К 80-летию плана ГОЭЛРО.
Э.Н. ЗУЕВ
Вместо предисловия
“Вечером 9 ноября 1965 года первый пилот пассажирского воздушного лайнера “Боинг-707” вывел машину на траверз посадочной полосы нью-йоркского аэропорта. Освещенный , как днем, аэропорт Кеннеди приветливо мигал сигнальными огнями. Пилот перевел взгляд на стрелку высотомера. Она стремительно приближалась к нулю. Когда он через секунду снова взглянул на землю, аэродрома под ним уже не было. Он машинально потянул рукоятку на себя — лайнер резко ушел в вечернее небо. За эту секунду погас Нью-Йорк . . . ”.
Так начиналась одна из статей, посвященных грандиозной аварии в электроэнергетике США, в результате которой более чем на 13 часов было прервано электроснабжение потребителей на территории 8 штатов площадью в 200 тыс. кв. км, где проживало более 30 млн. человек [1]. Общие убытки от этой аварии составили около 100 млн. долларов. Не менее сильным оказался и психологический эффект. Американцы были потрясены самим фактом возможности подобного рода катастрофы. В ту ночь были зарегистрированы самоубийства нескольких жителей Нью-Йорка. Одна из них — молодая женщина — оставила на столе записку: “Я схожу с ума от этой темноты, я больше не могу”.
Вам, конечно, даже трудно представить, что нечто подобное может произойти у нас в Москве или в любом другом регионе России. Все мы настолько привыкли к тому, что если и погаснет свет в нашей квартире, то это продолжается не десяток часов, а в худшем случае несколько десятков минут, не правда ли? Хотя за городом перерыв бывает и больше. Для нас сегодня стабильность электроснабжения — это нечто само собой разумеющееся. И вряд ли кто из нас задумывается над тем, какой ценой обеспечивается эта высокая стабильность, кто и как следит за тем, чтобы не останавливались электродвигатели станков на промышленных предприятиях, чтобы бесперебойно функционировал метрополитен и другой электрический транспорт, чтобы всегда были освещены улицы, витрины магазинов и наши окна. Сейчас электричество — столь привычное благо цивилизации, что не каждый задумывается над тем, какой долгой и трудной была дорога к этому “храму”. В преддверии знаменательного для нашей страны события — 80-летия принятия плана электрификации России — мы расскажем об этом пути на примере Московского региона.
В наши дни ни для кого не является секретом, что чем большая доля первичных энергоресурсов, потребляемых в той или иной стране, расходуется на выработку электрической энергии (ЭЭ), тем меньше их расход в расчете на единицу валового национального продукта [2]. И хотя во второй половине XIX века еще не было статистических данных, подтверждающих эту закономерность, тем не менее передовая часть русской технической интеллигенции интуитивно понимала, что будущее — за электрификацией, что использование ЭЭ в промышленности и коммунально-бытовом секторе сулит большие преимущества и открывает грандиозные перспективы их развития. Неоценимый вклад в историю развития мировой электротехники в XIX веке внесли русские ученые и инженеры такие, как В.В. Петров, Э.Х. Ленц, Б.С. Якоби, Д.А. Лачинов, П.Н. Яблочков, Ф.А. Пироцкий, В.Н. Чиколев, А.Н. Лодыгин, И.Ф. Усагин, М.О. Доливо-Добровольский, Н.А. Умов [3]. В то время Москва и Петербург со своими университетами были центрами передовой научной и технической мысли, подготовившими почву для зарождения российской электрификации и ее интенсивного развития в XX веке.
С момента зарождения электроэнергетики в Москве минуло 120 лет. За этот период система электроснабжения Московского региона прошла трудный путь становления и развития, превратившись сегодня в сложный организм из многочисленных источников ЭЭ (электростанций и системных подстанций), питающих и распределительных сетей. Достаточно сказать, что сегодня эта система обслуживает потребителей на территории 47 тыс. кв. км., где проживает около 16 млн. человек. Установленная мощность электростанций Московской энергосистемы уже перешагнула рубеж в 15 млн. кВт и ими вырабатывается десятая часть всей производимой в России электроэнергии [4].
В создание и развитие этой системы вложен труд и энтузиазм не только специалистов Мосэнерго, но и представителей различных московских научно-исследовательских и проектных организаций, а также вузов и техникумов, готовивших кадры для электроэнергетической отрасли. Нам не стоит забывать и о том, что Москва всегда была тем центром, где, начиная с плана ГОЭЛРО, решались вопросы развития электроэнергетики всей страны, разрабатывалась его стратегия и техническая политика, исследовались и апробировались новые технические решения, многие из которых не имеют аналогов в мировой практике электрификации.
Начало пути — от первых электрических ламп до рождения
Московской энергосистемы (1880 — 1915)
Первым применением ЭЭ в Москве стало электрическое освещение. В части уличного освещения Москва сильно отставала от городов Европы. Только в 1730 году зажегся здесь первый уличный фонарь, тогда как в Париже, например, по приказу короля Людовика XIV городские власти установили их еще в 1667 г. [5]. Изобретение в 70-х годах прошлого века дуговой лампы («электрической свечи»), а затем и лампы накаливания (А.Н.Лодыгин) обеспечили широкое внедрение электрических систем освещения на постоянном токе. В 1886 году в России было создано «Акционерное общество электрического освещения 1886 года» [6], заслугой которого является интенсивное развитие электрификации Москвы и Петербурга вплоть до 1917 года, когда оно было национализировано [7].
