Функции региональных сетевых компаний при интеграции локальных энергосистем

Page 1
background image

Page 2
background image

48

Функции региональных сетевых 
компаний при интеграции 
локальных энергосистем

УДК 621.311:621.316.7

Бык

 

Ф

.

Л

.,

к.т.н., доцент кафедры 

Автоматизированных 

электроэнергетических 

систем НГТУ 

Васильев

 

В

.

Г

.,

начальник отдела 

инноваций и энерго-

эффективности 

Департамента 

развития и инноваций 

АО «Россети Тюмень»

Карпухин

 

В

.

А

.,

начальник Департамента 

развития и инноваций 

АО «Россети Тюмень» 

Мышкина

 

Л

.

С

.,

к.т.н., старший 

преподаватель кафедры 

Автоматизированных 

электроэнергетических 

систем НГТУ

В

 

работе

 

показано

 

влияние

 

локальных

 

энергосистем

 

на

 

расширение

 

выполняемых

 

сетевыми

 

организациями

 

функций

Особое

 

внимание

 

уделено

 

взаиморезервированию

мультиагентному

 

регулированию

функциям

 

управления

 

спросом

 

на

 

электрическую

 

энергию

 

и

 

объединения

 

локальных

 

энергосистем

 

сетями

 

сетевых

 

организаций

.

Ключевые

 

слова

:

малая генерация, распреде-

лительная сеть, локальная 

энергосистема, региональ-

ная сетевая компания, 

надежность и качество 

электроснабжения, агре-

гатор управления спросом 

на электрическую энергию, 

эффективность

П

овышение  безопасности,  на дежности,  качества,  доступности 

и эко логичности энергоснабжения позволят обеспечить высокую 

конкурентоспособность  оте чест венной  энергетики  и,  следова-

тельно,  ее  эффективность.  На  это  направлены  новый  энерге-

тический переход и цифровая трансформация, где важную роль играют 

крупные электросетевые организации — дочерние электросетевые ком-

пании  ПАО  «Россети»  (далее  —  РСК).  Эти  компании  являются  основой 

региональных систем электроснабжения и играют важную роль при раз-

работке  и  актуализации  «Схем  и  программ  развития  электроэнергетики 

субъектов Российской Федерации».

Электросетевая  организация  —  коммерческая  организация,  оказыва-

ющая услуги по передаче электрической энергии с использованием объ-

ектов электросетевого хозяйства, не относящихся к единой национальной 

(общероссийской) электрической сети. Иными словами, РСК обеспечивает 

передачу и распределение электрической энергии в региональной систе-

ме электроснабжения. При этом в [1] отражается, что компании нацелены 

на оказание услуг по доступной цене при выполнении следующих функций, 

связанных с электроснабжением конечных потребителей:

•  передача и распределение электрической энергии;

•  поддержание структурного и функ ционального резервирования;

•  технологическое присоединение новых потребителей.

Данные функции выполняются РСК с момента создания сетевых компа-

ний. В сегодняшней энергетике России актуальность и необходимость от-

меченных функций не изменилась. Но в силу развития отрасли, изменений 

в законодательстве, появления новых требований, смены регионального 

топливного ландшафта и других факторов появились новые для РСК функ-

ции, реализация которых сопровождается извлечением новых эффектов 

как для сетевых организаций, так и для других субъектов энергетики.

Наибольшее влияние на расширение функций сетевых организаций се-

годня  оказывают  появляющиеся  локальные  энергосистемы  на  базе  рас-

пределенной  генерации,  использующей  невозобновляемые  (традицион-

ная) и возобновляемые (альтернативная) энергоресурсы.

В связи с этим становятся актуальными задачи: выявления и структу-

ризации новых функций и эффектов, связанных с интеграцией локальной 

и региональной энергосистем; разработки моделей оценки технико-эконо-

мических эффектов интеграции.

Целью работы является выявление новых функций для территориальных 

сетевых организаций и анализ их влияния на эффективность электроснабже-

ния.

ФАКТОРЫ

ПОРОЖДАЮЩИЕ

 

НОВЫЕ

 

ФУНКЦИИ

1. 

Локальные

 

энергосистемы

Существующие  противоречия,  имеющиеся  в  централизованной  системе 

электроснабжения  России,  во  многом  снижают  ее  эффективность.  По-

этому  появляются  локальные  энергосистемы,  обеспечивающие  энерго-

ЭНЕРГО-

ЭФФЕКТИВНОСТЬ


Page 3
background image

49

снабжение собственных потребителей. К основным 

факторам, обуславливающим этот процесс, можно 

отнести следующие:

•  технико-экономическая  нецелесооб разность  цен-

трализованного  энерго снабжения  в  изолирован-

ных  энергосистемах  и  имеющаяся  возможность 

эффективного использования местного либо при-

возного топлива;

•  высокий  темп  роста  стоимос ти  электрической 

энергии и невозможность ее прогнозирования;

•  появление  новых  видов  топлива  как  попутного 

продукта производства, утилизация которого не-

обходима по экологическим и иным требованиям 

(попутный газ, твердые бытовые и промышлен-

ные отходы и проч.), технологий использования 

возобновляемых источников энергии, в совокуп-

ности с реализацией стратегии тотальной гази-

фикации страны;

•  изменение  состава  и  структуры  потребителей, 

что в сочетании с отсутствием стимулов привле-

чения инвестиций в развитие региональных элек-

трических сетей привело к снижению надежности 

электроснабжения, плата за повышение которой 

перекладывается на потребителей.

