Управление электропотреблением: административные и экономические методы

 

Автор

Аюев Борис, Член правления ОАО "РАО "ЕЭС России"", председатель правления ОАО "СО-ЦДУ ЕЭС"

 

    Рост промышленного производства и улучшение благосостояния населения России объективно отражается в увеличении электропотребления и повышении сложности режимов работы электроэнергетической системы. В связи с данными процессами при обеспечении надежности работы энергосистемы особую актуальность приобретают задачи управления энергопотреблением. Широко известный административный способ регулирования уровня потребления через ограничения и отключения несет очевидные негативные экономические последствия как для потребителей, так и для энергетиков. Поэтому важно детально разъяснить причины и механизмы применения этого вида регулирования и представить альтернативный метод управления спросом на электроэнергию, основанный на экономической заинтересованности потребителей.

    Чем обеспечивается надежность электроснабжения?
    Для того чтобы электроснабжение потребителей было действительно надежным, необходимо обеспечить выполнение следующих условий:

  • наличие достаточного количества генерирующего и сетевого оборудования - достигается своевременными инвестициями в строительство генераторов и развитие сетевой инфраструктуры;
  • поддержание энергооборудования в хорошем эксплуатационном состоянии - достигается выполнением ремонтной программы;
  • высокая квалификация и постоянная готовность обслуживающего персонала - достигается реализацией специальных программ подготовки и повышения квалификации работников;
  • соответствие нагрузки на энергооборудование его паспортным данным в процессе эксплуатации - обеспечивается благодаря управлению режимом работы энергосистемы.
        Последнее условие имеет особое значение, так как при его несоблюдении оборудование может быть повреждено, а следовательно, значительно увеличатся сроки ликвидации аварии и восстановления электроснабжения потребителей.
        Чтобы обеспечить соответствие нагрузки на энергооборудование его паспортным данным, т. е. нормальные параметры работы оборудования, необходимо непрерывно поддерживать заданный баланс между потреблением и производством электроэнергии, управлять режимом работы энергосистемы. Это управление является базовой функцией Системного оператора ЕЭС России (ОАО "СО-ЦДУ ЕЭС").
        Суть управления режимом заключается в одновременном решении следующих задач:
  • прогнозирование в каждой точке энергосистемы спроса, изменяющегося во времени по законам вероятности;
  • установка генераторам заданий по объемам и графику выработки электроэнергии для покрытия вероятностно меняющегося спроса с учетом актуального и прогнозируемого состояний электрической сети.
        При этом должно быть выполнено важное условие - исключено воздействие недопустимых нагрузок на линии, трансформаторы и, что принципиально, на генераторы.
        Опыт работы в традиционно сложных условиях прохождения осенне-зимних максимумов нагрузки и сохраняющаяся недостаточность развития энергосистемы по отношению к сложности режимов ее работы показывают, что управление спросом на электроэнергию становится важным и необходимым элементом в управлении режимом работы энергосистемы.
        Оперативную координацию всех мероприятий по управлению спросом выполняет Системный оператор - инфраструктурный субъект электроэнергетики, отвечающий за надежное функционирование Единой энергетической системы России.

        Сложившаяся практика
        В СССР для управления спросом на электроэнергию применялся единственный метод - административно-командный. Практика ограничений и отключений хорошо известна производственникам и управленцам со стажем: до начала 1990-х годов процедуры лимитирования электропотребления регулярно применялись в народном хозяйстве страны.
        Методы административного управления включают в себя ограничения и отключения потребителей сетевыми компаниями и по сути являются принципиально внеэкономическими. Эти мероприятия - не отечественное изобретение, они повсеместно используются в мировой практике для предотвращения и ликвидации аварийных режимов в энергосистемах.
        Необходимо отметить, что в современных рыночных условиях для энергетиков более предпочтительными являются экономические методы управления, поскольку административное ограничение спроса приводит к уменьшению продаж электроэнергии и потере доходов.

