд инноваций, разработанный зарубежными компаниями, которые, скорее всего, будут определять технологическое развитие сетевых компаний всех стран:

1. Системы мониторинга переходных режимов (WAMS) — позволяют проводить измерение и анализ параметров сети в реальном времени.

2. Система SCADA, отвечающая за сбор данных и централизованный контроль отдаленных систем генерации и передачи электроэнергии.

3. Усовершенствованная измерительная инфраструктура AMI — двухсторонняя система связи интеллектуальных устройств.

4. Измерение допустимой нагрузки линий (DynamicLineRating) — позволяют определять пропускную способность линий в реальном времени в зависимости от внешних условий (температура воздух, сила ветра и т.п.).

5. Гибкие системы передачи переменного тока (FACTS) — набор технологий, позволяющих управлять характеристиками передачи или преобразования электроэнергии с целью оптимизации режимов.

6. Автоматизация подстанций на базе стандарта МЭК 61850 — создание цифровой подстанции, в которой осуществляется информационный обмен в цифровой форме между первичным оборудованием и устройствами вторичной коммутации.

7. Различное программное обеспечение для анализа и поддержки процесса принятия решений и моделирования режимов работы сети.

Внедрение вышеперечисленных технологических решений направлено на повышение качества и надежности систем передачи электроэнергии. Например, использование технологии DynamicLineRating может увеличить пропускную способность существующих сетей на 30-40% и снизить время работы линии электропередачи в режиме перегрузки.

В перспективе, если рассматривать технологическое развитие отрасли, то электроэнергетика будет характеризоваться развитием различных интеллектуальных технологий, а также созданием «умных» сетей, но все они будут опираться на технологии, перечисленные выше.

Но не стоит недооценивать важность управленческих инноваций. Внедрение современных процессов и методов управления является существенным фактором развития энергетической компании. «По расчетам UMS Group, в таких инфраструктурных отраслях, как производство и распределение электроэнергии, газа и воды оптимизация систем управления может сократить затраты компаний более чем на 40%» [3].

Причем внедрение непосредственно управленческих инноваций существенно дешевле технологических, что обеспечивает более быструю окупаемость вложенных инвестиций.

Анализируя опыт зарубежных компаний можно выделить наиболее эффективные управленческие инновации в энергетическом секторе:

1. Система управления производственными активами — определяет механизмы взаимодействия всех структурных подразделений и процессов организации. Она включает: определение оптимального уровня затрат, набора воздействий на оборудование на всем периоде его жизненного цикла и формирование долго-, средне- и краткосрочных программ ремонта и замены оборудования и нового строительства. Данная система является стандартом и ключевым бизнес-процессом для ведущих международных энергетических компаний.

2. Бенчмаркинг — системное сравнение показателей деятельности с аналогами. Позволяет определять разрывы в операционной эффективности и ключевые драйверы их повышения, а также предоставляет доступ практикам других компаний.

3. Внедрение принципов бережливого производства — повышает эффективность производства без существенных финансовых вложений. Включает систематическое устранение потерь во всех процессах, развитие корпоративной культуры и повышение квалификации персонала, а также повышает энергоэффективность всей системы в целом.

Следовательно, энергетическим компаниям недостаточно просто закупить новое оборудование для своего развития, а необходимо комплексно подходить к внедрению как технологий, так и управленческих решений для более существенного эффекта.

Отечественная практика инновационных решений в электроэнергетике.

1. переход к цифровым подстанциям,

2. переход активно-адаптивным сетям с интеллектуальной системой распределения («умная» сеть),

3. переход к комплексным бизнес-процессам и автоматизированным системам управления.

Все это планируется осуществлять вместе с применением новых технологий и материалов в электроэнергетической отрасли. Но вместе с тем, возникает ряд проблем.

Использование цифровых подстанций в России в настоящее время невозможно по причине отсутствия нормативной базы, соответствующей стандарту МЭК-61850, а также по причине множества технологических проблем, а точнее отсутствия технологических решений по применению «цифровой подстанции».