Вышеуказанные причины вынудили потребителей 

искать пути снижения зависимости от региональных 

систем электроснабжения. Сегодня около 10% уста-

новленной мощности электростанций России прихо-

дится на распределенную генерацию малой мощно-

сти с установленной мощностью энергоисточника до 

25 МВт и генераторным напряжением 10 кВ.

Тенденция по появлению локальных систем энер-

госнабжения  усиливается  и  государственной  поли-

тикой в области энергосбережения и энергоэффек-

тивности.  Согласно  [3],  реконструкция  имеющихся 

средних и крупных котельных должна осуществлять-

ся с обязательной установкой когенерационного обо-

рудования. Следовательно, котельная превращается 

в мини-ТЭЦ и, помимо теплоснабжения своей зоны, 

будет обеспечивать и электроснабжение потребите-

лей с повышением энергоэффективности производ-

ства тепловой и электрической энергии в регионе.

Существующая  централизованная  система  элек-

троснабжения в современных условиях утратила без-

альтернативность, у потребителя появляется выбор: 

присоединение к региональной системе электроснаб-

жения, использование систем собственного электро-

снабжения либо присоединение к локальным энерго-

системам.

В большинстве случаев локальные энергосисте-

мы  работают  в  условиях  самобаланса  и  имеют  из-

быточные  (резервные)  мощности,  что  следует  из 

причин их появления [4]. В соответствии с генезисом 

развития энергосистемы России (рисунок 1), начав-

шимся с плана ГОЭЛРО, принятого в 1920 году [5], 

можно  предположить,  что  сегодняшнее  развитие 

электроэнергетики России находится на новом витке 

«спирали развития».

Рис

. 1. 

Генезис

 

развития

 

энергетики

 

России

Локальная энергосистема

на основе блок-станций 

и распределительных сетей 

до 10 кВ

Районная энергосистема

на основе интеграции ГРЭС, 

ГЭС, локальных энергосистем 

с сетями до 35 кВ

Региональная энергосистема

на основе интеграции районных 

энергосистем с сетями до 110 кВ

Объединенная энергосистема

на основе интеграции региональных 

энергосистем с сетями 220–330 кВ

Единая энергосистема страны

на основе интеграции 

объединенных энергосистем

с сетями 500–750 кВ

кальная энер

на основе блок-ста

распределительных се

до 10 кВ

 2 (59) 2020


Page 4
background image

50

Очевидным следующим шагом будет интеграция 

локальных  и  региональных  систем  электроснабже-

ния. В ряде регионов России уже существуют пилот-

ные проекты по интеграции. К примеру, интеграция 

локальной  энергосистемы,  обеспечивающей  элек-

тро- и теплоснабжение жилого массива «Березовое» 

в г. Новосибирске.

В целом, энергосистемы на базе распределенной 

генерации для потребителя — это решение множе-

ства проблем: начиная от необходимости надежного 

электроснабжения  для  обеспечения  безопасности 

технологических  процессов  при  производстве  и  за-

канчивая  выполнением  экологических  требований 

и  снижением  доли  затрат  на  электрическую  энер-

гию в себестоимости продукции. Последняя задача 

наиболее актуальна сегодня для малого и среднего 

бизнеса, где затраты на энергоснабжение делают их 

продукцию неконкурентоспособной в силу непосиль-

ного перекрестного субсидирования в электроэнер-

гетике [2].

2. 

Агрегатор

 

управления

 

спросом

 

на

 

электрическую

 

энергию

В  силу  недостаточности  управляемого  ресур-

са и необходимости управления спросом на элек-

трическую  энергию  в  2019  году  в  России  появил-

ся  новый  субъект  электроэнергетики  —  агрегатор 

управления  спросом  на  электрическую  энергию 

в  ЕЭС  [6].  Агрегаторы  управления  спросом  —  это 

организации,  которые  выявляют  и  координируют 

способность группы конечных потребителей управ-

лять  своей  нагрузкой  и  конвертируют  ее  в  това-

ры  и  услуги  на  рынках  электроэнергии,  мощности 

и  системных  услуг.  По  существу,  они  принимают 

активное  участие  в  поддержании  баланса  произ-

водства и потребления электроэнергии. Основные 

цели  управления  спросом  на  электроэнергию  — 

уменьшение пиковой нагрузки в энергосистеме, что 

должно  сопровождаться  снижением  цен  на  рынке 

электроэнергии  и  предотвращением  избыточно-

го  капиталоемкого  строительства  электростанций 

и электрических сетей.

Проведенные  натурные  эксперименты  по  ско-

ординированному  управлению  снижением  потре-

бления  электроэнергии,  осуществлявшиеся  в  трех 

субъектах Российской Федерации с участием девяти 

потребителей розничного рынка, продемонстрирова-

ли свою эффективность [7]. 

Данный  субъект  является  аналогом  функциони-

рующего  за  рубежом  Demand  response  [8],  где  за 

последнее  десятилетие  управление  спросом  стало 

полноценным  инструментом  обеспечения  баланса 

спроса  и  предложения  в  энергосистемах.  В  насто-

ящее  время  в  Европе  задействовано  около  20  ГВт 

управляемого  спроса,  при  этом  Еврокомиссия  оце-

нивает  текущий  потенциал  в  160  ГВт  к  2030  году. 

Использование этого ресурса в энергосистеме США 

позволяет избежать инвестиций в размере 270 млрд 

долларов США (в ценах 2016 года) в развитие энер-

гетической инфраструктуры [8].

