Электротехнический-портал.рф

...для студентов ВУЗов электротехнических специальностей и инженеров

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

7.2. Обеспечение надежности

E-mail Печать PDF
(2 голоса, среднее 4.00 из 5)

7.2.1. Механизмы управления надежностью

При переходе электроэнергетики к рыночным отношениям задача обеспечения надежности ЕЭС  значительно усложняется вследствие влияния рыночных механизмов на изменение режимной ситуации в энергосистемах.

По мнению зарубежных экспертов, серия крупных системных аварий последнего времени вызвана, в том числе, несоответствием действующей системы обеспечения надежности в крупных энергообъединениях новым рыночным условиям. В частности, в общих выводах и заключениях по крупным системным авариям в США и Западной Европе отмечается, что энергообъединениям необходимо разработать эффективные регулирующие и законодательные механизмы для упорядочения рыночных операций по сделкам на поставки электроэнергии. До сих пор, несмотря на крупные аварии и погашения энергосистем в Европе и Америке, участники рынков электроэнергии расширяют объемы контрактов на коммерческие поставки сверх всяких технически возможных и разумных пределов.

Необходимо учитывать тенденцию в западном обществе, направленную на ужесточение требований к  системной надежности на основе правовых механизмов. В России отставание в создании эффективных механизмов инвестирования в развитие генерации и электрических сетей от развития рыночных отношений может породить значительные риски и, в частности, риск  невозможности удовлетворения перспективного спроса по причине низкой эффективности инвестиционных решений.

При этом следует отметить, что обеспечение централизованного оперативно-диспетчерского управления и проведение торгов электроэнергией исключительно в пределах области допустимых режимов (определяемых системным оператором) существенно снижает упомянутые выше риски.

Механизмы управления надежностью могут базироваться на различных принципах: административном, нормативно-правовом и экономическом.  Это не означает, что вся система управления надежностью в конкретный период и в конкретной энергосистеме строится на каком-то одном из указанных принципов. Как правило, используется та или иная комбинация механизмов, базирующихся на различных принципах управления.

В условиях вертикально-интегрированной структуры электроэнергетики преимущественно использовалось административное и нормативно-правовое управление. На основании отраслевых приказов и распоряжений в соответствии с отраслевыми регламентами осуществлялась единая техническая политика с перераспределением финансовых ресурсов на решение наиболее острых задач.

При переходе электроэнергетики к рыночным отношениям с высокой самостоятельностью участников рынка электроэнергии и несовпадением их интересов административный подход  теряет свою былую эффективность. Неизбежным  становится сочетание экономического и нормативно-правового  управления надежностью.

Переход к рыночным методам и экономическим механизмам не исключает полностью возможности и эффективности использования в некоторых случаях административного управления. Определенный приоритет оно может иметь в критических либо аварийных условиях.

Надежность электроснабжения потребителей должна стать товаром с соответствующей ценой и предметом договорных отношений между субъектами энергетического рынка, реализуемым через рыночные услуги.

Поддержание необходимого уровня надежности требует определенных затрат, однако, общая рыночная логика, направленная на извлечение максимальной прибыли от реализации товаров и услуг, не создает привлекательного для участников рынка  экономического механизма поддержания надежности.  Основанием такого механизма  может стать создание рынка системных услуг, в котором участники рынка предоставляют через системного оператора всей ЕЭС в целом дополнительный услуги (первичного и вторичного регулирования частоты, регулирования реактивной мощности, запуск системы с нуля и т.д.).

Единство технологического процесса в ЕЭС России, осуществляемого множеством субъектов электроэнергетики, определяет их совместное участие в обеспечении, как системной надежности, так и надежности электроснабжения потребителей. Это обстоятельство требует выстраивания системы экономических взаимоотношений между хозяйствующими субъектами в сфере обеспечения надежности. Необходимо установить соответствующие требования и показатели надежности, меры ответственности за их выполнение на границах взаимодействия.

Генерирующие компании должны обеспечивать безотказность, управляемость генерирующего оборудования и распределительных устройств, выполнять обязательства по выработке ЭЭ в соответствии с диспетчерскими графиками, осуществлять  регулирование частоты и активной мощности, напряжения и реактивной мощности, выполнять требования по устойчивости и живучести электростанций, включая возможность восстановления генерации после погашения системы. Реализация требований осуществляется посредством резервирования станционных систем и ресурсов, поддержания согласованных характеристик оборудования и настройки систем управления.

Сетевые компании должны обеспечивать адекватные схемы выдачи мощности электростанций и их текущую надежность, согласованные схемы присоединения потребителей и текущую надежность их электроснабжения, а также регламентированную надежность электрической сети.  Реализация требований осуществляется посредством резервирования структуры и пропускной способности сети, применения эффективных управляемых источников реактивной мощности, средств релейной защиты и противоаварийной автоматики.