Использование в России «умной» сети возможно только после совершенствования нормативной базы, введения в нее новых понятий и требований. Потенциал для развития огромный, но здесь ключевое влияние оказывает государство, так как инвестиции в развитие таких технологий значительные, а тарифы на электроэнергию повышать возможности нет, следовательно, нет денежных средств. Аналогичные проблемы возникают и при переходе к автоматизированным системам управления.

В качестве внедрения новых технологий можно рассмотреть пример использования композитных опор воздушных линий электропередач. Их преимуществами являются простота установки, монтажа и транспортировки по сравнению с аналогичными стальными оцинкованными, железобетонными и деревянными опорами, а также они имеют возможность продолжать работу при нарушениях изоляции и имеют высокую устойчивость к климатическим условиям. Но вместе с тем, присутствует одна главная проблема, отсутствие крупномасштабных предприятий по производству таких опор, так как экономически на данный момент, без поддержки государства, это нецелесообразно.

Если рассматривать управленческие инновации, то здесь планируется внедрение системы управления производственными активами (о чем говорилось ранее в зарубежном опыте), а также формирование инновационного окружения компании, что подразумевает привлечение научных организаций, образовательных учреждений и т.п., с целью разработки инновационных решений.

Также была проанализирована программа инновационного развития ПАО «ФСК ЕЭС» до 2016 года с перспективой до 2020 года, одним из ключевых моментов которой является внедрение управленческих инноваций на предприятии, таких как:

• система менеджмента качества (система экологического менеджмента, энергетического менеджмента),
• система управления жизненным циклом изделий (объектов) на основе современных цифровых технологий и системы «одного окна» (единая сервисно-ориентированная информационная среда),
• система управления знаниями.

Технологические инновации аналогичны компании ПАО «Россети», за исключением цифрового проектирования, которое представляет собой экосистему инжиниринга (методы цифровой оценки и виртуальные проверки инженерных решений).

Следует отметить, что в ПАО «ФСК ЕЭС» внедряется автоматизированная система технологического управления (АСТУ), которая является аналогом «умной» сети.

Следовательно, по результатам анализа инновационных программ ведущих компаний в электросетевом секторе России, можно сделать вывод о том, что осознание необходимости совершенствования существующей системы электроэнергетики в нашей стране есть, но реализация мероприятий в данной сфере находится на начальном этапе. Низкий уровень проработанности законодательной и нормативной базы, а также низкий уровень технологического развития затрудняют быстрое внедрение инноваций, но главное начать двигаться в правильном направлении, что мы и делаем.

Сравнительный анализ инновационных программ отечественных предприятий.

Для начала сравним инновационные программы обеих компаний, для чего выделим основные характеристики, по которым будем сравнивать предприятия. Они приведены в таблице 2.

Как видно из представленной таблицы, программы инновационного развития обеих компаний схожи, что не удивительно, ведь ПАО «ФСК ЕЭС» дочернее предприятие ПАО «Россети». Но есть такие существенные различия, как:

1. ПАО «Россети» только распланировали создание Федерального испытательного центра электротехнического оборудования, а аналогичный центр для высоковольтных сетей, которые непосредственно обслуживают ПАО «ФСК ЕЭС», уже существует — это АО «НТЦ ФСК ЕЭС» (прежнее название — ОАО «НТЦ электроэнергетики»), образованное еще в 2006 году.

Таблица 2. Основные характеристики инновационных программ ПАО «Россети» и ПАО «ФСК ЕЭС»

Показатели	ПАО «Россети»	ПАО «ФСК ЕЭС»
Технологические решения
Цифровая подстанция	+	+
Создание ФИЦ электротехнического оборудования в РФ	+
Инфраструктура зарядки электромобилей	+
Цифровое проектирование		+
Энергоэффективность и снижение потерь		+
Интеллектуальные системы учета электроэнергии и повышение качества обслуживания / Удаленное управление	+	+
Качество электроэнергии		+
Развитие системы управления производственными активами и надежностью	+	+
Информационное сопровождение жизненного цикла объектов электрической сети	+
Композитные материалы и сверхпроводимость		+
Управленческие решения
Информационное обеспечение / Совершенствование системы управления инновационной деятельностью	+	+
Разработка и обновление нормативной базы		+
Развитие системы разработки и внедрения инноваций	+	+
Создание высокопроизводительных рабочих мест / Адаптация	+	+
Коммерциализация инновационных технологий и защита интеллектуальной собственности		+
Развитие механизмов инвестирования в инновации сфере	+	+
Целевые программы компании
Энергосбережение и повышение энергоэффективности	+	+
Реализация экологической политики	+	+
Импортозамещение и локализация производств		+
Развитие кадров		+