В России по предварительным оценкам потенци-

ал  управления  спросом  может  составить  6–10  ГВт 

для  первой  ценовой  зоны  и  2–3  ГВт  —  для  второй 

ценовой зоны, что суммарно составит до 13 ГВт.

Агрегатор  заключает  с  субъектами  розничного 

рынка  договоры  оказания  услуг  по  изменению  на-

грузки их оборудования на заданную величину опре-

деленное  договором  количество  раз  по  выдавае-

мому заранее уведомлению. Агрегатор получает на 

оптовом  рынке  электроэнергии  и  мощности  оплату 

за снижение потребления электроэнергии. Субъект, 

в свою очередь, оказывает агрегатору услуги по из-

менению нагрузки и получает от него оплату.

Проект агрегаторов управления спросом рознич-

ных потребителей в полной мере соответствует гло-

бальной  тенденции  цифровизации  отрасли  и  пере-

ходу к более сложной интеллектуальной энергетике.

В соответствии с постановлением [6], войти в чис-

ло  агрегаторов  смогут  любые  субъекты  электро-

энергетики или потребители электрической энергии, 

заключившие  соответствующий  договор.  Важным 

моментом  является  то,  что  в  качестве  регулиро-

вочного  ресурса  агрегатором  могут  использоваться 

мощности  распределенной  генерации  локальных 

энергосистем  и  систем  накопления  электрической 

энергии.  Интеграция  локальной  энергосистемы  по-

зволяет  ей  приобрести  статус  субъекта  розничного 

рынка, работающего в режиме просьюмера, то есть 

производителя-потребителя электрической энергии. 

Такое положение дел в еще большей мере актуали-

зирует начавшиеся процессы интеграции локальных 

энергосистем с региональными.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ

 

СЕТЕВОЙ

 

ОРГАНИЗАЦИЕЙ

 

ФУНКЦИИ

Изменения,  связанные  с  появлением  локальных 

энергосистем и их интеграцией, позволяют террито-

риальным  сетевым  организациям  значительно  рас-

ширить выполняемые функции, в том числе и функ-

ции энергоснабжающией организации. В настоящее 

время,  согласно  [19],  в  определенных  случаях  до-

пускается  наделять  территориальные  сетевые  ор-

ганизации  выполнением  функций  гарантирующего 

поставщика,  но  на  срок  не  более  одного  года.  При 

внесении  изменений  в  действующие  нормативно-

правовые акты сроки выполнения ТСО энергосбыто-

вых функций могут быть расширены. Как известно, 

работа в этом направлении ведется и такие преце-

денты имеются.

Появление у сетевых организаций систем накоп-

ления  электрической  энергии  и  присоединенных 

избыточных  локальных  энергосистем  (что  вполне 

вероятно  в  обозримой  перспективе)  позволит  ТСО 

выполнять функции агрегатора управления спросом.

Субъектом энергетики, получающим наибольшее 

количество (в том числе «скрытых») эффектов от вы-

полнения функции агрегатора управления спросом, 

являются именно сетевые организации. Выполнение 

функции  агрегатора  открывает  возможность  сете-

вым  организациям  формировать  обобщенный  ре-

гулировочный ресурс и, в конечном итоге, получить 

значительный эффект за счет участия на розничном 

и  оптовом  рынке  электрической  энергии.  При  этом 

наиболее  эффективным  ресурсом  для  управления 

ЭНЕРГО-

ЭФФЕКТИВНОСТЬ


Page 5
background image

51

спросом на электрическую энергию являются имен-

но  генерирующие  мощности  локальных  энергосис-

тем, присоединенных к сетям сетевой организации.

РСК,  как  никто  другой,  владеют  информацией, 

на  каких  ПС  110/10  кВ  имеется  пиковый  характер 

нагрузки,  и  могут  определять  места,  где  наиболее 

целесообразно  наличие  ресурса  для  управления 

спросом и снижения пиковой загрузки. Именно РСК 

способны указать, где для них эффективно появле-

ние малой генерации как основного энергоисточни-

ка  для  электроснабжения  потребителей  электриче-

ской  энергии  локальной  энергосистемы.  РСК  могут 

определять, в каких местах сети целесообразно по-

явление  и  присоединение  локальных  энергосистем 

с  позиций  своих  интересов,  прежде  всего  для  вы-

равнивания  загрузки  сети  и  управления  надежно-

стью и качеством. Снижение максимальных нагрузок 

в центрах питания, повышение коэффициентов не-

равномерности  и  заполнения  (плотности)  графика 

нагрузки,  присоединенной  к  центру  питания,  позво-

ляют  ожидать  повышения  долговечности  сетевого 

оборудования.  Поэтому,  как  агрегатор  управления 

спросом, РСК может стимулировать появление рас-

пределенной генерации в зоне действия «красных» 

ПС  110/10  кВ,  что  позволит  значительно  повысить 

техническую и экономическую эффективность функ-

ционирования сетей.

Важно отметить, что в качестве ресурса для агре-

гатора  наиболее  целесообразно  рассматривать  из-

быточные  по  мощности  локальные  энергосистемы. 

К  ним  относятся  локальные  энергосистемы,  спо-

собные работать в островном режиме на принципах 

самобаланса, что предполагает наличие резервных 

генерирующих мощностей для обеспечения требуе-

мого уровня надежности электроснабжения.