В 1880-90-х годах для целей освещения в Москве были сооружены несколько мелких электростанций, питающих отдельные здания или объекты. Среди них «Городская», от которой впервые было осуществлено освещение городской территории, а именно площади храма Христа Спасителя и Большого Каменного моста; «Университетская», «Императорских театров» (Большого и Малого), «Кремлевская дворцовая», а также электростанции при Московско-Ярославском и Московско-Брестском вокзалах [6].
В 1883 г. по случаю коронации императора Александра III были иллюминированы Кремль и колокольня Ивана Великого. Для этого на Софийской набережной напротив Кремля была сооружена специальная передвижная электростанция из 40 “динамомашин” (так тогда называли генераторы постоянного тока) с приводом от 18 локомобилей . Внезапно вспыхнувшие 3,5 тысячи ламп накаливания вызвали восторг москвичей, заполнивших Кремль и Красную площадь.
Рост спроса на электроэнергию для целей освещения требовал строительства более мощных электростанций, обеспечивающих электроснабжение не отдельных объектов, как упомянутые выше «блок-станции», а целых городских районов. Такие электростанции стали называться «центральными».
Первой центральной станцией Москвы, построенной «Обществом 1886 года» на углу Большой Дмитровки и Георгиевского переулка, стала «Георгиевская». Кабельная электрическая сеть постоянного тока, по которой при напряжении 100 В передавалась потребителям ЭЭ от этой станции, имела радиус действия, не превышавший 1,5 км. Системы электроснабжения на постоянном токе столь низкого напряжения не могли удовлетворить потребностей города ни по охвату территории, ни по мощности. На смену им пришли системы трехфазного переменного тока, появившиеся на свет благодаря трудам М.О. Доливо-Добровольского, изобретателя трехфазного асинхронного двигателя и трехфазного трансформатора (1889) [8].
Первая московская центральная электростанция (МГЭС-1) мощностью 3300 кВт [9] с генераторами трехфазного переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 2000 В была торжественно открыта в 1897 году на Раушской набережной. Ее директором стал Роберт Эдуардович Классон (1868-1926), получивший первый опыт практической деятельности под руководством М.О. Доливо-Добровольского при сооружении первой в мире протяженной (170 км) линии трехфазного тока Лауфен — Фракфурт-на-Майне (1891).
Ввод в эксплуатацию МГЭС-1, вырабатывавшей ЭЭ на переменном токе, знаменовал собой потенциальное расширение состава городских потребителей ЭЭ за счет ее использования для привода промышленных установок и электрического транспорта. Так, первая трамвайная линия в Москве от Страстной (ныне Пушкинской) площади до Петровского парка пришла на смену конке в 1899 году [10]. В 1904 году отпуск ЭЭ промышленным потребителям составил уже 12,5%. В 1905 году на МГЭС-1 были дополнительно установлены два турбогенератора по 2000 кВт каждый напряжением 2 кВ, а в 1907 году вступила в строй первая очередь электростанции и сети 6 кВ Московского трамвая (МГЭС-2) с двумя турбогенераторами по 3000 кВт [6].
Переход к использованию для передачи ЭЭ более высокого напряжения (6 кВ) положил начало качественно новому этапу развития системы электроснабжения Москвы. Работой по переводу кабельной сети на это напряжение руководил Глеб Максимилианович Кржижановский (1872-1959), с 1910 года ставший директором московских кабельных сетей и внесший впоследствии большой вклад в развитие электроэнергетики как Москвы, так и России в целом.
Расширение работ по электрификации Москвы и других крупных городов России обострило потребность в квалифицированных специалистах-электриках. В связи с этим в Московском высшем техническом училище с 1905 года началась подготовка инженеров по специальности «Электротехника». У истоков создания московской научной школы в этой области стоял Карл Адольфович Круг (1873-1952), будущий участник составления плана ГОЭЛРО, чл.-корр. АН СССР и профессор Московского энергетического института, в то время впервые начавший чтение курсов «Теория переменных токов» и «Электрические измерения» [3].
Преимущества централизованного электроснабжения от мощных электростанций, вырабатывавших относительно дешевую ЭЭ, быстро осознали фабриканты и заводчики, что привело, в частности, к закрытию ряда мелких электростанций и подключению их потребителей к электрическим сетям «Общества 1886 года». Однако, вскоре интенсивный рост нагрузки МГЭС-1 и МГЭС-2 потребовал сооружения новых источников питания для московских потребителей. В связи с этим по инициативе и при непосредственном участии Р.Э. Классона в 1912 году было начато строительство первой в России электростанции, использующей местный вид топлива — торф (впоследствии такие электростанции стали называться «районными»). Место для ее строительства было выбрано вблизи города Богородска (ныне г. Ногинск Московской области). Проект станции был разработан специалистами МГЭС- 1. Ближайшими помощниками Р.Э. Классона при ее сооружении были В.В. Старков, Г.М. Кржижановский, А.В. Винтер и В.Д. Кирпичников.
