А.С. БЕРДИН О.Д. МОЛЧАН Н.Г. ШУБИН Территориальная Торговая Площадка электроэнергией и smart grid

Что такое Smart grid? СШАЕвропаИЭС ААС способность к самовосстановлению после сбоев в подаче электроэнергии; возможность активного участия в работе сети потребителей; устойчивость сети к физическому и кибернетическому вмешательству злоумышленников; обеспечение требуемого качества передаваемой электроэнергии; обеспечение синхронной работы источников генерации и узлов хранения электроэнергии; появление новых высокотехнологичных продуктов и рынков; повышение эффективности работы энергосистемы в целом. tmhttp:// tm (интернет-ресурс). Гибкость. Сеть должна подстраиваться под нужды потребителей электроэнергии. Доступность. Сеть должна быть доступна для новых пользователей, причём в качестве новых подключений к глобальной сети могут выступать пользовательские генерирующие источники, в том числе ВЭИ с нулевым или пониженным выбросом CO2. Надёжность. Сеть должна гарантировать защищённость и качество поставки электроэнергии в соответствии с требованиями цифрового века. Экономичность. Наибольшую ценность должны представлять инновационные технологии в построении Smart Grid совместно с эффективным управлением и регулированием функционирования сети. European SmartGrids Technology Platform. Vision and Strategy for Europes Electricity Networks of the Future. – Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, насыщенность сети активными элементами, позволяющими изменять топологические параметры сети; большое количество датчиков, измеряющих текущие режимные параметры для оценки состояния сети в различных режимах работы энергосистемы; система сбора и обработки данных (программно-аппаратные комплексы), а также средства управления активными элементами сети и электроустановками потребителей; наличие необходимых исполнительных органов и механизмов, позволяющих в режиме реального времени изменять топологические параметры сети, а также взаимодействовать со смежными энергетическими объектами; средства автоматической оценки текущей ситуации и построения прогнозов работы сети; высокое быстродействие управляющей системы и информационного обмена. Дорофеев В.В., Макаров А.А. Активно- адаптивная сеть – новое качество ЕЭС России // Энергоэксперт, 2009, 4 (15).

Что такое Smart grid? Это условное наименование множества технологий, которые позволяют эффективно отвечать на актуальные вызовы текущего времени 2. Проблемы – вызовы современной энергетики: интеграция ВИЭ генерации, распределенной потребительской генерации, изменчивые в течение суток цены на электроэнергию угроза частичного ухода потребителей из централизованных энергосистем в автономные локальные системы (гряды) 3. Сегодня Smart Grid для потребителей - это возможность снижения денежных и временных затрат на присоединение к энергосистеме, на покупку электроэнергии на рынках, кроме того, - это возможность интеграции в энергосистему ВИЭ- и распределенной потребительской генерации

Проблемы и источники эффективности Не в полной мере используется возможность оптимизации суточного профиля электропотребления 2. Потребители не вовлечены в сферу оказания платных системных услуг 3. Отсутствуют механизмы, снижающие отклонения объемов фактических поставок электроэнергии с рынков от их плановых значений 4. Цены на РСВ и БР определяются исключительно генерирующими компаниями

Снижение стоимости суточной покупки Потребители не в полной мере используют возможность оптимизации суточного профиля электропотребления 2. Потребители не вовлечены в сферу оказания системных услуг, а могли бы… 3. Отсутствуют механизмы, снижающие отклонения объемов фактических поставок электроэнергии с рынков от их плановых значений 4. Цены на РСВ и БР определяются исключительно генерирующими компаниями

Графики рыночных цен Анализ индексов РСВ свидетельствует о стабильном характере узловых цен на ЭЭ в 1-ой ценовой зоне, что дает основание для устойчивого прогнозирования. Узловые цены в конкретных ГТП ведут себя подобным же образом. Максимальные цены – в понедельник-вторник

Графики рыночных цен При наличии технологии можно гибко смещать начало рабочей недели и часы максимального суточного электропотребления