Создание  агрегатора  на  базе  сетевой  организа-

ции позволит решить ряд задач, указанных в концеп-

ции  цифровой  трансформации  ПАО  «Россети»  [9], 

связанных с улучшением характеристик надежности 

электроснабжения  потребителей,  повышением  эф-

фективности  компании,  повышением  доступности 

электросетевой инфраструктуры и диверсификации 

бизнеса компании за счет дополнительных сервисов.

Пилотный  отбор  агрегаторов  проводится  еже-

квартально, начиная с 3 квартала 2019 года: с июля 

по сентябрь. По результатам первого отбора догово-

ры на оказание услуг по управлению спросом были 

заключены с 22 участниками. Две сетевые компании 

уже взяли на себя функцию агрегаторов управления 

спросом:  ПАО  «МРСК  Северного  Кавказа»  и  ПАО 

«МРСК  Юга».  Результаты  работы  агрегаторов  на-

грузки  сегодня  количественно  выражаются  в  сни-

жении  цены  на  электроэнергию  на  рынке  на  сутки 

вперед:  первое  срабатывание  данного  механизма 

снизило цену на 4,7% [17, 18], что свидетельствует 

об  эффективности  управления  спросом  с  позиции 

потребителя и системы в целом.

В  Калининградской  области  создан  главный 

Центр  управления  сетями  и  малой  генерацией,  яв-

ляющийся  основным  элементом  цифровой  сети 

с единой автоматизированной информационной сис-

те мой  оперативно-технологического  управления, 

позволяющей  дистанционно  управлять,  наблюдать 

и автоматически анализировать текущее состояние 

всех обслуживаемых элементов энергосистемы. Это 

подтверждает гипотезы об эффективности выполне-

ния РСК функций агрегатора управления спросом на 

электрическую энергию и значимости этого механиз-

ма для реализации процесса цифровизации сети.

Получаемые при выполнении РСК функции агре-

гатора  эффекты  (в  частности,  за  счет  привлечения 

в  качестве  регулировочного  ресурса  мощности  ло-

кальных  энергосистем)  значительно  повышают  эф-

фективность сети и оборачиваются сокращением за-

трат и дополнительным доходом.

Для  достижения  максимальной  эффективности 

интеграции  локальных  энергосистем  у  территори-

альных  сетевых  организаций  может  появиться  до-

полнительная  функция  объединения  локальных 

энергосистем, направленная на повышение эффек-

тивности и извлечение новых системных эффектов, 

обеспечивающих  развитие  региональной  электро-

энергетики. По существу, речь идет о появлении ре-

гиональных энергосистем.

Известно, что присоединение локальной энерго-

системы на базе распределенной генерации сопро-

вождается повышением качества электроснабжения 

за счет реализации принципов мультиагентного ре-

гулирования [10]. Поддержание уровня напряжения 

в  узлах  повышает  устойчивость  работы  двигатель-

ной нагрузки как в нормальных режимах, так и при 

дальних  коротких  замыканиях  на  высоких  классах 

напряжения.

За  счет  регулировочных  возможностей  АРВ  ге-

нераторов  можно  оптимизировать  потери  активной 

мощности в сетях, к которым присоединена локаль-

ная энергосистема, и извлекать эффекты энергосбе-

режения.

Интеграция  локальных  энергосистем  в  общем 

случае связана и с повышением надежности электро-

снабжения  как  потребителей  локальной  энергосис-

темы, так и потребителей, присоединенных к сетям 

территориальной  сетевой  организации.  Основной 

эффект  состоит  в  появлении  функции  взаиморе-

зервирования.  В  [13]  показано,  что  при  интеграции 

самобалансирующейся либо избыточной локальной 

энергосистемы  электроснабжение  потребителей 

фактически становится двухсторонним, обеспечива-

ется снижение частоты и времени отключения элек-

троснабжения потребителей.

ОСОБЕННОСТИ

 

ИНТЕГРАЦИИ

 

ЛОКАЛЬНЫХ

 

ЭНЕРГОСИСТЕМ

В соответствии с определенными функциями можно 

выделить три основных сечения сетей при интегра-

ции локальной энергосистемы (рисунок 2):

1)  используется  для  учета  энергии,  отпускаемой 

энергоисточником,  и  его  отделения  по  техноло-

гическим условиям от локальной энергосистемы, 

после  чего  электроснабжение  потребителей  ло-

кальной энергосистемы осуществляется из внеш-

ней сети;

2)  используется  для  учета  выдаваемой/потребляе-

мой энергии локальной энергосистемой как субъ-

 2 (59) 2020


Page 6
background image

52

ектом розничного рынка и для отделения локаль-

ной энергосистемы в островной режим;

3)  используется  для  учета  выполнения  требований 

агрегатора управления спросом по предоставле-

нию локальной энергосистемой регулировочного 

ресурса.

Технические  условия  присоединения  локальной 

энергосистемы отличаются от условий присоедине-

ния распределенной генерации, в соответствии с ко-

торыми  разрабатывается  схема  выдачи  мощности 

станций. Поэтому присоединение локальных энерго-

систем предполагает наличие соответствующей ав-

томатики, выполняющей ряд функций, в том числе:

•  регулирование напряжения в режиме параллель-

ной работы;

•  предотвращение  и  ликвидация  нарушений  ре-

жимных  ограничений  по  загрузке  сетевого  обо-

рудования на центре питания при отказах транс-

форматоров на подстанции 110/10 кВ и питающих 

его линий 110 кВ.

Для осуществления интеграции предложены сле-

дующие  идея  и  способ:  опережающее  сбалансиро-

ванное  деление  системы  по  априори  фиксирован-

ным  сечениям  сети  при  нарушениях  нормального 

режима с переходом в островной режим с последую-

щим автоматическим восстановлением синхронизма 

и  нормального  режима  с  требуемой  загрузкой  обо-

рудования [11]. 

