// Журнал «Промышленная Энергетика», 2011 - № 11, стр. 10-13

Возможности снижения платежей потребителей в условиях оптового рынка электроэнергии.

Паниковская Т. Ю., канд. техн. Наук

ФГАОУ ВПО "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина", Екатеринбург

Задачи повышения энергоэффективности и энергосбережения в последнее время являются приоритетными в электроэнергетической отрасли России [1]. Это прежде всего обусловлено интенсивным старением и значительным износом оборудования электрических станций, необходимостью их полной модернизации или строительства новых электростанций с применением передовых технологий. Потребление ЭЭ растет, а сооружение станций или их реконструкция — длительный и дорогостоящий процесс. Поэтому необходимо искать альтернативные пути повышения энергоэффективности, стимулирования потребителей к внедрению энергосберегающих мероприятий. Одним из путей решения проблемы мог бы стать комплекс программ управления потреблением, который позволит:

снижать нагрузку в пиковый период функционирования энергосистемы;

выравнивать график электропотребления за счет перераспределения нагрузки на часы ее минимума (ночного спада), а также внедрять энергоэффективные технологии;

использовать потребителям современные приборы учета и контроля;

разгрузить опасные сечения, повысить устойчивость и системную надежность;

снижать потери при транспорте электроэнергии.

За рубежом предпосылкой к созданию программ управления потреблением стал всемирный энергетический кризис в 1973 и 1979 гг., повлекший за собой рост цен и дефицит первичных ресурсов, а следовательно, и повышение цен на электроэнергию. В США в 1978 г. был принят закон о национальной политике энергосбережения, с помощью которого разработан комплекс мер, получивший название DSM (Demand Side Management, или управление потреблением) [2]. К середине 1980-х годов программы управления потреблением использовались на большинстве территорий этой страны, что позволило снизить потребность в строительстве новых станции и линий электропередачи. В 1993 г. Международное энергетическое агентство стимулировало начало международной программы ж развитию и продвижению DSM технологий На Западе общепризнано, что мероприятия; по регулированию потребления и выравниванию общесистемного графика нагрузки обходятся в 3 раза дешевле, чем ввод новых пиковых мощностей [3]. В Российской Федерации проблемам повышения энергосбережения энергоэффективности [1] также уделяете большое внимание.

Программы управления потреблением, широко используемые сегодня в мировой практике, включают в себя две основные составляющие [2, 3]:

1. Повышение энергоэффективности - Energy efficiency (общее снижение уровня потребления). Как правило, эти программы нацелены на долгосрочную перспективу и предусматривают:

модернизацию оборудования на предприятиях и использование новейшего энергоэффективного оборудования;

сокращение энергоемкости производств и переход на новые технологии;

строительство источников распределенной генерации;

другие мероприятия, связанные со значительными затратами.

Это позволяет снизить общий объем потребления, отложить строительство крупных электростанций и в меньшей степени использовать неэкономичные устаревшие электрические станции.

2. Управление спросом — Demand response (DR) или Load management. Эти программы рассчитаны на краткосрочную перспективу и включают в себя:

дифференциацию цен по времени использования (зонные тарифы);

определение цен в режиме реального времени;

стимулирование потребителей к выравниванию графика нагрузки (ГН).

Выравнивание ГН может осуществляться:

уменьшением общего потребления на всем временном интервале;

снижением потребления в часы максимальных нагрузок:

стимулированием спроса в провалах ГН энергосистемы и др.

Для повышения энергоэффективности и энергосбережения в отрасли необходима разработка мер по стимулированию потребителей к внедрению передовых промышленных технологий и формированию оптимальных суточных ГН. С целью реализации программ управления потреблением на территории Российской Федерации требуется проведение тщательного анализа особенностей промышленных, бытовых и других потребителей ЭЭ. Среди них следует выделить значимые группы, определить их возможности регулирования своего потребления на суточном интервале. Отсутствие влияния на изменение собственного ГН может быть обусловлено технологическим процессом потребителя, для которого любые отклонения от заданного графика приводят к ущербу, во много раз превышающему экономию от покупки дорогой ЭЭ.

Цены на оптовом рынке электроэнергии и мощности России (сектор "рынок на сутки вперед" — РСВ) формируются на основе реальных заявленных объемов выработки и потребления и доводятся до сведения участников до реализации фактического режима [4].

