Коммерческий учет электроэнергии: уроки и перспективы

 

Автор

Осика Лев, Начальник управления по развитию энергетики ЗАО "Объединенная металлургическая компания"

 

    Официальной точкой отсчета современной системы коммерческого учета (КУ) электроэнергии можно считать 1 ноября 2003 г. - дату начала работы оптового рынка переходного периода. Прошедший с тех пор немалый по меркам реформирования энергетики период позволяет сегодня подвести итоги развития КУ, изучить его уроки и наметить пути дальнейшего совершенствования этого сложного механизма, напрямую затрагивающего интересы всех участников как оптового, так и розничного рынков.
    Современное состояние системы КУ оптового рынка вызывает противоречивые оценки специалистов. С одной стороны, все более широкое распространение получает оснащение групп точек поставки (ГТП) субъектов оптового рынка техническими средствами автоматизированного учета, основанное на установившейся и всеми принятой процедуре разработки, метрологической аттестации и подтверждения соответствия автоматизированных информационно-измерительных систем (АИИС) КУ. Создание АИИС КУ стало бизнесом (и это, пожалуй, главная заслуга НП "АТС" и тех, кто стоял у истоков создания системы КУ оптового рынка) со всеми вытекающими отсюда позитивными и негативными последствиями. С другой стороны, до сих пор отсутствует понимание целевой модели коммерческих измерений, в особенности, необходимых для определения технических потерь электроэнергии в сетевых компаниях. Введенные в постоянную эксплуатацию АИИС КУ не реализуют возможностей метрологического анализа и коррекции результатов измерений, заложенных в Методиках выполнения измерений (МВИ); отсутствует гармонизация нормативно-правовой и нормативно-технической документации, относящейся к КУ; процесс разработки и оформления технической документации усложнен и излишне формализован и т. д. Нет единого мнения по метрологическому обеспечению АИИС. Кроме того, отсутствует целое направление, связанное с обработкой результатов измерений, их регистрацией, которое и должно составлять учет, т. е. создание первичных оправдательных бухгалтерских документов1 по финансовым требованиям и обязательствам участников рынка. В итоге распространяются "легенды и мифы коммерческого учета", связанные с:

  • целями и задачами коммерческого учета;
  • существованием физического небаланса на оптовом рынке;
  • экономической выгодой создания АИИС КУ;
  • "метрологическим небалансом";
  • "качеством" АИИС КУ;
  • требованиями к техническому заданию на создание АИИС КУ и к МВИ.
        Не будем останавливаться на критике этих "легенд и мифов", т. к. позиция автора по ним общеизвестна2 и неоднократно публично высказывалась. Отметим только, что многие из них популярны и на конкурентных рынках электроэнергии в других странах, в частности, в Великобритании.
        Анализ сложившейся системы коммерческого учета на оптовом рынке показывает, что существуют следующие проблемы, обусловленные целым рядом объективных и субъективных обстоятельств:
  • недостаточные темпы оснащения субъектов рынка техническими средствами автоматизированного коммерческого учета, отвечающего требованиям НП "АТС";
  • ограниченная функциональность введенных в постоянную эксплуатацию АИИС;
  • нерациональность затрат, используемых при создании АИИС и подтверждении его соответствия установленным требованиям;
  • отсутствие единой методологии при планировании и оценке фактических значений учетных показателей, в т. ч. технических потерь;
  • отсутствие точных и однозначных результатов метрологического анализа фактических значений учетных показателей;
  • практика повсеместного использования необоснованных критериев достоверности результатов измерений в виде нулевых невязок балансовых уравнений, которая ведет к манипулированию величинами нефизической природы, впоследствии оплачиваемых в виде реальной электроэнергии.
        Таким образом, на сегодняшний день существующая система КУ не отвечает требованиям развивающегося оптового рынка и его целевой модели; она нуждается в доработке с учетом уроков развития целевой модели системы. В чем же причины создавшегося положения?
        Во-первых, следует отметить человеческий фактор. Перед менеджерами, руководившими проектом создания системы КУ оптового рынка, официально была поставлена задача организовать соответствующую систему к моменту запуска рынка, используя рыночные механизмы. Эти менеджеры, не являясь специалистами в технологическом компоненте КУ, сосредоточились на создании бизнеса в сфере разработки и подтверждения соответствия АИИС КУ и достигли в этом направлении больших успехов: по своей рентабельности сейчас он вряд ли уступает нефтегазовой отрасли. В то же время многие "технари", выполнявшие работу по созданию регламентов (приложений к договору о присоединении к торговой системе), а также разработку и внедрение АИИС КУ, занимались раньше в подразделениях АО-энерго сбытовой деятельностью или АСКУЭ розничных рынков. Там, на "рознице", и зародились вышеназванные "легенды и мифы". Назовем несколько психологических "синдромов", которые не позволяют высококлассным специалистам бывших "энергосбытов" и связанным с ними поставщикам технических средств до конца решить проблемы КУ.
        1. Синдром индукционного счетчика. До сих пор многие положения действующих нормативных технических документов (например, ПУЭ), ведомственных и корпоративных документов подразумевают явно или неявно измерения с помощью индукционных счетчиков. Это и "недоучет", и зависимость погрешностей от первичных токов и нагрузки и т. д. Многие авторы в своих публикациях невольно делают выводы, основываясь на особенностях индукционных счетчиков, хотя на оптовом рынке давно применяются прецизионные микропроцессорные приборы.
        2. Синдром абсолютизации "баланса" - следствие детерминистского взгляда на результаты измерений. Происходит от "бухгалтерского" образа мышления, требующего во что бы то ни стало точного (до нуля!) сведения балансовых уравнений, хотя в основополагающем документе по составлению фактических балансов приводится теоретически обоснованное решение данного вопроса3. В результате появляются многочисленные публикации и методики по исправлению результатов измерений, выполненных с помощью метрологически исправных средств, следуя всевозможным надуманным критериям минимизации сумм взвешенных наименьших квадратов (так называемая "оценка состояния") или строгому соответствию балансовым уравнениям.
        3. Синдром коммерческих потерь. Проявляется при оперировании потерями, в состав которых включается обыкновенное воровство. Данный синдром служит основой широко распространенной практики планирования потерь электроэнергии с учетом "метрологического небаланса", который рассматривается как вполне определенная физическая (!) величина.
        4. Синдром всезнайства. Проявляется в нежелании "технарей" консультироваться со специалистами в отношении правил оптового рынка и расчета потерь при проектировании схем расстановки измерительных комплексов (ИК). Автору известны только редкие случаи, когда создатели АИИС КУ советовались с технологами по продажам или расчетчиками электрических режимов. Поэтому часто имеют место ситуации, когда под различными предлогами ИК не устанавливаются на отходящих от электростанций линиях электропередачи или на трансформаторах собственных нужд. Другим примером служит отсутствие понимания целей КУ на подстанциях, находящихся за пределами площадки электростанции, но числящихся на ее балансе. Многие не осознают возможностей и необходимости установки счетчиков с "внутренним" расчетом потерь в случаях несовпадения точек поставки и точек измерений (точек учета).
        Во-вторых, до сих пор не разработана целевая модель измерений для целей КУ, включающая как схему расстановки ИК, так и используемые технические средства. Это особенно важно для определения фактических технических потерь электроэнергии, т. к. простое сальдирование показаний счетчиков по границам сетевого элемента или электрической сети не может служить в качестве представительной оценки потерь из-за неприемлемо большой относительной погрешности данного совокупного измерения4. Из контактов автора со специалистами по расчетам потерь следует, что единого мнения по схемам расстановки и характеристикам ИК, необходимым для правильного определения данного учетного показателя, не существует. Острота проблемы усугубляется тем фактом, что нет обоснованной позиции даже по принципам оценки потерь в отдельно взятом сетевом элементе (линии или трансформаторе).
        В-третьих, информационные возможности АИИС почти нигде не используются:
  • во всех МВИ отсутствует оценка систематической составляющей погрешности ИК, т. к. заводы-изготовители не включают систематические погрешности трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН) в состав метрологических характеристик аппаратов, а в стандартах обязательные требования по их определению не предусмотрены;
  • в эксплуатируемых АИИС не предусмотрен автоматический расчет границ неисключенных систематических погрешностей, алгоритм которого постоянно присутствует в МВИ;
  • в случае несовпадения точки измерения и точки поставки так называемый "расчет потерь" в МВИ имеет формальный характер, а в сложных случаях (трехобмоточные трансформаторы) просто безграмотен;
  • при несовпадении точки измерения и точки поставки выдаваемые АИИС значения учетных показателей не корректируются на величину "потерь", подсчитанных на основании МВИ;
  • АИИС субъекта рынка (или иная система) не имеет функции контроля достоверности данных и их замещения (например, для данных телеизмерений) в случае недостоверности;
  • поставка данных коммерческого учета в формах, отвечающих существующей системе сбора данных НП "АТС" ("Акты оборота", "Акты учета перетоков" с электронной подписью, производится АИИС только в редких случаях.