Одновременно с пуском в 1914 году этой станции с тремя турбогенераторами по 5000 кВт, получившей название «Электропередача» (ныне ГРЭС-3 им. Р.Э. Классона), была введена в эксплуатацию первая высоковольтная воздушная линия напряжением 70 кВ и длиной 70 км, обеспечившая дополнительное снабжение Москвы электроэнергией от этой станции. Линия заканчивалась на Измайловской понизительной подстанции, которая в 1915 году несколькими кабельными линиями была связана с распределительной сетью МГЭС-1 [11]. Тем самым были объединены на параллельную работу две крупные электрические станции, то есть была образована первая в России энергетическая система в ее современном понимании. Таким образом, 1915 год можно считать датой фактического рождения системы Мосэнерго — флагмана отечественной электроэнергетики вплоть до сегодняшнего дня. Ее интенсивное развитие в советский период во многом было обусловлено достижениями московских электротехнической и электроэнергетической научных школ, а также трудом строителей, монтажников и эксплуатационного персонала на энергетических объектах Москвы и Московского региона, которые чаще всего становились полигонами, где испытывались и внедрялись новинки энергетической техники, подчас не имеющие аналогов в мире.
От принятия плана ГОЭЛРО до начала Великой Отечественной Войны
(1920 — 1940)
Первая мировая война и начавшаяся после революции 1917 года гражданская война на некоторое время приостановили развитие электрификации столичного региона. Тем не менее, несмотря на разруху, отсутствие топлива и запчастей для ремонта оборудования, в 1920 году вошла в действие временная Шатурская электростанция мощностью 2000 кВт на торфе, а в декабре этого же года был принят план ГОЭЛРО, разработанный Государственной комиссией по электрификации России под председательством Г.М. Кржижановского. Для научно-технической и кадровой поддержки выполнения этого плана в 1921 году в Москве был создан Государственный экспериментальный электротехнический институт (впоследствии Всесоюзный электротехнический институт) и открыт Электропромышленный факультет в Институте народного хозяйства им. Г.В.Плеханова. В 1922 году было создано Московское объединение государственных электрических станций (МОГЭС), проектный отдел которого затем был преобразован в институт Мосэнергопроект. Для оперативного управления этим объединением в 1923 году организуется Диспетчерская служба МОГЭС.
В соответствии с планом ГОЭЛРО уже в 1922 году вошла в строй первая очередь Каширской районной электростанции мощностью 12000 кВт, работавшая на подмосковном угле. Тогда же была введена в эксплуатацию первая в России воздушная линия (ВЛ) нового класса напряжения — 110 кВ длиной 120 км на деревянных опорах. Опыта сооружения таких линий еще не было. Выбор дерева в качестве материала для опор был продиктован дефицитом металла. Строительством этой ВЛ руководили Н.И.Сушкин и А.А.Глазунов (в последующем профессор, декан Электроэнергетического факультета МЭИ), которым была предложена конструкция опоры с деревянными «пасынками», соединявшимися со стойкой опоры проволочными бандажами, а не болтами, разработана методика расчета таких опор и выполнена ее экспериментальная проверка [9].
Первоначально конечной точкой линии была Кожуховская подстанция, которая связывалась с МГЭС-1 через кабельную сеть 6 кВ аналогично ВЛ 70 кВ от станции «Электропередача». Такой тип связи назывался в то время «кабельным транзитом», недостатком которого являлась низкая пропускная способность. Значительным шагом вперед явилась непосредственная связь МГЭС-1 с вступившей в работу в 1925 году Шатурской ГРЭС, начальником строительства которой был Александр Васильевич Винтер (1878-1958), будущий руководитель Днепростроя и академик АН СССР. Первая очередь станции предусматривала установку двух турбогенераторов по 16000 кВт. По своей конструкции ВЛ Шатура-Москва существенно отличалась от Каширской, хотя имела то же напряжение (110 кВ) и длину (120 км). Она была смонтирована на двухцепных металлических опорах, имела медные провода и грозозащиту с помощью двух стальных тросов.
Дальнейшее формирование высоковольтной электрической сети Московской энергосистемы шло по пути создания к 1929 году вокруг Москвы двухцепного кольца 110 кВ, связавшего между собой 5 понизительных подстанций 110/6 кВ, от которых питались городские распределительные сети. Это кольцо выполняло роль сборных шин, куда поступала энергия от источников питания — районных электростанций. Такое решение способствовало существенному увеличению надежности электроснабжения московских потребителей. С этой же целью шло интенсивное внедрение аппаратуры релейной защиты элементов энергосистемы (генераторов, трансформаторов, линий электропередачи) от коротких замыканий и перегрузок, для чего в 1926 году была сформирована Центральная служба защиты МОГЭС.
Успешное выполнение плана ГОЭЛРО и темпы дальнейшего развития энергетики страны требовали новых шагов в деле организации энергетического строительства и его обеспечения квалифицированными кадрами и научно обоснованными решениями. Поэтому в 1930 году было принято решение об образовании Московского энергетического института (МЭИ) на базе Электротехнического факультета МВТУ и Электропромышленного факультета ИНХ им. Г.В.Плеханова. В мае этого года МЭИ, имеющий сегодня статус технического университета, торжественно отметил свое 70-летие.
Вслед за образованием МЭИ последовало создание в 1932 году в Москве Энергетического института (ЭНИН) АН СССР, ныне носящего имя Г.М. Кржижановского, который был его первым директором. Наконец, в 1933 году был образован Трест по организации и рационализации государственных электрических станций (ОРГРЭС), задачей которого стало внедрение всей новой техники в области эксплуатации энергосистем, в том числе и в Московской.