Оптимизация профиля электропотребления Наличие технологии управления спросом и предложением (ТУСП) на стороне потребителя, использующего в качестве основного инструмента регулирования источник распределенной генерации (потребительская генерация, малая генерация сетевых предприятий и независимые источники генерации) и/или аккумуляторную батарею большой мощности (АББМ), может обеспечить эффект от оптимизации суточного профиля электропотребления до 4-6%. Современные АББМ мощностью до 3 МВт способны также автоматически обеспечивать: а) режим ограничения тока или мощности б) «превышение» присоединенного электропотребления в) интеграцию ВИЭ и распределенной генерации

Цена изменения профиля потребления Если имеется возможность увеличить нагрузку в часы низких рыночных цен на 1МВт и, наоборот, снизить её в часы высоких цен на 1МВт, то эффект годовой от этого действия составит более 1 млн. рублей

Об участии в сфере системных услуг Не в полной мере используется возможность оптимизации суточного профиля электропотребления 2. Потребители не вовлечены в сферу оказания системных услуг, а могли бы… 3. Отсутствуют механизмы, снижающие отклонения объемов фактических поставок электроэнергии с рынков от их плановых значений 4. Цены на РСВ и БР определяются исключительно генерирующими компаниями

Потенциальные рынки системных услуг Нормированное регулирование частоты 2. Управление потреблением по инициативе диспетчера энергосистемы 3. Управление потреблением средствами автоматического противоаварийного управления 4. Управление уровнем напряжения и потоками реактивной мощности в точках присоединения потребителя

Нормированное регулирование частоты Традиционно услуга оказывается электростанциями. Тариф на услугу – приблизительно 60 рублей за 1МВт за 1 час 2. Крупная электростанция получает за оказание данной услуги 100 – 120 млн. рублей в год 3. При объеме оказания услуги в 1 МВт ее стоимость составит 0,5 млн. рублей в год, что для небольшого предприятия, например, присоединенной мощностью 3 МВт составит порядка 5% от годовой покупки электроэнергии

Системные услуги «для себя» Регулирование уровня напряжения 2. Стабилизация напряжения и динамическая компенсация реактивной мощности

Снижение «штрафов» за отклонения Потребители не в полной мере используют возможность оптимизации суточного профиля электропотребления 2. Потребители не вовлечены в сферу оказания системных услуг, а могли бы… 3. Отсутствуют механизмы, снижающие отклонения объемов фактических поставок электроэнергии с рынков от их плановых значений 4. Цены на РСВ и БР определяются исключительно генерирующими компаниями

Цены за отклонения на БР Час Цены (руб. / тыс.кВт ч) P узлI БРP БР+%P БР-%P узлI БРP БР+%P БР-% Рабочий день Выходной день 0973,661837,32016,3%0,0%1 026,809851,46020,6%0,0% 1878,576753,07016,7%0,0%1 020,104780,24030,7%0,0% 2855,972754,09013,5%0,0%974,246777,80025,3%0,0% 3831,576727,64014,3%0,0%969,626771,06025,8%0,0% 4792,762734,1908,0%0,0%840,331757,77010,9%0,0% 5768,792838,6500,0%-8,3%839,698837,5500,3%0,0% 6835,834945,2300,0%-11,6%988,963868,26013,9%0,0% , ,8900,0%-12,5%1 029,792943,1909,2%0,0% , ,0100,0%-9,0%1 140,335992,62014,9%0,0% , ,2400,0%-5,7%1 264, ,64025,9%0,0% , ,1100,0%-2,6%1 280, ,92018,3%0,0% , ,7100,0%-0,7%1 297, ,06023,4%0,0% , ,1900,0%-5,0%1 330, ,20016,5%0,0% , ,0700,0%-3,0%1 323, ,62013,4%0,0% , ,0200,4%0,0%1 325, ,9209,3%0,0% , ,0607,6%0,0%1 306, ,67015,9%0,0% ,202930,59015,6%0,0%1 276, ,99012,3%0,0% ,954936,12012,9%0,0%1 185, ,92015,7%0,0% ,593886,65017,7%0,0%1 210, ,29015,8%0,0% ,949879,49017,8%0,0%1 193, ,34016,0%0,0% ,488912,77013,1%0,0%1 087,317968,33012,3%0,0% ,912908,29016,3%0,0%1 141,037987,35015,6%0,0% 22995,156829,65019,9%0,0%1 113,955919,54021,1%0,0% 23875,384827,7805,8%0,0%1 032,360873,96018,1%0,0% В среднем цены на балансирование по инициативе участника рынка выше на 10-15% цен РСВ и БР