Потребители должны использовать энергопринимающие установки, устойчивые к расчетным внешним возмущениям, обладающие достаточной собственной безотказностью, электрической и технологической живучестью, способностью восстановления без значительных потерь после нарушения технологического процесса. Для этого могут применяться системы самозапуска и повторного пуска двигателей, автономные источники питания, устройства регулирования реактивной мощности, технологическое резервирование и средства управления. Потребители должны поддерживать заданный коэффициент мощности, а также принимать участие (в договорном объеме) своей нагрузкой в противоаварийном управлении.

Системный оператор при планировании режимов должен обеспечивать требуемую надежность ЕЭС (энергосистем). При управлении электроэнергетическим режимом он должен эффективно использовать имеющиеся в энергосистеме резервы генерирующих мощностей и пропускной способности электрической сети для локализации и предотвращения развития нарушений  нормального режима, обеспечивать его скорейшее восстановление. При этом им используется АСДТУ, системы автоматического управления режимом (АРЧМ, ПА), настроенные с учетом требований обеспечения надежности в текущих условиях.

Требования к энергопринимающим установкам потребителей, помимо названных ранее, должны ограничивать их негативное влияние на качество электрической энергии во внешних сетях и, таким образом, на надежность электроснабжения других потребителей и системы в целом на границе балансовой принадлежности.

Наличие у одного потребителя нескольких взаимосвязанных точек присоединения, в том числе к электроустановкам нескольких субъектов, может потребовать заключения многостороннего договора и установления комплексных показателей гарантируемого уровня надежности.

Достаточно очевидно, что ни системная надежность, ни надежность электроснабжения потребителей не может быть абсолютной по техническим причинам, а исходя из экономических соображений, ее нецелесообразно приближать к таковой. С учетом этого обстоятельства ответственность субъектов электроэнергетики за надежность может быть как ограниченной, так и полной в зависимости от договорных условий и структуры формирования тарифа на надежность.

При распределении ответственности следует исходить из того, что энергосистема должна выдерживать нормативные возмущения — не допускать нарушений электроснабжения, недопустимых отклонений частоты, напряжения, уровней токов короткого замыкания и перегрузок оборудования, потери статической и динамической устойчивости и др. В границах номативных для энергосистемы возмущений субъекты, являющиеся их источниками, должны нести имущественную ответственность за ущерб, связанный с повреждением собственного и чужого оборудования, с дополнительными эксплуатационными издержками других субъектов рынка, а также с общей упущенной выгодой.

При возмущениях, превышающих нормативные, в энергосистеме может не сохраняться устойчивость, что может привести к нарушению электроснабжения потребителей. В этих условиях соответствующие субъекты электроэнергетики, допустившие нарушение установленных требований надежности функционирования собственных объектов, которые стали причиной нарушения электроснабжения потребителей, должны нести кроме указанной выше имущественной ответственности дополнительную ответственность за ущерб потребителей, для которых был нарушен договорный уровень надежности электроснабжения.

7.2.2. Технологические и организационно-экономические возможности регулирования уровня надежности

Организация экономического управления надежностью нуждается в строгом определении факторов, воздействие на которые приводит к желаемому результату.

К технологическим факторам  относятся:

  • резервы генерирующих мощностей требуемой маневренности и их  рассредоточение на обслуживаемой  территории;
  • структура электрической сети с  резервами пропускной способности, резервными линиями электропередачи и трансформаторными мощностями подстанций;
  • количество питающих вводов от   независимых источников у энергопринимающих установок потребителей;
  • наличие у потребителей собственных резервных электрических генерирующих мощностей;
  • оснащенность объектов электроэнергетики и энергопринимающих установок потребителей необходимыми средствами автоматики и релейной защиты;
  • уровень профессиональной подготовленности эксплуатационного персонала технологических субъектов энергосистемы;
  • уровень эксплуатационного обслуживания объектов электроэнергетики, в энергосистеме.

Организационными факторами являются:

  • эффективность системы оперативно-диспетчерского управления при предотвращении развития и ликвидации нарушений нормального режима ЕЭС России;
  • создание рынка системных услуг и привлечение на этот рынок потребителей электрической энергии с управляемой нагрузкой;
  • дифференциация потребителей электрической энергии по предъявляемым ими требованиям к уровню надежности электроснабжения,
  • дифференциация цен (тарифов) на электрическую энергию для потребителей по уровню надежности электроснабжения;
  • распределение ответственности субъектов электроэнергетики за нарушение договорных условий надежности;
  • создание благоприятного инвестиционного климата в области развития генерации и электрических сетей для субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии, обеспечивающего опережающий рост предложения над спросом;
  • развитие  энергосбытовых организаций и гарантирующих поставщиков на рынке электрической энергии;
  • формирование нормативно-правовой базы рынка, учитывающей необходимость обеспечения системной надежности и надежности электроснабжения потребителей.

В качестве ценовых инструментов управления надежностью могут использоваться дифференцированные цены (тарифы) на электроэнергию, формируемые посредством надбавок-скидок к действующим ценам (тарифам) на поставляемую потребителю электроэнергию, либо специальные цены (тарифы) на особый вид системной услуги по обеспечению заданного уровня надежности. Дифференцированная цена на электроэнергию, учитывающая обеспечиваемый уровень надежности и включающая как затраты, связанные с повышением надежности электроснабжения, так и экономический эффект у потребителя (снижение ущерба), является наиболее простым и эффективным инструментом управления надежностью в условиях рынка. Поставщик услуг гарантирует потребителю договорный уровень надежности и в случае его нарушения несет соответствующую имущественную ответственность.