Начало 30-х годов характеризуется и значительным ростом населения и территории Москвы, а следовательно, и ростом электропотребления. Этому, в свою очередь, сопутствует обострение проблемы городского транспорта и необходимость ввода новых источников питания и электрических сетей. Именно по этим причинам уже в 1930 году в Москве были пущены две новые электростанции (ТЭЦ-8 и ТЭЦ-9) и ТЭЦ-6 в г. Орехово-Зуево. В 1933 году была построена первая троллейбусная линия по Тверской улице, а в 1935 году вступила в строй первая очередь Московского метрополитена с 13 станциями протяженностью 11,6 км от Сокольников до ЦПКиО им. Горького [9]. Помните, как пел Леонид Утесов про уходящего в прошлое московского извозчика: “Чтоб запрячь тебя , я утром отправляюся от “Сокольников” до “Парка” на метро”. . .
Расширение объемов сетевого строительства и эксплуатационных работ потребовало разделения входившего в состав МОГЭС с 1931 года предприятия «Электросеть» на две самостоятельные организации, курирующие отдельно кабельные и воздушные сети. Так в 1934 году образовались Московская кабельная сеть (МКС) и Высоковольтные воздушные сети (ВВС).
В предвоенный период (1935-1940) процесс наращивания энергетических мощностей и расширения электрических сетей Московской энергосистемы продолжал интенсивно развиваться. С пуском в 1935 году Сталиногорской (ныне Новомосковской) ГРЭС и вводом в эксплуатацию первой в Московском регионе ВЛ 220 кВ Сталиногорск-Москва столичная промышленность и городское хозяйство получили новые возможности дальнейшего развития. В это период начали действовать московские Донгауэрская ТЭЦ (ныне ТЭЦ-11) и ТЭЦ Московского автомобильного завода им. И.А. Лихачева (ТЭЦ ЗИЛ). Одновременно с пуском ТЭЦ-11 в 1936 году вошли в эксплуатацию и первые линии кабельной сети 10 кВ, что означало переход на новый технический уровень развития распределительных сетей Москвы. Затем вошли в строй гидроэлектростанции на канале Москва-Волга — Перервинская, Сходненская и Иваньковская. И, наконец, в 1940 году была пущена Угличская ГЭС на реке Волга в Ярославской области и ВЛ 220 кВ Углич-Москва. В итоге к концу 30-х годов Московская энергосистема стала крупнейшей в Европе, опередив по выработке электроэнергии самую мощную германскую Рейнско-Вестфальскую систему [6].
От дня Великой Победы до создания Единой энергосистемы
Европейской части России (1945 — 1970)
Еще продолжалась война, но вслед за продвижением нашей армии на запад на разрушенные энергетические объекты возвращались строители и монтажники, которые приступали к их восстановлению. Уже к концу 1942 года были восстановлены до довоенной мощности Каширская и Сталиногорская (Новомосковская) ГРЭС. Широким фронтом шло и восстановление электрических сетей Московского региона. А в самой Москве в этом же году сооружена первая кабельная линия 110 кВ от Измайловской подстанции до подстанции в районе Семеновской площади, призванной обеспечить электроснабжение новых трасс Московского метрополитена. Эта линия явилась прообразом так называемых »глубоких вводов” электроэнергии от центров питания на периферии в центральные районы города, широкое внедрение которых началось позднее — в конце 50-х годов и было вызвано значительным ростом плотности электрических нагрузок в этих районах, а также в районах нового массового жилищного строительства, обеспечить электроснабжение которых только по сети 6-10 кВ было невозможно.
Неоспоримые преимущества параллельной работы электрических станций в составе общей энергетической системы, связанные прежде всего с повышением надежности и экономичности электроснабжения потребителей, еще в предвоенный период вызвали к жизни разработку проектов создания единой высоковольтной сети Европейской части страны, объединяющей энергосистемы таких крупных регионов как Северо-Западный, Центральный, Южный с центром в Донбассе с регионами Поволжья и Урала. Первый шаг в этом направлении был сделан в 1945 году, когда Московская, Горьковская, Ивановская и Ярославская энергосистемы стали работать совместно в составе Объединенной энергетической системы (ОЭС) Центра с единым диспетчерским управлением в Москве [12].
Однако еще до войны стало ясно, что при ожидаемых темпах развития прежде всего промышленности Центрального региона возможностей собственных источников питания в перспективе будет недостаточно для удовлетворения его потребностей в электроэнергии и необходимо сооружение новых мощных электростанций за пределами региона с передачей их мощности в Центр по высоковольтным линиям. В качестве таких новых источников питания в первую очередь рассматривалось сооружение гидроэлектростанций в среднем и нижнем течении Волги. Но использование для передачи мощности этих ГЭС наивысшего в то время класса напряжения ВЛ, то есть 220 кВ, требовало сооружения нескольких параллельных цепей, что, естественно, не являлось экономически целесообразным решением, как и любое решение, основанное на экстенсивном принципе развития.
Поэтому возникла задача освоения нового, более высокого класса напряжения, в качестве которого первоначально было выбрано напряжение 400 кВ. К решению этой задачи были подключены ведущие научно-исследовательские и проектные организации Москвы и, в частности, созданная в 1944 году Центральная научно-исследовательская энергетическая лаборатория (ЦНИЭЛ). В результате в 1949 году Советом Министров СССР было принято постановление о строительстве Куйбышевской ГЭС и сооружении двухцепной электропередачи 400 кВ Куйбышев-Москва. Для выполнения последней задачи в 1951 году был образован Московский трест по строительству и монтажу дальних электропередач («Мосстройэлектропередача»).