        В-четвертых, отсутствует учетная политика в сфере обращения электроэнергии как на оптовом рынке в целом, так и для отдельных субъектов рынка. Профессиональная постановка и решение учетных задач обусловливают профессиональную постановку и решение измерительных задач, а затем - технических задач по созданию АИИС. Этот очевидный принцип нарушается во всех случаях, связанных с рынком электроэнергии. Постановку и исполнение учетных по своему характеру задач осуществляют технические специалисты, а не планирующие и контролирующие органы или администраторы торговых систем (бухгалтеры). Причем "технари" даже не предполагают о существовании учетных задач и решают измерительные задачи исходя из своего предыдущего индивидуального опыта (см. вышеназванный синдром всезнайства). Четкое решение учетных задач невозможно без нормативного установления важнейшего принципа, отвечающего на вопрос: "Являются ли учетные показатели, в т. ч. технические потери, детерминированными или случайными величинами?" Пока же информационные аналоги балансовых уравнений трактуются по принципу "что нужно заказчику".
        Система КУ существует и развивается вместе с рынком и является основной составляющей его технологического обеспечения. Однако в отличие от правил торговли, нормативно-правового и организационного компонентов, технологический компонент системы КУ не может измениться мгновенно. Поэтому органы государственного регулирования, НП "АТС", другие инфраструктурные организации и участники сферы обращения электроэнергии должны учитывать данное ограничение, а создатели АИИС КУ в интересах заказчиков - уметь предвидеть изменение в номенклатуре и характеристиках учетных показателей, с тем чтобы их системы отличались гибкостью в приспособлении к меняющимся обстоятельствам на рынке.
        В рамках данной статьи не рассматриваются вопросы развития нормативно-правового и организационного компонентов системы КУ, требующие отдельного исследования. Остановимся на технологическом компоненте системы. Насущной задачей современного этапа является создание целевой модели КУ, а также соответствующей модели измерений, которые могли бы служить практическим целям информатизации торговли, в т. ч. разработке и внедрению АИИС КУ. Выскажем некоторые соображения по упомянутым моделям.
        Техническое развитие АИИС КУ осуществляется как путем интеграции с другими информационными системами субъектов рынка, так и посредством "цифровизации" всего ИК и каналов передачи данных. Точка поставки на силовом оборудовании и средства контроля и управления режимами данного оборудования (включая измерения для целей КУ) должны стать двусторонним комплексным порталом субъекта рынка. Это достигается за счет:
  • оптимизации технических решений на базе единой информационной системы управления режимами (АИИС КУ и АИИС оперативного управления (ОУ) Системного оператора);
  • применения многофункциональных измерительных преобразователей (МИП), выполняющих функции контроля и управления присоединением в полном объеме;
  • применения первичных измерительных преобразователей (ПИП), основанных на прогрессивных принципах и методах измерений (оптоэлектронная техника, нанотехнологии);
  • применения обобщенных информационных моделей CIM (Common Information Model) в соответствии со стандартами МЭК 61850, 61968, 61970.
        Создание качественного комплексного портала позволит:
  • осуществлять передачу информации интеллектуальному оборудованию субъекта рынка;
  • оказывать ряд новых услуг потребителям по снижению пиковых нагрузок, общего объема потребления, уменьшению воздействия на окружающую среду;
  • оказывать услуги поставщикам по предоставлению возможностей централизованного регулирования частоты и напряжения и автоматизации предложений по продажам в различных секторах рынка.
        Интегрированная информационная система управления режимами (АИИС ОУ и АИИС КУ) должна строиться посредством архитектуры открытых систем. На физическом уровне будут объединяться ИК АИИС ОУ и ИК АИИС КУ непосредственно на энергообъектах. Уровень каналов связи объединит системы сбора и передачи данных на этих энергообъектах. Уровень приложений будет состоять из центров обработки данных энергообъектов и субъектов рынка. Уровень представлений - диспетчерский щит, АРМ пользователей. Техническая платформа решений - вышеупомянутые принципы устройства ПИП и МИП, единая инфраструктура телекоммуникаций, стандартные протоколы и интерфейсы, высокопроизводительные программные средства IT.
        На сегодняшний день главная задача коммерческого учета оптового и розничных рынков - это создание АИИС КУ сетевых компаний. Однако, как уже отмечалось, здесь необходимо решить ряд сложных теоретических и практических проблем.
        В области метрологического обеспечения АИИС КУ следует, прежде всего, получить ответы на три главных вопроса, которые определяют конкретные шаги по корректной оценке потерь в электрических сетях.
        1. Могут ли существовать (и существуют ли) принципы, методы и средства прямых и (или) совокупных измерений малых относительных потерь? Какие граничные значения потерь можно измерить имеющимися на сегодняшний день средствами измерений с технически достижимыми метрологическими характеристиками?
        2. Как метрологически правильно оценить границы неисключенных систематических погрешностей (неопределенностей) совокупного измерения потерь в виде сальдированных показаний счетчиков при известных границах погрешностей каждого измерительного канала?
        3. Как правильно определить погрешности косвенного измерения (расчета) потерь на основе прямых измерений?
        Требуется также определить целевую схему расстановки средств измерений, которая позволила бы обеспечить достоверную расчетную оценку потерь, покупаемых сетевой компанией. Это особенно важно для РСК, имеющих огромное количество точек поставки на границах с потребителями 0,4-6-10 кВ. По мнению автора, бесспорным является необходимость создания ИК с интервальными микропроцессорными счетчиками на отходящих фидерах 0,4 кВ ТП 6 (10)/0,4 кВ и на вводных распределительных устройствах многоквартирных жилых домов.
        Очевидно, что поставленные теоретические вопросы должны решаться путем активных и пассивных экспериментов в конкретных электрических сетях. В целях определения достоверных оценок технических потерь нужно выполнить комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ по созданию и обоснованию методики расчетно-инструментального определения фактических нагрузочных и условно-постоянных потерь, а также по их включению в прогнозные и фактические балансы сетевых компаний.
        Далее необходимо разработать целевую модель измерений для сетевых компаний с целью учета электроэнергии и расчетно-инструментального определения технических потерь. Оценить адекватность модели реальным режимам можно с помощью создания "опытного полигона" в виде части реальной электрической сети, оснащенной средствами коммерческого учета, отвечающими требованиям НП "АТС", и средствами измерений режимных параметров согласно требованиям СО. На данном полигоне нужно исследовать различные возможности определения потерь (инструментальные и расчетно-инструментальные) с использованием тех или иных моделей сетевых элементов, а также балансовые уравнения этой сети с учетом различных способов определения систематических и граничных погрешностей.