Предлагаемый  способ  параллельной  работы 

с  опережающим  сбалансированным  делением  сис-

темы  направлен  на  ограничение  токов  КЗ,  токов 

замыкания  на  землю,  предотвращение  нарушений 

устойчивости  параллельной  работы  с  возникнове-

нием  асинхронных  режимов,  исключение  ударных 

моментов на валах синхронных машин, исключение 

необходимости  согласования  защит  внешней  сети 

с защитами и автоматикой присоединяемой сети со 

станцией [11, 12].

Именно применение подобного рода автоматики 

для  интеграции  локальных  и  региональных  энерго-

сис тем  позволит  в  полной  мере  реализовать  кон-

троль и управление по всем интересующим сечени-

ям для выполнения новых функций территориальной 

сетевой организацией.

ЭФФЕКТЫ

 

ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

 

И

 

ВЗАИМОРЕЗЕРВИРОВАНИЯ

На примере участка распределительной сети и при-

соединенной к нему локальной энергосистемы был 

осуществлен  анализ  эффективности  выполнения 

новых функций сетевой организацией. Нагрузка ло-

кальной  энергосистемы  —  преимущественно  быто-

вое потребление (70%) с незначительным объемом 

непроизводственных  предприятий,  связанных  со 

сферой услуг (30%), максимальная нагрузка состав-

ляет 3 МВт. Генерирующие мощности представлены 

тремя генераторами по 2 МВт.

На основе сделанных ранее авторами предложе-

ний  по  оценке  эффекта  от  взаиморезервирования 

при  присоединении  локальных  энергосистем  [14], 

согласно  действующему  порядку  стимулирования 

повышения  надежности  [15],  определены  значения 

показателей  функциональной  надежности  сети  (ин-

дикативных  показателей  надежности  электроснаб-

жения районов) до интеграции и после (таблица 1). 

Очевидно кратное улучшение показателей надежно-

сти электроснабжения потребителей.

Для РСК повышение надежности электроснабже-

ния — эффект, механизм монетизации которого из-

вестен и применяется в России. Согласно [16], при 

достижении  фактических  показателей  надежности 

и  качества  с  улучшением  на  25–30%  относительно 

утвержденного плана возможно применение коррек-

тировки необходимой валовой выручки на величину 

до 2%.

Этот  же  механизм  монетизации  позволяет  из-

влечь экономический эффект и от повышения каче-

ства  электроснабжения  при  реализации  принципов 

мультиагентного  регулирования.  Расчеты  электри-

ческих  режимов  показывают  уменьшение  средне -

квадратичного  отклонения  (СКО)  напряжения  в  уз-

лах сети 10 кВ как эффект от мультиагентного регу-

лирования  за  счет  привлечения  АРВ  агрегатов  при 

ЭНЕРГО-

ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Рис

. 2. 

Управляемые

 

и

 

контролируемые

 

сечения

 

при

 

интеграции

Сечение 3

РУ 1 внешней сети

РП

КЛ-1

Г1

Г2

Г3

Г4

Д4

Д3

Д2

Д1

КЛ-2

РУ 2 внешней сети

Сечение 2

Сечение 1

Табл. 1. Значения

индикативных показателей надежности

Район

Показа-

тель

До

интеграции

После

интеграции*

Локальные 

энерго системы

SAIDI

0,836

0,668

SAIFI

0,4574

0,3387

Район сети РСК

SAIDI

0,965

0,865

SAIFI

0,5435

0,3684

*  

при

 

допущении

 

о

 

полном

 

взаиморезервировании


Page 7
background image

53

выполнении как функции взаиморезервирования, так 

и агрегатора управления спросом на электрическую 

энергию (таблица 2).

При  выполнении  сетевой  организацией  функции 

агрегатора  управления  спросом  на  электрическую 

энергию  в  ЕЭС  моделируется,  что  в  качестве  регу-

лировочного  ресурса  используется  имеющийся  при 

изолированной  работе  в  локальной  энергосистеме 

резерв  мощности.  Принято,  что  снятие  пиков  осу-

ществляется на 4 часа в сутки (рисунок 3).

Для  достижения  энергоэффективности  и  энер-

госбережения  свободные  мощности  распределен-

ной генерации локальной энергосистемы выдаются 

в энергорайон сети РСК. Это позволяет снизить по-

тери энергии в сети на 1,71 МВт·ч в сутки. Разделе-

ние генерирующих мощностей локальной энергосис-

темы по назначению отражено на рисунке 4.

Наибольшей  эффективностью  с  позиции  повы-

шения  энергоэффективности,  энергосбережения, 

качества и надежности электроснабжения является 

режим  максимальной  загрузки  генерирующего  обо-

рудования  распределенной  генерации  локальной 

энергосистемы. Поэтому указанный режим рекомен-

дуется рассматривать в качестве основного при обо-

сновании технических решений по интеграции с ре-

гиональной системой электроснабжения.

Очевидно,  что  максимизация  коэффициентов 

использования установленных мощностей сопро-

вождается значимыми для собственников распре-

деленной  генерации  экономическими  эффектами 

и не снижает уровень надежности электроснабже-

ния потребителей, входящих в локальную энерго-

систему  относительно  имеющегося  при  изолиро-

ванной работе.