Первое послевоенное десятилетие ознаменовалось вводом ряда новых электростанций в Москве и Московской области. Так, в 1946 году была пущена ТЭЦ-12, в 1950-м вошла в строй действующих Ступинская ТЭЦ (ТЭЦ-17), а в 1952 и 1955 годах начали работать соответственно ТЭЦ-20 и ТЭЦ-16. И хотя число и мощность источников питания системы электроснабжения Москвы постоянно возрастали, энергию Куйбышевской ГЭС в Москве ждали с нетерпением. Несмотря на то, что ВЛ 400 кВ Куйбышев-Москва протяженностью около 900 км и первый участок Московского кольца 400 кВ были сооружены еще в 1956 году, торжественный пуск станции состоялся лишь 10 августа 1958 года [7]. Впоследствии была выявлена возможность перевода этой линии на напряжение 500 кВ, что и было осуществлено к марту 1964 года [13].
Вслед за этой первой уникальной дальней электропередачей в 1959 году была введена в эксплуатацию еще более протяженная (длиной 1157 км) двухцепная воздушная линия 500 кВ от Волгоградской ГЭС в Московскую энергосистему. Эти две линии вместе с построенной немного позднее электропередачей 500 кВ Куйбышев-Урал сформировали костяк основной сети Единой энергетической системы Европейской части России.
В связи с возросшим объемом научно-технических и проектных задач, связанных с созданием дальних электропередач и мощных энергетических объединений в Европейской части страны, назрела необходимость создания крупных исследовательских и проектных центров, обеспечивающих дальнейшее развитие электроэнергетики. Поэтому в 1958 году ЦНИЭЛ была преобразована во Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (ВНИИЭ), а в 1962 году в Москве был создан Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей (ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект») с филиалами в ряде городов страны (Ленинград, Горький, Новосибирск и др.).
Начало 60-х годов связано с дальнейшим наращиванием энергетического потенциала Московского региона. Вспомним, что в 1960 году административные границы Москвы были расширены до Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД) и территория столицы возросла с 400 почти до 900 кв. км [10]. Это, в свою очередь, потребовало создания 8 новых сетевых районов МКС, обслуживавших вновь присоединенные районы города. С этого момента все новые трансформаторные подстанции 10/0,38 кВ стали сооружаться в унифицированном исполнении с использованием сборных железобетонных конструкций. Для электроснабжения новых районов города нужны были и новые мощные источники питания. Ими стали возведенные вблизи от МКАД ТЭЦ-22 на юго-востоке столицы, (пущена в 1960 году) и ТЭЦ-21 у северной границы города (пущена в 1963 году). В 1962 году было начато сооружение ТЭЦ-23 в северо-восточной зоне Москвы.
В 1965 году состоялся пуск крупнейшей в Московском регионе Конаковской ГРЭС проектной мощностью 2,4 млн. кВт, на которой был установлен самый крупный и первый в стране турбогенератор 1200 МВт. Это создало предпосылки расширения Единой энергосистемы Европейской части страны (ЕЕЭС) за счет присоединения к ней ОЭС Северо-Запада. Подключение этой ОЭС к ОЭС Центра было осуществлено по линии электропередачи Ленинград-Калинин в 1966 году [12]. А через год состоялся ввод в эксплуатацию первой опытно-промышленной линии электропередачи нового класса напряжения (750 кВ) Конаковская ГРЭС-Москва протяженностью 90 км.
С присоединением к ЕЕЭС в 1970 году ОЭС Закавказья завершилось формирование этого гигантского энергообъединения и первый этап создания Единой энергетической системы (ЕЭС) страны. К концу 1970 года в составе ЕЕЭС работали параллельно ОЭС Центра, Урала, Средней Волги, Северо-Запада, Юга, Северного Кавказа и Закавказья, включавшие 63 районных энергосистемы с суммарной установленной мощностью электростанций 104,9 млн. кВт, что составляло 73,4% общей мощности электростанций страны. В ЕЕЭС вырабатывалось тогда 84,1% общего объема производства ЭЭ в стране [14].
Энергетическая система такого масштаба требует для своего оперативного управления создания развитой иерархической структуры диспетчерских служб. По мере укрупнения энергообъединения количество ступеней в этой иерархии возрастает при соблюдении принципа централизации управления на высшем уровне. Опыт функционирования Объединенного диспетчерского управления (ОДУ) энергосистемой Центра в Москве был использован в сформированном на его базе еще в 1957 году ОДУ ЕЕЭС, которое затем было преобразовано в Центральное Диспетчерское Управление (ЦДУ) ЕЭС СССР, отметившее в 1999 г. свой 30-летний юбилей [12].
Задачи текущего оперативного управления крупными энергообъединениями, краткосрочного и долгосрочного планирования их оптимальных режимов, необходимость анализа устойчивости их параллельной работы с учетом действия устройств автоматического регулирования и противоаварийной автоматики становились все более сложными. Уже в начале 60-х годов потребовалось использовать для этих целей вычислительную технику. Центральная диспетчерская служба (ЦДС) Мосэнерго была среди тех пионеров применения ЭВМ в электроэнергетике, которые заложили основы автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) в ЕЭС. Для обеспечения решения этих и ряда других задач в 1969 году был создан Информационно-вычислительный центр (ИВЦ) Мосэнерго.