        Андреева Любовь Владимировна
        региональный менеджер по АИИС КУЭ ЗАО НПП "ЭнергопромСервис"

        "Здесь, чтобы стоять на месте, нужно очень быстро бежать" - фактически то же самое, что сказала Алисе Королева в "Зазеркалье" Л. Кэрролла, говорят инфраструктурные организации участникам оптового рынка электроэнергии. Бежать надо, но бежать надо, имея конечную точку, или цель. Сегодня и участникам ОРЭ, и создателям АИИС КУЭ задано лишь направление бега на длинную дистанцию. По прошествии почти трех лет "забега" на ОРЭ стало очевидно, что интеграция и открытость крайне необходимы: открытость как архитектур АИИС КУЭ, так взаимодействия инфраструктурных организаций с участниками энергоструктуры; интеграция как информационных подсистем субъектов ОРЭ, так и опыта руководителей, технических специалистов и экономистов организаций. Стандартизация подходов и методов построения автоматизированных информационных систем, применение обобщенных информационных моделей, совершенствование технической базы решений - вот при каких условиях мы успешно, сэкономив силы и время, выйдем на финишную прямую реформы электроэнергетики.

        Выводы
        1. Существующая система коммерческого учета электроэнергии оптового рынка нуждается в существенной корректировке в части своего технологического компонента.
        2. Уроки создания и развития данной системы указывают на необходимость решения ряда учетных задач с целью обеспечения ее эффективности и гибкости, необходимых в условиях рыночных преобразований.
        3. Главная неотложная задача коммерческого учета на сегодняшний день - создание АИИС сетевых компаний, дающих удовлетворительную оценку всех составляющих потерь, необходимых для формирования взаимных обязательств и требований субъектов рынка.
        4. Для корректного решения проблемы определения технических потерь и их составляющих требуется проведение теоретических исследований и апробации их результатов на примере конкретных электрических сетей во всем спектре реальных режимов.

  •