Для электросетевой организации такой режим со-

провождается перераспределением потоков мощно-

сти в сети 110–35 кВ, снятием ограничений с «закры-

тых»  центров  питания  и  новыми  технологическими 

присоединениями потребителей.

Ожидаемые  экономические  эффекты  в  отрасли 

от  появления  агрегаторов  управления  спросом  на 

электрическую энергию составляют (по оценкам экс-

пертов) до 67–105 млрд рублей в год и наблюдаются 

у всех субъектов энергетики, включая потребителя.

Важным моментом процесса интеграции локаль-

ных  и  региональных  энергосистем  является  совпа-

дение интересов всех заинтересованных субъектов: 

собственников распределенной генерации, потреби-

телей как региональной, так и локальной энергосис-

тем, сетевой организации.

ВЫВОДЫ

Интеграция  локальных  энергосистем  с  региональ-

ными  —  закономерность  развития  электроэнергети-

ки  России,  совпадающая  с  мировыми  тенденциями. 

Электросетевые  организации  являются  неотъемле-

мым элементом региональной системы электроснаб-

жения, традиционно выполняющим функции передачи 

и распределения электрической энергии и мощности 

конечным потребителям. Развитие отрасли дает воз-

можность расширения функций сетевых организаций. 

С  появлением  и  присоединением  к  сетям  локаль-

ных  энергосистем  возникают  новые  функции.  К  ним 

относятся  управление  спросом  на  электрическую 

Табл. 2. Режимные показатели при максимальной нагрузке

Район

Выполняемые функции

До интеграции

Взаиморезервирование

Агрегатор спроса

Сеть РСК

Сеть локальной 

энергосистемы

Сеть РСК

Сеть локальной 

энергосистемы

Сеть РСК

Сеть локальной 

энергосистемы

СКО напряжения 

в узлах, %

1,418

4,014

1,441

0,611

1,214

1,002

Потери мощнсти 

в сети, МВт

0,142

0,054

0,139

0,062

0,122

0,116

Рис

. 3. 

График

 

покрытия

 

нагрузки

 

энергорайона

 

внеш

-

ней

 

сети

Рис

. 4. 

Цели

 

загрузки

 

генерирующих

 

мощностей

 

локаль

-

ной

 

энергосистемы

t

, час

0

8

4

12

19

1

9

16

5

13

20

2

10

17

6

14

21 22

3

11

18

7

15

23

P

, о.е

1

0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1

0

t

, час

0

8

4

12

19

1

9

16

5

13

20

2

10

17

6

14

21 22

3

11

18

7

15

23

P

, о.е

1

0,95

0,9

0,85

0,8

0,75

0,7

0,65

0,6

0,55

0,5

Покрытие нагрузки агрегатором
Покрытие нагрузки генерацией
Покрытие нагрузки из сети

Для функции агрегатора
Выдаваемая в сеть
Выдаваемая в локальную энергосистему

 2 (59) 2020


Page 8
background image

54

энергию,  взаиморезервирование,  мультиагентное 

регулирование.  Это  повышает  энергобезопасность, 

энергонезависимость,  энергоэффективность  и  энер-

госбережение,  так  как  интеграция  локальных  энер-

госистем  ведет  к  появлению  конкурентоспособной 

регио нальной  энергосистемы  на  основе  распреде-

ленной генерации. Наиболее важной новой функци-

ей для сетевых организаций в силу имеющихся обя-

зательств осуществления цифровой трансформации 

сетей является функция управления спросом, реали-

зуемая агрегатором управления спросом на электри-

ческую энергию в ЕЭС России. Сетевые организации 

смогут  усилить  свои  позиции  в  процессе  энергети-

ческого перехода, в том числе упорядочить процесс 

интеграции  существующих  локальных  энергосистем 

и  появления  новых,  определяя  в  каких  местах  сети 

это целесообразно, что может учитываться при раз-

работке  схем  и  программ  перспективного  развития 

электроэнергетики  субъектов  Российской  Федера-

ции. Очевидно, что интеграция будет сопровождать-

ся  значимыми  системными  технико-экономическими 

эффектами, в том числе в части повышения надеж-

ности и качества электроснабжения, снижения потерь 

в сетях, повышения энергоэффективности и энерго-

сбережения на фоне сокращения затрат на развитие 

сетей  высшего  и  среднего  напряжения.  Количество 

и размер извлекаемых системных эффектов будут во 

многом определяться схемно-режимными условиями, 

в которых осуществляются новые функции, и их ком-

бинациями.  

ЛИТЕРАТУРА
1.  Официальный  сайт  ПАО  «Рос-

сети».  URL:  http://www.rosseti.ru/

about/mission/.

2.  Золотова  И.Ю.,  Долматов  И.А., 

Минкова  В.С.  Перекрестное  суб-

сидирование  в  электроэнергети-

ке: эмпирический анализ // Энер-

гетическая  политика,  2017,  №  2. 

С. 51–59. 

3.  Федеральный закон от 27.07.2010 

№  190-ФЗ  (ред.  от  29.07.2018) 

«О теплоснабжении». URL: https://

base.garant.ru/12177489/.

4.  Инновационная  электроэнергети-

ка  –  21.  Под  ред.  Батенина  В.М., 

Бушуева В.В., Воропая Н.И. М.: ИЦ 

«Энергия», 2017. 584 с.

5.  Непорожный  П.С.  Принципы  пла-

на ГОЭЛРО и развитие энергетики 

//  Вопросы  истории,  1970,  №  12. 

С. 3–9.