        Методы управления спросом
        Экономические методы:

  • увеличение цен на энергию и мощность в периоды и в узлах высокого спроса;
  • повышение платы за присоединение к сети в узлах высокого спроса;
  • скидки (выплаты) для потребителей, снижающих мощность нагрузки.
        Внеэкономические методы:
  • административные ограничения и отключения потребителей сетевыми компаниями, повсеместно используемые в мировой практике повсеместно для ликвидации и предотвращения аварийных режимов.
        Тем не менее, для обеспечения надежной работы энергосистемы действующее законодательство РФ обязывает энергетиков применять все организационные инструменты управления режимом, в том числе и внеэкономические методы. Нормативная основа для применения ограничений сформирована Постановлениями Правительства и опирается на:
  • Гражданский кодекс РФ (ст. 546);
  • Федеральный закон от 26 марта 2003 г. № 35-ФЗ "Об электроэнергетике";
  • Правила функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики, утвержденные Постановлением Правительства РФ от 31 августа 2006 г. № 530;
  • Постановление Правительства РФ от 31 августа 2006 г. № 529 "О совершенствовании порядка функционирования оптового рынка электрической энергии (мощности)";
  • Правила оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике, утвержденные Постановлением Правительства РФ от 27 декабря 2004 г. № 854;
  • Правила разработки и применения графиков ограничения потребления и временного отключения электрической энергии (мощности) и использования противоаварийной автоматики при возникновении или угрозе возникновения аварии в работе систем электроснабжения, утвержденные Приказом Минтопэнерго России от 15 декабря 1999 г. № 427.
        Правила разработки и применения графиков ограничения и отключения являются обязательными и для потребителей, и для энергетиков. В соответствии с Правилами выполняются все необходимые подготовительные процедуры, проводятся согласования графиков ограничений с региональными органами исполнительной власти.
        Постановлением Правительства РФ от 31 августа 2006 г. № 530 введены в действие Правила розничного рынка электроэнергии, соответствующие современной модели экономических отношений. Характерно, что Правила прямо предусматривают использование внеэкономических методов управления спросом и содержат нормы для применения не только ограничений, но и отключения потребителей.

        Административные методы управления
        Для точного понимания сути применяемых административных методов управления важно отметить, что основное различие между ограничениями и отключениями - темп принятия решений об их применении.
        Необходимость введения ограничений электропотребления определяется на этапе планирования режима, т. е. при разработке диспетчерского графика на следующие сутки. Ограничения применяются самими потребителями в том объеме, который устанавливается для них в срок до 14:00 текущих суток и подлежит исполнению на следующие сутки.
        Вводом ограничений потребления энергетики предотвращают недопустимость прогнозируемого режима, которая может возникнуть в силу целого ряда причин, таких как:

  • прогнозируемый рост электропотребления до величины, не покрываемой наличной генерацией (с учетом нормативно моделируемых отключений генерирующих источников);
  • прогнозируемое снижение поставок топлива на электростанции (гидрологические ограничения на ГЭС), не позволяющее электростанциям набирать необходимую нагрузку;
  • физическое отсутствие достаточного количества генерирующего или сетевого оборудования;
  • необходимость вывода в ремонт генерирующего или сетевого оборудования с целью предотвращения его повреждения.
        С помощью ограничений планируемый режим приводится к допустимым параметрам, т. е. исключается "запланированная" перегрузка энергооборудования. При этом Системный оператор обязан обеспечить допустимость любого из режимов, которые могут сложиться при возникновении нормативных возмущений - выходе из строя генераторов, линий или другого оборудования.
        Отключения - это экстренная мера, и необходимость ее применения определяется в режиме реального времени для ликвидации недопустимого режима, когда существует прямая угроза возникновения перегрузки энергооборудования или когда перегрузки уже фактически возникли.
        Отключения потребителей крайне необходимы для того, чтобы не допустить прекращения работы оборудования электростанций и сетей технологическими защитами, предотвращающими разрушение оборудования из-за перегрузок. Если от действия технологических защит энергооборудование начнет отключаться, как правило, неизбежны массовые стихийные потери электроснабжения потребителей с последующим длительным сроком его восстановления.
        Фактический режим работы энергосистемы может стать недопустимым по следующим причинам:
  • внезапное изменение баланса между потреблением и выработкой электрической мощности;
  • аварийное отключение генерирующего или сетевого оборудования;
  • повреждение систем транспортировки топлива (трубопроводы, железные дороги) или гидротехнических сооружений на ГЭС;
  • невыполнение потребителями заданных объемов ограничений.
        Отключение потребителей производится сетевыми предприятиями в объеме, заданном Системным оператором, без предупреждения, в момент возникновения необходимости.
        Общим между ограничениями и отключениями является то, что эти мероприятия планируются, согласовываются и их применение отрабатывается заблаговременно, совместно с потребителями.
        По сравнению с отключениями более предпочтительной мерой для потребителя, очевидно, являются ограничения, так как главный элемент в их применении - организованность, существенно уменьшающая возможные негативные поледствия.