На рельсах технического прогресса (1971 — 2000)
Двадцатилетний период с 1971 по 1990 год характеризуется интенсивным ростом суммарной установленной мощности электростанций Московской энергосистемы и общей выработки ими электроэнергии. Прирост установленной мощности за 20 лет составил около 9 млн. кВт и общая установленная мощность достигла 14 млн. кВт. Одновременно выработка ЭЭ увеличилась с 28,5 до 78,2 млрд. кВт.ч, то есть почти в 3 раза. Такие чрезвычайно высокие темпы развития были достигнуты благодаря массовому внедрению на московских ТЭЦ наиболее крупных теплофикационных блоков единичной мощностью 250 МВт. Два первых таких блока были введены в эксплуатацию в 1972 году на ТЭЦ-22, а третий — в 1973 году. Следующий блок 250 МВт был введен в 1974 году на ТЭЦ-21.
Такими же агрегатами оснащались в этот период и ТЭЦ-23, ТЭЦ-25 в Очаково, пущенная в 1975 году, и ТЭЦ-26 («Южная»), пуск которой состоялся в 1979 году, а первый блок 250 МВт введен в 1983 году. В результате мощность каждой из этих пяти ТЭЦ превысила 1 млн. кВт, а в сумме составила почти половину общей установленной мощности станций системы (6810 МВт). В последнем году рассматриваемого периода семья источников электроснабжения Московского региона пополнилась за счет включения в состав Мосэнерго Рязанской ГРЭС (ГРЭС-24) мощностью 310 МВт.
Как вы видите, в структуре генерирующих мощностей Мосэнерго преобладают ТЭЦ, выдающие электрическую мощность в соответствии с графиком теплопотребления, Это, в свою очередь, обострило в то время проблему покрытия пиков нагрузки в системе и потребовало дополнительного ввода высокоманевренных источников питания. С этой целью было предпринято сооружение трех газотурбинных установок (ГТУ) на ГРЭС-3 им. Р.Э. Классона суммарной мощностью 307 МВт (2 по 100 и одна 107 МВт), которое было закончено в 1979 году. Но этого оказалось недостаточно и в 1981 году началось строительство Загорской гидроаккумулирующей электростанции (ГАЭС) с проектной мощностью 1200 МВт. Первый гидрогенератор Загорской ГАЭС был введен в эксплуатацию в 1987 году, а сегодня там уже работают 5 агрегатов по 200 МВт.
Несмотря на это, проблема покрытия пиков нагрузки и сегодня остается актуальной. Поэтому в 1992 году в состав Мосэнерго вошла ТЭЦ-28 с ГТУ мощностью 25 МВт, а на ГРЭС-3 в 1996 году пущена еще одна ГТУ мощностью 128 МВт. В перспективе за пределами 2000 года намечается сооружение второй очереди Загорской ГАЭС (400 МВт) и сооружение комбинированных ГТУ-ТЭЦ в ряде подмосковных городов [4].
В период с 1991 года ввод новых мощностей резко замедлился, а выработка электроэнергии даже снизилась до 73 млрд. кВт.ч. Это было обусловлено дефицитом инвестиционных ресурсов, снижением уровня промышленного производства и изменением структуры потребления ЭЭ. Наметившееся прекращение спада производства и его ожидаемый подъем до уровня 1990 года по стране в целом примерно к 2010 году позволяет прогнозировать умеренный рост электропотребления и максимума нагрузки системы, что в свою очередь потребует ввода новых мощностей.
Для Москвы таким новым мощным источником питания должна стать прежде всего Северная ТЭЦ (ТЭЦ-27), строительство которой было начато еще в 1983 году, затем было приостановлено и вновь возобновлено уже в начале 90-х годов. Ее первый турбогенератор мощностью 80 МВт был пущен в декабре 1996 года. До 2005 года станция должна достичь проектной мощности 940 МВт. Кроме того, предполагается ограниченное расширение ряда московских ТЭЦ и сооружение ряда новых электростанций относительно небольшой мощности в Московской области [4].
Развитие электросетевого хозяйства Московского региона в этот период шло в направлении расширения питающих (110-220 кВ) и распределительных (10-35 кВ) сетей всех 14 электросетевых предприятий, работающих в составе Мосэнерго (Южные, Восточные, Октябрьские, Северные, Ногинские, Подольские, Коломенские, Шатурские, Западные, Дмитровские, Каширские, Можайские и Волоколамские сети, а также Московская кабельная сеть). Они обслуживают более 600 подстанций 220, 110, 35 кВ с общей трансформаторной мощностью свыше 40 миллионов кВ.А, более 20 тыс. км линий 35-220 кВ и более 100 тыс. км линий 0.4-10 кВ. Непосредственно в Москве в ведении МКС находится более 30 тыс. км кабельных линий 6-10 кВ и более 650 км кабельных линий 110-220 кВ, а также примерно четвертая часть суммарной мощности трансформаторного оборудования подстанций [15].
Внутригородское электроснабжение развивалось, во-первых, в направлении сооружения подстанций глубоких вводов 110-220 кВ, оснащенных комплектными распределительными устройствами с элегазовой изоляцией (КРУЭ). Сегодня таких подстанций в Москве насчитывается уже более десятка. Их достоинством по сравнению с подстанциями обычного (открытого) типа является существенно меньшая площадь отчуждаемой территории.
Проблема экономии городской территории, отводимой под трассы линий электропередачи, привела к осознанию необходимости замены существующих в городе воздушных линий на кабельные. Решение об этом было принято еще в 1979 году, и с тех пор многие воздушные линии исчезли из городских кварталов, будучи переведены в разряд подземных электрических коммуникаций. Высвобождаемая территория использовалась, как правило, для нового жилищного строительства.