2. Также ПАО «Россети» планируют создание полноценной инфраструктуры для зарядки электромобилей, которые медленно, но верно заполняют российский автомобильный рынок. На начало 1 января 2016 года насчитывалось 647 электромобилей, а на 1 января 2017 — 920 электромобилей, что на 42, 2 % больше (Источник: аналитическое агентство Автостат).

В целом, направление развития инноваций обеих компаний нацелено на один «курс», что благоприятно скажется на развитии системы электроэнергетики в целом.

Также проанализируем стоимостные характеристики инновационных программ. Мы рассмотрели основные направления технологического развития и запланированное финансирование на внедрение данной инновации в период с 2016 по 2018 годы. Данные приведены в таблице 3.

Для того, чтобы более точно проанализировать представленную выше таблицу, по показателям был рассчитан темп прироста:

(1)

где: Т _пр — темп прироста, %; y_n — значение показателя в 2018 году, млн. руб.; y₀ — значение показателя в 2016 году, млн. руб.

Исходя из полученных данных, видно, что темпы прироста ПАО «ФСК ЕЭС» имеют тенденцию к снижению (по 3 из 7 показателей темп прироста отрицательный).

В связи с чем был рассчитан средний темп прироста, по формуле:

(2)

где: — средний темп прироста; n — количество показателей.

Таблица 3. Стоимостные характеристики инновационных программ ПАО «Россети» и ПАО «ФСК ЕЭС»

Показатели	Стоимость, млн. руб.
	ПАО «Россети» (распределительные сети)	ПАО «ФСК ЕЭС»
	2016	2017	2018	Т пр , %	2016	2017	2018	Т пр , %
Цифровая подстанция	237,94	724,53	560,87	135,7	221,74	188,34	411,81	85,7
Цифровое проектирование	2237,1	3865,4	3236,5	44,7	95,50	126,39	34,00	-64,4
Энергоэффективность и снижение потерь	—	—	—	—	73,50	61,45	10,26	-86,04
Качество электроэнергии	—	—	—	—	504,84	342,85	309,10	-38,8
Управление активами и надежностью	—	—	—	—	169,71	394,00	231,00	36,1
Новые материалы	1278,5	1249,1	1554,4	21,6	107,62	173,91	141,84	31,8
Удаленное управление и безопасность	564,51	809,23	944,11	67,2	324,50	352,00	543,00	67,3
Система разработки и внедрения инноваций	306,61	454,31	182,06	-40,6	—	—	—	—
Итого, включая: технологические; управленческие	4624,7	7102,6	6477,9	40,1	1497,4 1473,2 24,2	1638,9 1607,2 31,7	1681 1655,9 25,1	12,3 12,4 3,7

Данный показатель в ПАО «ФСК ЕЭС» равен 4,5%, что значительно ниже показателя ПАО «Россети» — 45,7%, которое так же имеет положительную динамику по всем темпам прироста, кроме системы разработки и внедрения инноваций.

Следовательно, здесь может быть два вывода: либо первое предприятие эффективнее расходует денежные средства и ближе к окончанию инновационной программы размер денежных средств уменьшается, либо эти будущие затраты занижены и в дальнейшем будут пересмотрены, в зависимости от фактического выполнения работ.

Для общего понимания деятельности компаний рассмотрим также динамику их основных показателей за последние 3 года в научно-технической сфере и сравним с общероссийскими показателями (таблица 4).

Таблица 4. Динамика основных показателей научно-технологической сферы за 2014-2016 гг.