        Организация административного управления
        Для того чтобы обеспечить достаточную эффективность вводимых ограничений и минимизировать тем самым предпосылки возникновения необходимости применения отключений, требуется высокая скоординированность, тщательное планирование и совместная проработка организационно-технических вопросов с участием сетевых и энергосбытовых организаций, органов исполнительной власти субъектов РФ и Системного оператора.

        Планирование применения ограничений и отключений. Субъекты и их функции
        Системный оператор:

  • оценивает возможность возникновения недопустимых режимов;
  • определяет объемы и места необходимого ввода ограничений и отключений;
  • выдает сетевым организациям задания для разработки графиков ограничений и временных отключений.
        Сетевые организации:
  • разрабатывают графики ограничений и временных отключений;
  • согласовывают с Системным оператором и органами исполнительной власти субъектов РФ графики ограничений и временных отключений;
  • доводят графики ограничений и временных отключений до энергосбытовых (энергоснабжающих) организаций.
        Органы исполнительной власти субъектов РФ:
  • согласовывают графики ограничений и временных отключений.
        Энергосбытовые (энергоснабжающие) организации:
  • доводят графики ограничений и временных отключений до потребителей.
        В условиях, когда на основе большинства вертикально-интегрированных АО-энерго созданы самостоятельные генерирующие, сетевые и энергосбытовые компании, особое значение имеет четкость реализации наиболее критичной функции - применения отключений потребителей в тот момент, когда такая необходимость фактически возникает.
        Такое решение - право и обязанность Системного оператора. Оно может быть принято только после полного использования всех других возможностей управления режимом, основной из которых является изменение нагрузки генераторов. Приняв решение, Системный оператор дает сетевым организациям команду на отключение потребителей (рис. 1).
        Функция технического отключения потребителей и информирования их о причинах применения отключений возложена на сетевые организации, созданные на базе реструктурированных АО-энерго. Энергосбытовые организации получают от сетевых компаний информацию об отключениях и учитывают фактическую величину недопоставленной электроэнергии при расчетах с потребителями.

        Управление электроснабжением в регионах повышенного риска
        В отдельных частях ЕЭС России темпы ввода в эксплуатацию новых генерирующих и сетевых объектов явно не соответствуют динамике роста электропотребления. На отдельных территориях (Москва и Московская область, Санкт-Петербург и Ленинградская область, Тюменская область и Краснодарский край) существующий уровень электропотребления в ряде схемно-режимных ситуаций уже не может быть покрыт без ввода ограничений, а иногда и отключений.
        Чтобы снизить ущерб, наносимый потребителям отключениями, необходимы высокая четкость и согласованность действий всех участников, которые нарабатываются тренировками. Для проверки готовности субъектов электроэнергетики к применению отключений потребителей после технологического нарушения 25 мая 2005 г. в московской энергосистеме проведена серия учений в Москве и Московской области.
        Учения показали необходимость дополнительных тренировок персонала, непосредственно выполняющего отключения. Это связано с тем, что у работников отсутствует возможность получения требуемого практического опыта в повседневной работе. В качестве дополнительных приняты следующие меры:

  • установлен порядок, предусматривающий проведение специализированных тренировок по отключению потребителей под контролем представителей Системного оператора не реже одного раза в год;
  • в регионах повышенного риска специализированные тренировки по отключению потребителей введены в проверку готовности сетевых компаний к прохождению наиболее сложного осенне-зимнего периода.
        В то же время следует признать, что усилий одних энергетиков для решения всех задач управления спросом на электроэнергию недостаточно. Поэтому ОАО РАО "ЕЭС России" выступило с инициативой создания региональных штабов по обеспечению безопасности электроснабжения при комиссиях по чрезвычайным ситуациям субъектов Федерации. В состав штабов необходимо включить представителей субъектов электроэнергетики, органов исполнительной власти, МЧС, потребителей и органов местного самоуправления.
        Региональные штабы - крайне необходимый организационный механизм, позволяющий скоординировать действия для предотвращения нарушений электроснабжения или ликвидации последствий возникшего нарушения.
        В рамках регионального штаба можно наиболее эффективно обеспечить выполнение решений, необходимых для управления спросом на электроэнергию:
  • изменение режимов работы промышленных предприятий, перенос выходного дня, изменение графика рабочего времени;
  • ограничение световой рекламы, уличного освещения, работы развлекательных учреждений;
  • принятие решения об увеличении объемов ограничений электроэнергии сверх величин, установленных Приказом Минтопэнерго России № 427;
  • обеспечение управления различными видами резервов и ресурсов;
  • введение круглосуточной работы персонала на объектах электроэнергетики и у потребителей, мобилизация оперативных выездных бригад;
  • принятие мер по обеспечению выполнения решений, необходимых для эффективного управления режимами;
  • принятие решений о разбронировании государственного запаса топлива на электростанциях.
        Реализация этих решений позволит предотвратить или минимизировать отключения потребителей путем повышения эффективности вводимых ограничений. При этом важно еще раз подчеркнуть, что главная цель, к которой стремятся энергетики, - ликвидация самой необходимости применения ограничений и отключений.

        Экономические методы управления
        В современной рыночной системе отношений, очевидно, наибольший эффект дают методы управления, учитывающие экономические интересы потребителей. В соответствии с этим разработан механизм, который уже в ближайшее время позволит управлять спросом на электроэнергию на возмездной основе. Предлагаемая технология получила название ДОН - добровольное ограничение нагрузки (рис. 2).
        ДОН предусматривает экономическое стимулирование снижения энергопотребления посредством выплаты потребителям за каждый непотребленный кВт.ч суммы, существенно превышающей стоимость электроэнергии на оптовом рынке. Источником средств для оплаты ДОН является оптовый рынок электроэнергии.
        В ДОН может участвовать любой конечный потребитель добровольно и на договорной основе. При этом не имеет значения, включен ли данный потребитель в графики ограничений, формируемые административно. Если потребитель не желает участвовать в ограничениях за вознаграждение, то он остается участником графиков административных ограничений.
        Режим ДОН активируется по команде Системного оператора только в отношении конкретных часов и конкретных проблемных территорий. При возникновении необходимости в первую очередь ограничения вводятся для участников ДОН. Если из-за тяжести режима объема ДОН недостаточно, ограничения вводятся уже для потребителей, участвующих в графиках ограничений, формируемых в административном порядке.
        Таким образом, у потребителей есть выбор:

  • в первоочередном порядке добровольно снизить потребление электроэнергии и получить за это весомое вознаграждение;
  • ограничить потребление в соответствии с административно установленным графиком во вторую очередь, после участников ДОН, но при этом бесплатно.
        Внедрение ДОН повысит эффективность управления спросом, благодаря чему уменьшится объем административных ограничений и снизится вероятность применения отключений потребителей.

        Заключение
        Программы развития, принятые на федеральном и региональных уровнях, требуют масштабных инвестиций в строительство генерирующих мощностей и развитие сетевой инфраструктуры. Этот позитивный процесс стал возможен благодаря реформированию отрасли, внедрению современных экономических механизмов, делающих инвестиции в сфере производства электроэнергии прозрачными, предсказуемыми и понятными для всех заинтересованных сторон.
        До завершения развертывающихся инвестиционных проектов и ввода в эксплуатацию новых объектов электроэнергетики сохраняется объективно высокая вероятность и необходимость применения вынужденных административных мер - ограничений и отключений, с целью обеспечения надежного функционирования ЕЭС России в наиболее тяжелых схемно-режимных ситуациях.
        Для минимизации ущерба потребителей, возникающего при недоотпуске электроэнергии, необходимы разработка и внедрение современных механизмов управления спросом на электроэнергию экономическими методами.



  •