Бифуркация в трансформации

Опубликовано: 6 октября 2016 г. в 08:56, 31 просмотрКомментировать

Настоящая статья является попыткой инициировать толчок к формированию стратегического видения трендов и перспектив развития как всего электросетевого комплекса нашей страны, так и рынка силовых трансформаторов, в частности, важнейшего сегмента этого рынка — рынка силовыхтрансформаторов IV—VI11 габарита. Собранный и проанализированный автором за последние десять лет материал о развитии и текущем состоянии рынка силовыхтрансформаторов позволяет говорить о формировании точки бифуркации*. Весь изложенный далее аналитический контент свидетельствует об этом.

Бифуркация в трансформации

Мы видим критическое состояние рынка силовых трансформаторов как системы, при котором она (система) становится неустойчивой относительно флуктуаций, и возникает неопределенность: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности.

Автор еще в 2011 году написал статью «Плановое развитие рынка силовых трансформаторов: утопия или необходимость?» [1], в которой впервые ставит вопрос о необходимости развития ЕНЭС России на базе ценологического подхода. Этот подход дает возможноть упорядочить стихию рынка за счет прогнозирования потребности всех потребителей силовых трансформаторов на строгой объективной научной основе.

Как известно специалистам, силовые трансформаторы являются неотъемлемой частью оборудования подстанций, которые представляют собой единый комплекс коммутационного оборудования, оборудования релейной защиты и автоматики, приборов учета и др. Поэтому проблемы и вопросы рынка силовыхтрансформаторов IV-VIII габарита — это фактически вопросы состояния и развития рынка электропотребления.

В связи с этим логика исследования рынка силовых трансформаторов IV-VIII габарита — это логика исследования состояния и развития рынка электропотребления в России.

Как известно специалистам, в России принята следующая классификация силовых трансформаторов, представленная в таблице 1.

Таблица 1. Классификация силовых трансформаторов

Исторически сложившиеся предприятия на территории России:
ООО «Тольяттинекий Трансформатор»
ЗАО «Энергомаш (Екатеринбург) - Уралэлектротяжмаш»
ПАО «Запорожтрансформатор» (Украина)
Чирчикский трансформаторный завод (Узбекистан)
Кентаусский трансформаторный завод (Казахстан)
ЗАО ГК «СВЭЛ» (Екатеринбург)
ООО «Силовые машины - Тошиба. Высоковольтные трансформаторы» (С-Петербург)
ООО «Сименс Трансформаторы» (Воронеж)
АВВ ALSTOM GE Строящиеся предприятия:
Hyundai (Находка) Планируемое строительство:
АВВ (Липецк) ТВЕА (Татарстан) Areva, Alstom

Из всего перечня брендов основной вклад в развитие генерации и сетевого комплекса последние годы, в том числе за счет программы импортозамещения внесли базовые отечественные заводы из Москвы, Тольятти и Екатеринбурга, общая доля которых варьируется в пределах 70% рынка. Озвучены намерения топ-менеджмента ПАО «Россети» (основного приобретателя оборудования) довести этот показатель в ближайшие годы должен до 90%.

К сожалению, новые площадки и комплексно модернизированные производства, запущенные под реализацию программы, так называемой ГОЭЛРО-2, загружены не полностью и имеют большой резерв свободных производственных мощностей.

Это объясняется следующими факторами:

  1. существовавший ориентир на закупку импортного оборудования (который преодолевается сейчас, в том числе, за счет политической воли);
  2. отсутствие гигантских строительств, на которые были ориентированы «советские» мощности заводов;
  3. рост конкуренции на внутреннем рынке за счет появления новых заводов, «оттягивающих» свою долю рынка.

При всем этом в выигрышном положении остаются именно новые совместные предприятия, которые строились под определенный гарантированный объем загрузки.

ООО Сименс Трансформаторы

Несмотря на объединение всех перечисленных выше заводов в одну группу — изготовители трансформаторов IV-VIII габарита, их история, текущие возможности и перспективы развития сильно разнятся. В большой степени тренды развития определяются той стратегической линией, которая была выбрана ранее: строительство новых производств с нуля или комплексная модернизация всего производственнотехнологического процесса на существующих площадках или упрощенная схема обновления станочного парка.

Суммарные мощности российских заводов, их загруженность в 2015 году и резерв можно оценить на основе данныхтаблицы 3.

Таблица 3. Суммарные мощности российских заводов, их загруженность в 2015 году и резерв

Предприятия Начало производства, год Проектная мощность площадки, MBA Используемая мощность 2015 г., MBA Неиспользуемая мощность, MBA
Итого (MBA) 138 500 32 000 94 500 23

Объем, динамика и структура рынка силовых трансформаторов IV-VII габарита в России в 2011-15 гг.