Показатели	ПАО «Россети»	ПАО «ФСК ЕЭС»	Россия
	2014	2015	2014	2015	2014	2015
ВВП, млрд. руб.	—	—	—	—	63046,8	61263,6
Выручка, млн. руб.	759608	766812	168941	173266	—	—
Расходы на НИОКР, млн. руб.	418	250,5	422	484	847527	914669
Внутренние затраты на НИОКР (в % к выручке)	0,06	0,032	0,25	0,28	—	—
Внутренние затраты на исследования и разработки (в % к ВВП)	0,0007	0,0004	0,0007	0,0008	1,34	1,49
Выдано патентов на изобретения РФ (шт.)	25	16	56	30	12267	8390
Доля патентов к общему числу по стране, %	0,2	0,19	0,46	0,36	—	—
Затраты на повышение квалификации сотрудников (тыс. руб./чел.)	17,7	12,6	—	—	—	—

В целом, если рассматривать динамику финансирования НИОКР, можно предположить, что ПАО «ФСК ЕЭС» более заинтересовано в развитии инновационных технологий, о чем свидетельствует большая доля затрат на научные разработки к общей выручке и этот показатель с годом увеличивается. Так же количество патентов в 2014 и 2015 годах больше в 2,24 и 1,8 раза соответственно, чем в ПАО «Россети» за аналогичный период.

Следовательно, можно предположить, что инновационная политика ПАО «ФСК ЕЭС» реализуется лучше, чем в ПАО «Россети». Но вместе с тем, следует признать, что, так как первое предприятие является дочерним второго, то в целом электроэнергетика России приняла правильный курс. Внедрение инноваций главными электросетевыми компаниями выведет энергетику нашей страны на новый уровень.

Заключение

На основании всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Внедрение технологических и управленческих инноваций в отрасль электроэнергетики происходит все более быстрыми темпами. Разрабатываются новые программы, материалы, оборудование и т.п. с целью усовершенствования существующей системы электроснабжения.

2. В ближайшем будущем динамика электроэнергетики России должна будет соответствовать новым техническим тенденциям, чтобы наша страна могла «создать достойную» конкуренцию на мировом рынке.

3. Появление инновационных решений в сфере электроэнергетики играет важную и даже главную роль в ее развитии. В современном мире человечеству необходима безопасная и экологичная энергетика, которая возможна только благодаря разработкам новых технологий и инноваций в системе управления.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/innovatsii-v-elektroenergetike/

1. Буранова М. А. Современное состояние и перспективы развития топливно-энергетического комплекса // Молодой ученый. — 2017. — №1.3. — С. 60-63.

2. Конькин Д.А. Формирование инновационного потенциала в энергетических компаниях // Экономика и менеджмент инновационных технологий. 2014. № 7. URL: http://ekonomika.snauka.ru/2014/07/5369 (дата обращения: 10.04.2017).

3. Ованесов А. Инновационные системы в электроэнергетике [Текст] / Ованесов А., Киселева Е., Петрухин А. //Strategy.ru, 2011-2012. URL: http://strategy.ru/UserFiles/File/Strategy.ru/innovative-systems-in-the-power.pdf (дата обращения: 11.04.2017).

4. Орлов А. В. Инновации в электроэнергетике [Текст] / А. В. Орлов, В. Ф. Ковганюк, Т. О. Самкова // Новое слово в науке: перспективы развития : материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. (Чебоксары, 15 янв. 2016 г.).

В 2 т. Т. 2 / редкол.: О. Н. Широков [и др.]. — Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2016. — № 1 (7).

— С. 49-52. — ISSN 2411-8133.

5. Программа инновационного развития ПАО «Россети» на период 2016-2020 гг. с перспективой до 2025 г., Москва, 2016.

6. Программа инновационного развития ПАО «ФСК ЕЭС» на 2016-2020 годы с перспективой до 2025 года, Москва, 2016.

7. Протокол МЭК-61850 — стандарт «Коммуникационные сети и системы подстанций». URL: http://hodjent.narod.ru/DOWNLOAD/IEC_61850.pdf (дата обращения: 11.04.2017).