В 1993 году Производственное Объединение Мосэнерго было преобразовано в Акционерное общество энергетики и электрификации (АО МОСЭНЕРГО). Несмотря на известные всем сложности перехода к истинно рыночным отношениям, оно успешно решает задачи текущей эксплуатации, технического перевооружения и перспективного развития. Курсовая стоимость его акций на финансовом рынке имеет устойчивую тенденцию к повышению. И сегодня, на пороге XXI века Московская энергосистема по-прежнему несет знамя флагмана российской электроэнергетики.
Несколько слов под занавес
Вот и закончился наш краткий экскурс в 120-летнюю историю развития электроснабжения Москвы и Московского региона, двадцатилетний период которой неразрывно связан с реализацией плана ГОЭЛРО. В небольшой статье, естественно, невозможно рассказать обо всех событиях, ставших определенными вехами на этом пути. Поэтому далее приводится хронологический перечень событий, в той или иной степени знаменательных не только для Мосэнерго, но и для электроэнергетики России в целом.
Хочется верить, что, несмотря на сложности времени, в котором мы сейчас живем, нам не будут угрожать катастрофы, подобные тем, о которых шла речь в самом начале статьи. Пусть всегда в окнах москвичей и всех жителей страны будет мирно гореть под покровом ночи негасимый свет! Залогом этого является сохранение надежности и живучести всей Единой энергосистемы России, высокую степень которых ежечасно, ежедневно поддерживают те, кто стоит у штурвала отечественной электроэнергетики.
Хронологический указатель
1880. Начало применения электрического освещения в Москве. Выход в свет первого номера журнала «Электричество».
1886. Создание «Акционерного общества электрического освещения 1886 года».
1888. Сооружение Георгиевской электростанции в центре Москвы.
1897. Пуск первой Центральной электростанции на Раушской набережной (МГЭС-1). Начало использования системы трехфазного переменного тока.
1899. Начало использования электрического транспорта (трамвая) в Москве.
1900. Первый Всероссийский электротехнический съезд.
1905. Зарождение московской электротехнической школы в МВТУ. Начало создания кабельной сети напряжением 6 кВ.
1907. Пуск «Трамвайной» электростанции (МГЭС-2).
1914. Ввод в эксплуатацию первой районной электростанции «Электропередача» и первой воздушной линии (ВЛ) 70 кВ длиной 70 км до Измайловской подстанции в Москве.
1915. Объединение на параллельную работу МГЭС-1 и «Электропередачи». Зарождение системы Мосэнерго.
1918. Открытие Электротехнического факультета в МВТУ.
1920. Принятие плана ГОЭЛРО.
1921. Создание Государственного экспериментального электротехнического института, переименованного позднее во Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ). Открытие электропромышленного факультета в Институте народного хозяйства им. Г.В.Плеханова.
1922. Образование Московского объединения государственных электрических станций (МОГЭС) и института Мосэнергопроект. Завершение строительства Каширской ГРЭС и первой ВЛ 110 кВ Кашира-Москва длиной 120 км.
1923. Организация диспетчерской службы МОГЭС.
1925. Пуск Шатурской ГРЭС и первой двухцепной ВЛ 110 кВ Шатура-Москва на металлических опорах.
1926. Организация Центрального диспетчерского пункта (ЦДП), Центральной службы релейной защиты и Центральной высоковольтной лаборатории (ЦВЛ) МОГЭС.
1927. Образование в МОГЭС предприятия по сооружению и эксплуатации электрических сетей («Электросеть»).
1929. Сооружение двухцепного кольца ВЛ 110 кВ вокруг Москвы с 5 понизительными подстанциями 110/6 кВ.
1930. Образование Московского энергетического института. Пуск ТЭЦ-6, ТЭЦ-8 и ТЭЦ-9.
1932. Преобразование МОГЭС в РЭУ Мосэнерго. Организация Центральной лаборатории и экспериментальных мастерских (ЦЛЭМ) Мосэнерго. Образование Энергетического института АН СССР (ЭНИН).
1933. Пуск первой троллейбусной линии по Тверской улице. Образование ОРГРЭС (Трест по организации и рационализации электрических станций и сетей).
1934. Разделение предприятия «Электросеть» на Московскую кабельную сеть (МКС) и Высоковольтные воздушные сети (ВВС).
1935. Пуск Новомосковской ГРЭС и первой ВЛ 220 кВ Новомосковск-Москва. Пуск первой очереди Московского метрополитена. Начало сооружения кабельной сети на напряжение 10 кВ.
1936-40. Пуск ТЭЦ-11, ТЭЦ ЗИЛ, Сходненской и Иваньковской ГЭС на канале Москва-Волга, Угличской ГЭС (ГЭС-13) и ВЛ 220 кВ Углич-Москва.
1941. Пуск ТЭЦ-12, ТЭЦ-15 и Рыбинской ГЭС (ГЭС-14).
1942. Сооружение первой маслонаполненной кабельной линии 110 кВ в Москве.
1944. Организация Центральной научно-исследовательской энергетической лаборатории (ЦНИЭЛ)
1945. Объединение Московской, Горьковской, Ивановской и Ярославской энергосистем в ОЭС Центра с единым диспетчерским управлением в Москве.
1946. Пуск ТЭЦ-12.
1949. Постановление Совета Министров СССР о строительстве Куйбышевской ГЭС и сооружении электропередачи Куйбышев-Москва.