Динамика рынка на протяжение 2011-14 гг. характеризуется данными таблиц 4, 5, 6.

Однозначная взаимосвязь рынка силовых трансформаторов IV-VIII габарита с динамикой установленной мощности генерации отражена в объеме спроса на силовые трансформаторы: замедление роста установленной мощности к 2014 г. привело к сокращению рынка силовых трансформаторов.

Таблица 4. Объем закупок в динамике по годам и по классам напряжения

Год 110 кВ 220 кВ 330 кВ 500 кВ Импортированное оборудование, классов напряжения >110 кВ, штук Суммарно закуплено российскими потребителями, классов напряжения >110 кВ, штук
В среднем в год по классу напряжения 143 63 3 15 249 472

Таблица 5. Структура рынка по видам (классам напряжения)

Таблица 6. Доли различных потребителей

Структура рынка по классам напряжения отражает фундаментальную закономерность инвариантности структуры больших групп однородных технических объектов (в полной аналогии с живой природой): «маленьких» особей всегда больше, чем «больших» особей. Размер в случае силовых трансформаторов — это класс напряжения: чем выше класс напряжения, тем меньше трансформаторов такого класса будет присутствовать в совокупности однородных технических объектов.

Основным потребителем силовых трансформаторов IV-VIII габарита являются дочерние структуры ПАО «Россети» — практически 2/3 от объема рынка. Причем объем потребления этого заказчика достаточно стабилен год от года (за исключением кризисной турбулентности).

Большую долю в потреблении занимают также крупные предприятия разных отраслей промышленности — это горно-обогатительные комбинаты, предприятия химической промышленности и промышленности стройматериалов (производство цемента), металлургические комбинаты и заводы по производству черных и цветных металлов — примерно шестая часть объема.

Примерно по десятой части рынка составляют предприятия нефтегазобывающего комплекса и генерации. Двадцатая часть — потребность РЖД. И, наконец, один процент рынка составляют заказы крупных научно-исследовательских центров — прежде всего это ядерные исследовательские центры.

Иностранные производители и импортеры силовых трансформаторов IV-VIII габарита в России

Таблица 7. Динамика импорта силовых трансформаторов IV-VIII габарита в РФ

Год Количество, штук Мощность, MBA

Таблица 8. Объем импорта силовых трансформаторов IV-VIII габарита из Украины

Анализ текущих цен на силовые трансформаторы IV-VIII габарита

Анализ тендерной документации позволил определить средние рыночные цены на силовые трансформаторы IV-VIII габарита в России.

Таблица 9. Средние цены на силовые трансформаторы 110 кВ

Мощность, MBA

Таблица 10. Средние цены на силовые трансформаторы 220 кВ

Мощность, MBA

Таблица 11. Средние цены на силовые трансформаторы 330 кВ

Мощность, MBA

Цена, тыс. руб.

63

108 000,00
125 146 000,00
167 160 000,00
200 156 000,00

Таблица 12. Средние цены на силовые трансформаторы 500 кВ

Мощность, MBA

Таблица 13. Стоимость трансформаторов в США

Напряжение, кВ Мощность, MBA

Для сравнения в таблице 13 приведены данные на трансформаторы производства США.

Обычно сравнивают стоимость 1 MBA трансформаторов сопоставимой мощности. Российский трансформатор по этому показателю несколько выше американского («американец» 2 MBA стоит 747 000 рублей «против» 968 000 рублей 1 MBA российского).

Прогноз потребления силовых трансформаторов VI-VIII габарита в России на 2016-18 гг.

Для прогноза потребления силовых трансформаторов IV-VIII габарита в России на 2016-2020 гг. использована авторская математическая модель структуры трансформаторного комплекса на основе ценологической парадигмы [2].

Ранговидовое Н-распределение, характеризующее эту структуру, определяется формулой:

(1).

Где:

Ni — количество особей вида ранга i;

ri — ранг;

А — константа распределения, зависящая от суммарной установленной трансформаторной мощности техноценоза; численность вида первого ранга.

В результате обобщения Савинцевым Ю.М. большого объема статистического материала характеристический показатель для любого техноценоза «Комплекс силовых трансформаторов для электроснабжения» коэффициент β был найден равным β = 1,44.

Как предполагает автор — это число отражает структуру указанного техноценоза и имеет фундаментальное значение для распределительных сетей как отдельного самостоятельного экономического региона, так и страны в целом.

В соответствии с выводами фундаментальной работы В. И. Гнатюка [3] наилучшим является «коридор» состояний техноценоза, описываемый ранговидовыми распределениями с 0,5<β<1,5. Полученное значение β = 1,44 удовлетворяет данному условию.

Устойчивый характер структуры указанных техноценозов был практически подтвержден анализом трансформаторных хозяйств Холдинга МРСК.

