Плановое развитие рынка трансформаторов: утопия или необходимость?

20 апреля 2010 года на выступлении в Госдуме с отчетом правительства о работе в 2009 году, премьер-министр РФ Владимир Путин заявил, что экономика России вышла из продолжительной рецессии и начала свое восстановление: «Рецессия в нашей экономике закончилась. Более того, у нас очень хорошие стартовые условия для дальнейшего движения вперед. Это не значит, что кризис закончился, но рецессия закончилась».

Дальнейшее движение вперед экономики – это, прежде всего, определение ориентиров… В предлагаемой статье впервые использован ценологический подход к оценке спроса на рынке силовых трансформаторов I – III габарита. Также впервые автором высказывается предположение о необходимости развития этого рынка с учетом ценологических свойств совокупности оборудования, входящего в национальную электрическую сеть ЕНЭС России.

Совокупность силовых трансформаторов распредсетей – устойчивый техноценоз

Ценологический подход и термин «техноценоз» предложены в 1974 году выдающимся ученым, профессором Московского энергетического института (ТУ) Борисом Кудриным. В развитие понятия «техноценоз» профессор Валерий Лозенко ввел понятие «бизнесценоз» как «совокупность ограниченных в пространстве (организация, регион, страна, группы стран, мир) и времени слабовзаимодействующих между собой (опосредованно взаимодействующих через рынок) бизнес-структур, каждая из которых состоит из людей, корпоративной культуры, организационной структуры, документационной системы, инфраструктуры и производственной среды». В 2011 году Лозенко в соавторстве с А.Н. Брусницыным впервые описали и проанализировали ценологическими методами бизнесценозы крупных изолированных энергосистем, входящих в ЕНЭС России. В качестве классификационного признака принята установленная мощность единичной изолированной энергосистемы (автономного энергоузла). Используя по существу процедуры кластерного анализа, авторы сформировали неравномерную шкалу, позволяющую сформировать виды, имеющие существенные отличия, что позволило использовать методы рангового анализа. На основе сравнительного анализа реальных и идеальных ранговых распределений, впервые получен важнейший фундаментальный вывод о том, что в среднесрочной перспективе (15 – 25 лет) структура рассматриваемого рангового распределения установленных мощностей в техноценозе «Региональные и локальные изолированные энергосистемы России» в целом сохранится.

В 2010 году автор настоящей статьи дал описание бизнесценоза, как «комплекса по обеспечению энергоснабжения объекта» Его дальнейшее развитие –бизнесценоз «Комплекс по обеспечению электроснабжения страны (региона)», который соответствует определению Валерия Лозенко и выглядит следующим образом: бизнесценоз «Комплекс по обеспечению электроснабжения страны (региона)» - это совокупность ограниченных в пространстве (регион, страна) и времени слабовзаимодействующих между собой (опосредованно взаимодействующих через рынок) бизнес-структур, каждая из которых состоит из людей, корпоративной культуры, организационной структуры, документационной системы, инфраструктуры и производственной среды, имеющей целью обеспечение надежного электроснабжения потребителей.

В состав данного бизнесценоза входят силовые трансформаторы, обеспечивающее электроснабжение (фактически – жизнедеятельность) бизнесценоза. В соответствии с изложенным выше определением в совокупности силовые трансформаторы распределительных сетей бизнесценоза образуют техноценоз, конечная цель которого – передача и распределение электрической энергии. Видовым признаком является в данном случае мощность силового трансформатора (16кВА, 25 кВА, 40 кВА, 63 кВА, 100 кВА, 160 кВА, 250 кВА, 400 кВА, 630 кВА, 1000 кВА, 1600 кВА, 2500 кВА, 4000 кВА, 6300 кВА – ряд мощностей I – III габарита).

Автором в течение пяти лет собраны и обработаны данные по трансформаторному хозяйству всех регионов России, не только по I – III габариту, но и IV – VIII габариту. Ключевым моментом была проверка собранных данных на соответствие критерию Н-распределения (негауссовость). Для этого генеральная совокупность данных о численности видов была проверена на несоответствие нормальному распределению при помощи критерия Пирсона. Это позволило определить ранговые видовые распределения техноценозов «Силовые трансформаторы распределительных сетей», имеющих разные суммарные установленные трансформаторные мощности. Гиперболическое ранговидовое Н-распределение определяется формулой:

На рис. 1 приведен график распределения для техноценоза «силовые трансформаторы распределительных сетей» совокупной установленной трансформаторной мощности 1423,7 МВА (кривая 1), а также графики ранговидовых распределений, когда мощность 6050 МВА распределяется только I – II габаритом (кривая 2), и когда мощность 6050 МВА распределяется только III габаритом (кривая 3). Для удобства значение ранга на оси абсцисс заменено на обозначение мощности (ранг 1 – мощность 0,063 МВА, ранг 2 – мощность 0,1 МВА, и т.д., ранг 11 – мощность 6,3 МВА). По оси ординат указана численность вида.