6.  Постановление Правительства РФ

от  20.03.2019  №  287  «О  внесе-

нии  изменений  в  некоторые  акты 

Правительства  Российской  Фе-

дерации  по  вопросам  функцио-

нирования  агрегаторов  управле-

ния  спросом  на  электрическую 

энергию в Единой энергетической 

системе  России,  а  также  совер-

шенствования  механизма  ценоза-

висимого  снижения  потребления 

электрической энергии и оказания 

услуг  по  обеспечению  системной 

надежности».  URL:  https://base.

garant.ru/72205008/.

7.  Натурный  эксперимент  работы 

аг регатора.  Пресс-релиз  АО  «СО 

ЕЭС»  от  26.12.2018.  URL:  http://

www.so-cdu.ru/index.php?id=press_

release.

8.  Peak  Load  Management  Alliance 

"Demand  Response  Acronyms 

&  Glossary.  Training  Course  Re-

source",  1st  Edition  (May  2017). 

URL:  https://www.so-ups.ru/fi lead-

min/fi les/company/markets/dr/docs/

dr_agregator_concept.pdf.

9.  Концепция  Цифровая  трансфор-

мация 2030. ПАО «Россети». URL: 

http://www.rosseti.ru/investment/

Kon tseptsiya_Tsifrovaya_trans for-

ma tsiya_2030.pdf.

10. Карджаубаев Н.А., Фишов А.Г. Де-

централизованное  мультиагент-

ное  регулирование  напряжения 

в  электрических  сетях  //  Вестник 

Иркутского  государственного  тех-

нического  университета,  2018, 

№ 6. Т. 22. С. 183–195.

11. Фишов  А.Г.,  Марченко  А.И.,  Му-

катов  Б.Б.  Способ  противоава-

рийного  управления  режимом  па-

раллельной  работы  синхронных 

генераторов  в  электрических  се-

тях / Патент РФ № 2662728. 2018, 

БИ № 22.

12. Фишов А. Г. [и др.] Системная ав-

томатика  для  интеграции  локаль-

ных  систем  электроснабжения 

с  синхронной  малой  генерацией 

в электрические сети // Релейщик, 

2018, № 2. С. 24–31.

13. Мышкина Л.С. Малая генерация — 

средство  повышения  живучести 

энергосистемы  //  Известия  выс-

ших  учебных  заведений.  Пробле-

мы  энергетики,  2017,  №  19  (1–2). 

C. 23–30.

14. Бык  Ф.Л.,  Мышкина  Л.С.  Техно-

логическая  и  эксплуатационная 

надежность  системы  электро-

снабжения  //  Надежность  и  без-

опасность  энергетики,  2018,  №  3. 

Т. 11. С. 200–207.

15. Постановление Правительства РФ 

от 31.12.2009 № 1220 «Об опреде-

лении  применяемых  при  установ-

лении  долгосрочных  тарифов  по-

казателей  надежности  и  качества 

поставляемых  товаров  и  оказы-

ваемых  услуг».  URL:  https://base.

garant.ru/12172810/.

16. Приказ  ФСТ  РФ  от  26.10.2010 

№  254-э/1  «Об  утверждении  Ме-

тодических  указаний  по  расчету 

и применению понижающих (повы-

шающих)  коэффициентов,  позво-

ляющих  обеспечить  соответствие 

уровня  тарифов,  установленных 

для  организаций,  осуществляю-

щих  регулируемую  деятельность, 

уровню  надежности  и  качества 

поставляемых  товаров  и  оказы-

ваемых  услуг».  URL:  https://base.

garant.ru/199713/. 

17. Бокарев Б., Сидорович В. Первый 

отбор  участников  рынка  управле-

нию  спросом  в  России:  результа-

ты и выводы. URL: https://medium.

com/internet-of-energy/rus-demand-

response-b2621247548a.

18. Протокол  о  составе  субъектов 

электроэнергетики  и  потребите-

лей  электрической  энергии,  ока-

зывающих  услуги  по  управлению 

спросом  на  электрическую  энер-

гию в период с июля по сентябрь 

2019  года  №  4.  URL:  https://www.

so-ups.ru/fileadmin/files/company/

markets/dr/protocols/protocol_

dr_04_1_260619.pdf. 

19. Постановление 

Правительства 

РФ  от  04.05.2012  №  442  (ред.  от 

22.06.2019) «О функционировании 

розничных  рынков  электрической 

энергии, полном и (или) частичном 

ограничении режима потребления 

электрической  энергии»  (вместе 

с «Основными положениями функ-

ционирования  розничных  рынков 

электрической  энергии»,  «Прави-

лами  полного  и  (или)  частичного 

ограничения режима потребления 

электрической  энергии»).  URL: 

https://base.garant.ru/70183216/.

ЭНЕРГО-

ЭФФЕКТИВНОСТЬ


Page 9
background image

55

REFERENCES
1.  PJSC  Rosseti  offi  cial  site.  URL: 

http://www.rosseti.ru/about/mission/.

2.  Zolotova I.Yu., Dolmatov I.A., Minko-

va  V.S.  Cross-subsidy  in  power 

industry:  empirical  analysis  // 

Ener-

geticheskaya politika

 [Power policy], 

2017, no. 2, pp. 51–59. (In Russian)

3.  Federal  law  dated  27.07.2010 

no.  190-FZ  (edition  of  29.07.2018) 

“About  heat  supply”.  URL:  https://

base.garant.ru/12177489/.