Структура техноценоза, а именно, количество трансформаторов каждой мощности, — определяется формулой:

(1а).

Где:

N1 — константа ранговидового распределения — количество трансформаторов первого ранга (группы наибольшей численности);

β — характеристический показатель ранговидового распределения;

ri — ранг (порядковый номер) группы трансформаторов (популяции);

Ni — количество трансформаторов ранга (порядкового номера) I.

Для всех трансформаторных хозяйств характеристический показатель оказался равным β = 1,44.

Значение константы распределения N1 определяется исходя из суммарного ресурса — суммарной мощности, которую должен трансформировать техноценоз.

А т.к. Ni определяется в соответствии с (1а), то

Результаты моделирования приведены в таблице 14.

Самым сложным при прогнозировании является определение величины суммарной трансформаторной мощности, требуемой для транспортировки электроэнергии при росте электропотребления.

В книге П. М. Тихомирова этот замечательный ученый-практик дает коэффициент превышения суммарной сетевой трансформаторной мощности над мощностью генерации равным 7-8 [4].

Ю. М. Савинцев на основе обработке данных ПАО «Россети» получил значение этого коэффициента равным 3,5-4.

Исходя из этого, на основе данных о максимальном росте электропотребления 27 781,43 * 103 МВтчас/год (Генеральная схема) и на основе среднего значения времени загрузки мощности генерации 4402 часа в год (данные Системного оператора) получаем значение прироста НОВОЙ трансформаторной мощности 22 089 МВА/год.

Таблица 14. Прогноз потребности в силовых трансформаторах IV-VIII габарита на ближайшие годы (в условиях роста экономики страны)

Мощность трансформатора, MBA Прогноз, штук Суммарная трансформаторная мощность, MBA
Итого 584 22 089,0

Объем рынка силовых трансформаторов IV-VIII габарита в финансовом выражении

На основании данных по объему рынка по классам напряжения с разбивкой по мощностям, цены на трансформаторы был вычислен объем рынка силовых трансформаторов IV-VIII габарита в финансовом выражении (в ценах и по валютным курсам начала 2016 г.).

Объем рынка силовых трансформаторов IV-VIII габарита в России в рублях составляет примерно 30-40 млрд рублей в год.

Объем рынка силовых трансформаторов IV-VIII габарита в России в USD составляет примерно 460-620 млн долларов США в год.

Основные выводы

  1. Рынок силовых трансформаторов IV-VII габарита в России взаимно однозначно связан с развитием рынка электропотребления и вводом новых генерирующих мощностей.
  2. Рынок силовых трансформаторов IV-VII габарита в России сильно зависим от проводимых реформ в отрасли и программ национального масштаба, принимаемых экономическим блоком правительства, т.к. его динамика в значительной части определяется инвестициями государства в развитие электроэнергетического комплекса страны.
  3. Объем рынка силовых трансформаторов IV-VIII габарита России в рублях составляет примерно 30-40 миллиардов рублей в год (или в долларовом эквиваленте 460-620 миллионов долларов США в год).
  4. Ежегодный спрос на силовые трансформаторы IV-VIII габарита составляет (в условиях роста экономики) примерно 500-600 единиц в год в натуральном выражении или примерно 20 000-22 000 MBA в показателях суммарной мощности.
  5. Возможности производственных мощностей заводов России, производящих силовые трансформаторы IV-VIII габарита в несколько раз превышают потребность рынка.
  6. Рынок силовых трансформаторов IV-VIII габарита России является рынком жесткой конкурентной борьбы между производителями.

Список литературы:

  1. Савинцев Ю.М. Плановое развитие рынка силовых трансформаторов: утопия или необходимость? / Энергетика и электроснабжение регионов. - № 3 (39). - 2011. - 46-47 с.
  2. Савинцев Ю.М. Экспертный анализ рынка силовых трансформаторов России. - [б.м.]: Издательские решения, 2016. - 88 с.
  3. Гнатюк В.И. Закон оптимального построения техноценозов / В.И. Гнатюк. - Выпуск 29. Ценологические исследования. -М.: Изд-во ТГУ. - Центр системных исследований, 2005. - 384 с.
  4. Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. Учеб, пособие для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Энергия», 1976. - 544 с.

* Бифуркация — (от лат. bifurcus — «раздвоенный») приобретение нового качества объектов при изменении параметров, от которых они зависят.

Юрий Михайлович САВИНЦЕВ,к.т.н., ООО «Производственная компания
«Русский трансформатор»

Материал размещен в журнале «Электротехнический рынок», №4 (70) Июль-Август 2016

Источник: Ю. М. САВИНЦЕВ,к.т.н., ООО «Производственная компания «Русский трансформатор»

Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.