Рис. 1Ранговидовые распределения

Оценка российского рынка силовых трансформаторов I – III габарита на 2011 – 2017г.г.

Основным исходным данным при прогнозировании спроса на рынке силовых распределительных трансформаторов является рост электропотребления.

Одна из неценологических моделей прогнозирования спроса, опубликованных ранее, основана на данных о росте энергопотребления. Прогноз спроса на силовые трансформаторы I – II габарита, рассчитанный по указанной модели составил 52100 штук.

Полученное автором базовое ранговидовое распределение (1), отображаемое кривой 1 на рис.1 позволяет прогнозировать спрос на рынке силовых трансформаторов I-III габарита на основе ценологических свойств совокупности силовых трансформаторов, обеспечивающих электроснабжение региона (страны).

Для этого автором предложены следующие допущения относительно схемы распределения и снабжения электроэнергией от источников генерации до конечных потребителей.

• Выделены два кластера: 1-й кластер - трансформаторы I-II габарита; 2-й кластер трансформаторы III габарита. Это выделение основано на упрощенной шестиуровневой системе электроснабжения конечных потребителей.
• Предполагается, что к конечному потребителю электроэнергия поступает, трансформируясь сначала во втором кластере (III габарит), а затем - в первом кластере (I-II габарит).

Определение численности видов рангов 1-6 и рангов 7-11 (т.е. прогноз спроса на силовые трансформаторы I-III габарита) осуществляется в следующем порядке.

1. В соответствии с прогнозом роста годового электропотребления в 26,5 млрд кВт·ч соответствующий прирост трансформаторной мощности составит 6050 МВА.
2. На основе суммарной трансформаторной мощности 2-го кластера в базовом ранговидовом распределении (995,9 МВА) и на основе значения прироста трансформаторной мощности (6050 МВА) определяется константа рангового распределения для техноценоза «силовые трансформаторы распределительных сетей», состоящего только из видов второго кластера и обеспечивающего распределение мощности 6050 МВА. 

1. На основе суммарной трансформаторной мощности 1-го кластера в базовом ранговидовом распределении (427,7 МВА) и на основе значения прироста трансформаторной мощности (6050 МВА) определяется константа рангового распределения для техноценоза «силовые трансформаторы распределительных сетей», состоящего только из видов первого кластера и обеспечивающего распределение мощности 6050 МВ (кривая 2 на рис.1)
2. 
3.  

Повторяя описанную процедуру для трансформаторов на замену общей мощностью 1000 МВА, получаем численность видов 1-го и 2-го кластера для замены трансформаторов, выработавших срок службы.

Суммарное количество трансформаторов видов 1-го и 2-го кластера как для новых объектов, так и для замены трансформаторов на существующих, приведено в таблице 1.

Таблица 1.

Общий спрос в 2011 – 2017 годах ежегодно составит примерно 55 000 штук (в т.ч. 52707 штук I – II габарита). Если сравнить с прогнозом, приведенным выше (52100 штук для I – II габарита), то можно говорить о практическом совпадении данных моделирования. При этом данная модель позволяет, как видно из таблицы 1 спрогнозировать ежегодное потребление трансформаторов каждой конкретной мощности. Совпадение данных, полученных по совершенно разным моделям позволяет утверждать о достоверности как описанной выше модели, так и достоверности моделей, разработанных автором ранее.

Плановое развитие рынка силовых трансформаторов: утопия или необходимость?

Итак, теперь можно ответить на вопрос, вынесенный в заголовок статьи. Как видим, ценологические свойства трансформаторного хозяйства в масштабах страны (региона), определяют вполне конкретное соотношение численности видов трансформаторов. Плановость развития рынка силовых трансформаторов подразумевает учет этих соотношений в планировании развития трансформаторных производств. В дальнейшем автор планирует проанализировать производственные мощности российских трансформаторных заводов и номенклатуру выпускаемого оборудования и обосновать рекомендации для собственников заводов по развитию их активов.

Юрий Савинцев, кандидат технических наук, генеральный директор ЗАО «Корпорация «Русский трансформатор»

Ссылки по теме:

Куда идет трансформатор

Рынок силовых трансформаторов I – II габарита: состояние после кризиса

Система мониторинга техсостояния трансформаторов