О возможности снижения цены на ОРЭМ Не в полной мере используется возможность оптимизации суточного профиля электропотребления 2. Потребители не вовлечены в сферу оказания системных услуг, а могли бы… 3. Отсутствуют механизмы, снижающие отклонения объемов фактических поставок электроэнергии с рынков от их плановых значений 4. Цены на РСВ и БР определяются исключительно генерирующими компаниями

Активные и пассивные ценовые заявки W Цена рынка Пассивные ценовые заявки W Ц2 Ц1 Э Активная ценовая заявка Пассивная ценовая заявка Подача активной – эластичной ценовой заявки может привести к снижению цены рынка. Покупка уменьшенного объема ЭЭ на РСВ по сниженной цене Ц1 (1000 р/МВтч) и последующая покупка недостающей ЭЭ на БР по цене БР (цбр 1,1 Ц2) выгоднее, чем покупка всего объема ЭЭ на РСВ по цене Ц2 (1100 р/МВтч). (80000 – 2500)* *1200 = 80,3 Млн. рублей и 80000*1100=88,0 Млн. рублей ЦБР Ц2 Ц1 Снижение цены рынка на 9%

Потребители при наличии технологии могут влиять на цены РСВ, подавая активные или эластичные ценовые заявки

Потенциал повышения эффективности Вид эффекта Величина эффекта 1Влияние потребителей электроэнергии на результирующую цену рынка электроэнергии 9% 2Снижение результирующей стоимости приобретаемой электроэнергии за счет оказания системных услуг 6% 3Снижение стоимости покупки электроэнергии за счет оптимизации суточного профиля электропотребления 6% 4Снижение стоимости покупки электроэнергии за счет снижения уровня непроизводительного электропотребления 4% Сумма эффектов 25% Результирующий эффект 10%

Резюме Для извлечения эффекта нужна организующая сила - территориальная торговая площадка (ТТП) рынка электроэнергии с функциями: Прогнозирование профилей потребления электроэнергии и мощности на предприятиях электропотребления в регионе; в ценовой зоне РСВ цен РСВ: в ценовой зоне, в ГТП участника рынка Управление спросом/предложением на электроэнергию Заключение и обслуживание (контроль исполнения, учет и биллинг) прямых договоров на поставку электроэнергии для участников оптового и розничного рынка

Технология управления спросом/предложением 1. ТУСП на электроэнергию и мощность – современные технологии, относящиеся к классу SMART GRID (DR, VPP) строятся по иерархическому принципу 2. Верхний уровень – на стороне энергосистемы – это есть часть нашей ТТП 3. Нижний уровень – на стороне потребителя – внутренние технологии предприятий (потребителей и источников)

Задачи ТУСП на стороне энергосистемы 1. Оснащение всех участников ТТП общеполезной информацией (прогнозы) 2. Агрегирование и обслуживание заявок потребителей и владельцев распределенной генерации по их участию в рынках электроэнергии и системных услуг, подача агрегированных заявок системному оператору 3. Формирование картины долго- и среднесрочного спроса и предложения на территории, передача информации сетевым компаниям и системному оператору 4.Информационная, аналитическая, бухгалтерская и юридическая поддержка операций по оперативному заключению и сопровождению прямых договоров на куплю- продажу электроэнергии

Задачи ТУСП на стороне потребителей 1. Обмен информацией с ТУСП на стороне энергосистемы 2. Оптимальное управление суточным профилем распределенной генерацией и электропотребления 3. Формирование заявок потребителей и владельцев распределенной генерации по их участию в рынках электроэнергии и системных услуг 4. Автоматическое регулирование параметров режима на подстанциях и в электроустановках потребителя в рамках заключенных договоров на куплю-продажу электроэнергии и оказание системных услуг

Спасибо за внимание!