В перспективе часть потребителей будет готова производить дополнительную оплату, если им будет гарантирован в договорном порядке необходимый уровень надежности поставки энергии, а ущерб, связанный с перерывами в подаче энергии будет полностью возмещаться. Часть потребителей, по-видимому, согласится на сохранение существующего уровня надежности на существующих условиях или даже на его снижение на договорной возмездной основе.

7.2.3. Рынок системных услуг и основные направления повышения надежности

Услуги по обеспечению системной надежности входят в число дополнительных (к услугам по передаче электроэнергии и оперативно-диспетчерскому управлению) системных услуг, которые являются основным инструментом реализации участия субъектов в автоматическом и оперативном управлении режимом энергосистемы.

Рынок системных услуг (ДСУ) является одним из наиболее действенных и эффективных механизмов поддержания требуемого уровня надежности энергосистемы и надлежащего качества электроэнергии. Помимо этого рынок системных услуг является механизмом экономического стимулирования участников к предоставлению таких услуг — эффективно организованной системой, являющейся дополнением и стабилизатором конкурентного рынка электроэнергии (см. 6.1).

Оказание этих услуг потребителями электрической энергии позволяет повысить управляемость  нагрузкой в энергосистеме, сократить ущерб при аварийных отключениях энергопринимающих установок, а также при ограничениях электропотребления и облегчают реализацию эффективного противоаварийного управления. Для обеспечения управляемости в  аварийных режимах существенно наличие средств дистанционного, в том числе избирательного, автоматического управления нагрузкой, что дает возможность выполнять аварийное ограничение и отключение потребителей с учетом их ответственности и готовности оказывать системные услуги.

К системным услугам относятся:

  • предоставление резервов активной мощности разной степени мобильности;
  • участие в регулировании частоты и активной мощности, напряжения и реактивной мощности;
  • участие в противоаварийных мероприятиях и восстановлении нормального режима электроснабжения после нарушения.

Системные услуги предоставляются субъектами электроэнергетики и потребителями электрической энергии с управляемой нагрузкой для достижения следующих целей:

  • стабилизации частоты и обеспечения резервов мощности;
  • регулирования реактивной мощности и поддержания напряжения;
  • предотвращения аварий, сбоев в электроснабжении потребителей;
  • послеаварийного восстановления энергосистемы.

В ходе реформирования российской электроэнергетики формируются принципы и порядок оплаты системных услуг, уточняется и само понятие системных услуг. Исходя из экономической целесообразности предоставление части таких услуг может быть организовано на регулируемой основе по фиксированным ценам (тарифам), что подразумевается ст. 38 ФЗ «Об электроэнергетике» в отношении услуг потребителей электрической энергии с управляемой нагрузкой по обеспечению вывода Единой энергетической системы России из аварийных ситуаций и иных согласованных с ними услуг.

В переходном периоде участие субъектов рынка в обеспечении ДСУ должно быть обязательным и оплачиваемым. Обязательность участия субъектов рынка в ДСУ и механизмы оплаты должны быть определены нормативным актом федерального уровня. Принцип оплаты за услуги сводится к возмещению затрат субъектов по обеспечению требуемых характеристик, в том числе по установке и эксплуатации необходимых устройств управления, а также затрат на поддержание готовности к оказанию услуг и затрат на фактическое участие в их оказании. В перспективе целесообразно переходить полностью на рыночные механизмы, стимулирующие добровольное участие субъектов в рынке системных услуг с целью получения ими прибыли.

Обеспечение надежности функционирования и развития ЕЭС  России является сложной многокритериальной задачей, решение которой необходимо искать в зависимости от установленных приоритетов, значимости каждого критерия и проводить по следующим основным направлениям:

  • развитие рыночных механизмов планирования и обеспечения надежности ЕЭС;
  • формирование нормативной базы и организационных принципов функционирования рынка системных услуг;
  • освоение современных методов планирования и обеспечения надежности;
  • внедрение программного обеспечения анализа и оптимизации надежности для этапов планирования и эксплуатации;
  • оценка экономических последствий нарушений электроснабжения, включая полные, частичные и кратковременные отключения,   снижение качества электроэнергии у потребителей;
  • организация мониторинга и статистического анализа аварийности линий электропередачи и оборудования электростанций и подстанций, разработка и внедрение современных систем регистрации аварийных событий и процессов;
  • совершенствование планирования и организации ремонтов оборудования с учетом фактического  состояния оборудования по данным диагностики и мониторинга;
  • долгосрочное планирование развития ЕЭС России с учетом балансовой составляющей системной надежности;
  • анализ на регулярной основе зарубежного опыта по обеспечению надежности энергосистем и энергообъединений.

Обновлено 31.08.2013 11:50  
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Основное меню

Авторизация


© 2016 Электротехнический портал. Все права защищены.

Яндекс.Метрика