1950. Пуск Щекинской ГРЭС и Ступинской ТЭЦ (ТЭЦ-17). Начало перевода низковольтной сети со 127 В на 220/127 В и применения напряжения 380/220 В для электроснабжения новых жилых районов Москвы.
1951. Образование Московского треста по строительству и монтажу дальних электропередач 400 кВ (Мосстройэлектропередача).
1952. Пуск ТЭЦ-20. Ввод в эксплуатацию нового ЦДП Мосэнерго.
1955. Пуск ТЭЦ-16. Начало широкого внедрения кабельных линий 110-220 кВ для питания подстанций глубокого ввода.
1956. Сооружение ВЛ 400 кВ Куйбышев-Москва и первого участка Московского кольца 400 кВ. Замыкание кольца ВЛ 220 кВ вокруг Москвы.
1957. Преобразование ОДУ Центра в ОДУ ЕЭС Европейской части страны.
1958. Пуск Куйбышевской ГЭС. Преобразование ЦНИЭЛ во Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (ВНИИЭ).
1959. Ввод в эксплуатацию электропередачи 500 кВ Волгоград-Москва длиной 1157 км.
1960. Пуск ТЭЦ-22.
1961. Увеличение территории Москвы с 40000 до 87000 га и организация 8 новых сетевых районов МКС. Начало сооружения ТП 10/0,38 кВ из сборных железобетонных конструкций.
1962. Организация Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей (ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект»).
1963. Пуск ТЭЦ-21. Организация института ВНИПИ «Сельэлектро».
1965. Пуск Конаковской ГРЭС.
1966. Подключение ОЭС Северо-Запада к ОЭС Центра по линии электропередачи Ленинград-Калинин. Пуск ТЭЦ-23.
1967. Ввод первой опытно-промышленной линии электропередачи 750 кВ Конаковская ГРЭС-Москва протяженностью 90 км.
1969. Создание Центрального диспетчерского управления Единой энергетической системы СССР (ЦДУ ЕЭС СССР). Создание Информационно-вычислительного центра (ИВЦ) Мосэнерго.
1972. Ввод в эксплуатацию первого блока 250 МВт на ТЭЦ-22.
1973. Преобразование ЦВЛ в Специальное конструкторско-технологическое бюро по высоковольтной и криогенной технике (СКТБ ВКТ Мосэнерго).
1974. Ввод в эксплуатацию первого блока 250 МВт на ТЭЦ-21.
1975. Пуск ТЭЦ-25.
1978. Ввод в эксплуатацию первого комплектного распределительного устройства с элегазовой изоляцией (КРУЭ) 110 кВ на подстанции «Елоховская».
1979. Ввод в эксплуатацию подстанции «Свиблово» с КРУЭ 110 и 220 кВ. Пуск Южной ТЭЦ (ТЭЦ-26).
1982. Ввод опытного участка кабельной линии 110 кВ с полиэтиленовой изоляцией.
1983. Ввод в эксплуатацию первого блока 250 МВт на ТЭЦ-26.
1987. Пуск Загорской ГАЭС.
1989. Ввод в эксплуатацию подстанции «Владыкино» с КРУЭ 220 кВ.
1990. Включение в состав Мосэнерго Рязанской ГРЭС (ГРЭС-24).
1992. Включение в состав Мосэнерго ТЭЦ-28.
1993. Преобразование ПО Мосэнерго в Акционерное общество.
1996. Пуск первого блока 80 МВт на Северной ТЭЦ (ТЭЦ-27).
Литература
1. Стахов А. Катастрофа века. Техника молодежи, №2, 1967. С. 34-35.
2. Зуев Э.Н. Многоликий мир энергетики. Электричество и жизнь, №1, 2000. С. 4-19.
3. Веселовский О.Н., Шнейберг Я.А. Очерки по истории электротехники. М.: Издательство МЭИ, 1993.
4. Серебряников Н.И., Сандлер Н.М., Васютинский В.Ю. Энергетическая программа развития Московского региона на период до 2010 года//Электрические станции, 1997, №3. С. 19-26.
5. Развитие инженерного дела в Москве. Исторические очерки. М.: Российская инженерная академия, 1998.
6. Липенский Г.В. Московская энергетическая. М.: Моск. рабочий, 1976.
7. Стеклов В.Ю. Развитие электроэнергетического хозяйства СССР. Хронологический указатель. -4-е изд. М.: Энергия, 1979.
8. Веселовский О.Н., Шнейберг Я.А. Энергетическая техника и ее развитие / Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. школа, 1976.
9. Электрические системы и электрические сети / В.А.Веников, П.Г.Грудинский, Л.Ф.Дмоховская, И.И.Соловьев, А.М.Федосеев. (Очерки по истории энергетической техники СССР, вып. 23). М.: Госэнергоиздат, 1955.
10. <Москва>. Энциклопедия/ Гл. ред. А.Л. Нарочницкий. М.: Изд-во «Советская Энциклопедия», 1980.
11. Осадчий Н.П. Исторический очерк развития передачи электрической энергии на расстояние. М.: Энергия, 1964.
12. Единая энергосистема России/ Н.В. Лисицын, Ф.Я. Морозов, А.А. Окин, В.А. Семенов. — М.: Издательство МЭИ, 1999.
13. Совалов С.А. Режимы электропередач 400-500 кВ. М.: Энергия, 1967.
14. Совалов С.А. Режимы Единой энергосистемы. М.: Энергоатомиздат, 1983.
15. Зуев Э.Н. Москва электрическая. — Вестник МЭИ, № 4, 1997. С. 38-45.