Следовательно, потребители могут в краткосрочной перспективе (до подачи окончательной заявки на следующие сутки) откорректировать свою заявку, перенеся максимум потребления на период с более низкими ценами.

Анализ заявок участников оптового рынка позволит определить готовность потребителей к применению программ управления спросом. В статье рассматривается реальная ОЭС, для которой был проведен анализ. Сначала были определены ключевые группы потребителей, участвующие в торгах на РСВ. Далее субъектов оптового рынка распределили по группам. Вес каждой группы определяли как отношение суммы потребляемой электроэнергии отдельными участниками данной группы к общему потреблению ОЭС. Установили, что основными участниками оптового рынка электроэнергии являются:

сбытовые компании (СК) и гарантирующие поставщики (ГП), объем потребления которых составил около 67 %;

предприятия металлургической промышленности (11 %);

компании нефтяной и газовой промышленности (13 %);

другие потребители (9 %).

Для каждой группы рассчитывали следующие аналитические характеристики [5, 6]:

коэффициент неравномерности

коэффициент заполнения

коэффициент корреляции между собственным (i) и суммарным по ОЭС (w) объемами потребления

где — корреляционный момент;

— среднеквадратические отклонения;

коэффициент корреляции между почасовыми значениями собственного потребления (i) и ценой на ЭЭ

индивидуальную среднюю расчетную цену , для потребителя в зависимости от профиля графика нагрузки;

изменение абсолютного и относительного, %, размера оплаты за ЭЭ отдельного потребителя по отношению к средневзвешенным показателям ().

Как было указано, самыми крупными потребителями ОЭС оказались ГП и СК, консолидированный объем электропотребления которых составил 65 — 68 % от общесистемной нагрузки, хотя их доля от общего числа участников рынка равна 15,5 %. Средние значения коэффициентов корреляции между потреблением СК, ГП и общесистемным потреблением достаточно высокие — 0,85 — 0,99. Следовательно, графики этих субъектов повторяют ГН ОЭС. Гарантирующие поставщики и сбытовые компании являются поставщиками ЭЭ для базовых потребителей, населения и прочих потребителей, ГН которых могут быть представлены типовым суточным графиком. Он имеет два максимума потребления (утренний и вечерний), ночной минимум и существенно зависит от внешних факторов: времени суток, погоды, температуры воздуха, времени года и т. д.

Сбытовые компании и гарантирующие поставщики работают на розничных рынках, где установлено частичное ценовое регулирование [7]. Их влияние на таких потребителей незначительно ввиду того, что они всего лишь посредники между оптовым рынком ЭЭ и конечными потребителями [8]. Но СК и ГП могут косвенно влиять на уменьшение нагрузки в часы максимума своими клиентами путем введения поощрительной тарифной сетки, динамической тарификации с установкой новых технологических средств учета и контроля, а также программ по сокращению потребления своих клиентов в пиковые часы взамен на определенные бонусы и скидки. С помощью использования таких программ возможно сокращение потребления, в том числе и в период прохождения максимума.

Металлургические предприятия составляют примерно 11 % всех субъектов ОЭС. Объем ЭЭ, потребляемой группой, — 10— 11 %. Средний коэффициент неравномерности для группы близок к единице, что соответствует малой технической возможности регулирования нагрузки в течение суток.

Для потребителей нефтегазового комплекса (13 %) характерен высокий коэффициент неравномерности — 0,95. Некоторые потребители данной группы имеют отрицательные коэффициенты корреляции между собственным потреблением и потреблением от ОЭС. Следовательно, они могут снижать свою на грузку в часы максимума, перенося ее на ночные часы, и таким образом уменьшат платежи за электроэнергию.

Анализ имеющихся данных показал, что некоторые прочие потребители с целью оптимизации платежей полностью изменяй: свои суточные ГН, "проваливая" нагрузку часы максимума и перенося ее на ночные часы. Такие потребители имеют индивидуальные расчетные цены ниже, чем средневзвешенная цена оптового рынка энергии мощности (сектора PC В). Это приводит снижению реальных размеров оплаты за ЭЭ уменьшению суммарного максимума нагрузки ОЭС и повышению энергоэффективности различных производств.

Параметр	Номер потребителя
Параметр	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	28 810	52 766	8608	11 577	26 567	24311	10 975	1371	ПО	2586
	925,0	1900,0	277,0	352,9	987,5	967,0	435,0	38,49	0,28	103,9
	1391,0	2410,0	413,0	560,9	1179,8	1058,0	465,0	67,79	6,74	128,2
	0,66	0,79	0,67	0,63	0,84	0,91	0,94	0,57	0,04	0,81
	0,86	0,91	0,87	0,86	0,94	0,96	0,98	0,84	0,68	0,84
	0,989	0,986	0,960	0,899	0,960	0,815	-0,537	-0,712	-0,661	- 0,637
	0,879	0,926	0,806	0,957	0,906	0,807	- 0,409	-0,813	-0,741	- 0,456
	1,0135	1,0084	1,011	1,0167	1,0064	1,002	0,9991	0,9793	0,944	0,9971
	387 723	441 318	96 338	192 388	169 830	58 486	- 10 272	- 28 235	-6130	- 7358
	1,35	0,84	1,12	1,66	0,64	0,24	- 0,09	-2,06	- 5,58	-0,28

Для более точного анализа были выполнены расчеты и обработаны статистические данные, часть из которых приведена в таблице. Достаточно широкий диапазон изменения цен на ЭЭ между часами минимальных и максимальных нагрузок стимулирует потребителей к перераспределению нагрузки по времени. За счет снижения нагрузки в пиковые часы потребители имеют реальную возможность экономить издержки, связанные с покупкой электроэнергии. На рис. 1 показаны отклонения цены на ЭЭ у ряда потребителей от средней цены на рынке ЭЭ. У многих из них за счет "провала" графика нагрузки в пиковые часы фактическая цена ниже средней. Согласно анализу статистических данных максимальный разброс этих отклонений составляет примерно ± 6 % [9].

Рис. 1.

Таким образом, для снижения платежей за ЭЭ у разных групп потребителей существуют различные возможности:

обеспечить постоянное потребление ЭЭ предприятиями металлургической промышленности в течение суток;

сблизить график нагрузки СК и ГП с ГН энергосистемы;

обеспечить форму ГН предприятий нефтяной, газовой, химической, строительной промышленности, а также прочих потребителей, противоположную форме ГН системы.

На рис. 2 показано снижение на 1,6 % пикового потребления системы в часы максимума нагрузки за счет потребителей, имеющих график нагрузки "с провалом".

Выводы

1. Широкий диапазон изменения цен на электрическую энергию в часы минимальных и максимальных нагрузок стимулирует потребителей к перераспределению нагрузки по времени.

2. Потребители, принимающие решения о снижении нагрузки в часы максимальных нагрузок, имеют индивидуальные расчетные цены, которые ниже, чем средневзвешенная цена по ОЭС. Это позволяет им экономить издержки, связанные с покупкой ЭЭ, а также способствует энергосбережению.

3. Постоянное увеличение числа потребителей, принимающих решения о снижении нагрузки в часы пик и переносе ее на часы минимальных нагрузок, способствует выравниванию системного графика.

Список литературы

1. Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. №261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации". — Российская газета, 2009, № 5050.

2. Згруровець О. В., Костенко Г. П. Эффективные методы управления потреблением электрической энергии. — Киев: Проблеми загальноi енергетики, 2007, № 16.

3. Тубинис В. Управление электропотреблением. Зарубежные технические средства. — Электронный журнал энергосервисной компании "Экологические системы", 2007, № 2.

4. Постановление Правительства РФ от 31 августа 2006 года № 529 "О совершенствовании порядка функционирования оптового рынка электрической энергии (мощности)". — Российская газета, 2006, № 4160.

5. Кудрин Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий: учеб. для студентов высших учебных заведений. — М.: Интермет Инжиринг, 2006.

6. Миллер Б. М., Панков А. Р. Теория случайных процессов в примерах и задачах. — М.: Физматлит, 2002.

7. Методические указания по расчету регулируемых тарифов и цен на электрическую (тепловую) энергию на розничном (потребительском) рынке (Приказ Федеральной службы по тарифам от 6 августа 2004 года № 20-э/2). — Российская газета, 2004, № 3619.

8. Постановление Правительства РФ от 31 августа 2006 года № 530 "Правила функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики". — Российская газета. 2006. № 4160.

9. Паниковская Т. Ю., Шабалин С. А. Выравнивание индивидуальных графиков нагрузки потребителей как средство повышения энергоэффективности. — В кн.: Сб. докладов 1-го научно-практического семинара с международным участием ЭКСИЭ-1 "Эффективное и качественное снабжение и использование электроэнергии". Екатеринбург, 2011, 11 — 13 мая.