4.  Innovative power industry – 21. Ed-

ited by Batenin V.M., Bushuyev V.V., 

Voropay  N.I.  Moscow,  IC  Energia, 

2017. 584 p. (In Russian)

5.  Neporozhniy  P.S.  Principles  of 

GOELRO  plan  and  power  industry 

development // Voprosy istorii [Issues 

of the history], 1970, no.12, pp. 3–9. 

(In Russian)

6.  Order of the Russian Federation Gov-

ernment  dated  20.03.2019  no.  287 

“About  amendments  to  several  acts 

of  the  Russian  Federation  Govern-

ment  about  operation  of  demand-

side-response  aggregators  in  the 

Unifi ed Energy System of Russia and 

improvement  of  the  mechanism  of 

price-responsive  energy  saving  and 

delivery  of  services  for  provision  of 

system  reliability”.  URL:  https://base.

garant.ru/72205008/. (In Russian)

7.  Full-scale  experiment  of  aggregator 

operation. Press release of SO UPS, 

JSC  dated  26.12.2018.  URL:  http://

www.so-cdu.ru/index.php?id=press_

release. (In Russian)

8.  Peak  Load  Management  Alliance 

"Demand 

Response  Acronyms 

&  Glossary.  Training  Course  Re-

source",  1st  Edition  (May  2017). 

URL:  https://www.so-ups.ru/fi lead-

min/fi les/company/markets/dr/docs/

dr_agregator_concept.pdf.

9.  Digital transformation concept 2030. 

PJSC  Rosseti.  URL:  http://www.ros-

seti.ru/investment/Kon tseptsiya_Tsi-

frovaya_trans for ma tsiya_2030.pdf.

10. Kardzhaubayev  N.A.,  Fishov  A.G. 

Decentralized  multi-agent  voltage 

regulation  in  electrical  networks  // 

Vestnik Irkutskogo gosudarstven-
nogo tekhnicheskogo universiteta

 

[News  of  Irkutsk  National  Research 

Technical  University,  2018,  no.  6, 

vol. 22, pp. 183–195. (In Russian)

11. Fishov A.G.,  Marchenko A.I.,  Muka-

tov  B.B. 

Sposob  protivoavariynogo 

upravleniya rezhimom parallel’noy 
raboty sinkhronnykh generatorov 
v elektricheskikh setyakh

  [Method 

of anti-emergency control of parallel 

operation of synchronous generators 

in electrical networks] / Patent RF no. 

2662728.  2018,  BI  no.  22.  (In  Rus-

sian)

12. Fishov  A.G.  (and  others)  System 

automation  for  integration  of  local 

power supply systems with synchro-

nous small generation into electrical 

networks  // 

Releyshchik

  [Relay  en-

gineer],  2018,  no.  2,  pp.  24–31.  (In 

Russian)

13. Myshkina  L.S.  Small  generation  is 

a means of improving the power sys-

tem survivability // 

Izvestiya vysshikh 

uchebnykh zavedeniy. Problemy en-
ergetiki

  [News  of  high  educational 

establishments.  Power  industry  is-

sues], 2017, no.19 (1–2), pp. 23–30. 

(In Russian)

14. Byk F.L., Myshkina L.S. Technological 

and operational reliability of a power 

supply system // 

Nadezhnost’ i bezo-

pasnost’ energetiki

  [Power  industry 

reliability  and  security],  2018,  no.3, 

vol.11, pp. 200–207. (In Russian)

15. Decree  of  the  Russian  Federation 

Government  dated  31.12.2009  no. 

1220  “About  determination  of  indi-

ces  of  reliability  and  quality  of  de-

livered goods and services used for 

settlement of long-term tariff s”. URL: 

https://base.garant.ru/12172810/.

16. Order  of  the  Federal  Tariff   Service 

of RF dated 26.10.2010 no. 254-э/1 

“About approval of methodical guide-

lines  on  calculation  and  application 

of step-down (step-up) factors to pro-

vide  compliance  of  tariff s  settled  for 

controlled companies to the level of 

reliability and the quality of delivered 

goods  and  services”.  URL:  https://

base.garant.ru/199713/.

17. Bokaryev  B.,  Sidorovich  V.  First  se-

lection  of  participants  of  demand-

side-response  market  in  Russia:  re-

sults  and  conclusions.  URL:  https://

medium.com/internet-of-energy/rus-

demand-response-b2621247548a.

18. Protocol on the list of power industry 

entities  and  power  consumers  that 

deliver  services  on  demand-side-re-

sponse during July-September, 2019 

no.  4.  URL:  https://www.so-ups.ru/

fi leadmin/fi les/company/markets/dr/

protocols/protocol_dr_04_1_260619.

pdf. 

19. Decree  of  the  Russian  Federa-

tion  Government  dated  04.05.2012 

no.  442  (edition  of  22.06.2019) 

“About operation of retail energy mar-

kets, full and (or) partial restriction of 

energy  consumption”  (together  with 

“Basic  provisions  of  retail  energy 

market operation”, “Rules of full and 

(or) partial restriction of energy con-

sumption”). URL: https://base.garant.

ru/70183216/.

На прав

ах рек

ламы

 2 (59) 2020


Читать онлайн

В работе показано влияние локальных энергосистем на расширение выполняемых сетевыми организациями функций. Особе внимание уделено взаиморезервированию, мультиагентному регулированию, функциям управления спросом на электрическую энергию и объединения локальных энергосистем сетями сетевых организаций.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(75), ноябрь-декабрь 2022

Повышение надежности функционирования распределительных электрических сетей за счет эффективного применения систем накопления электроэнергии

Энергоснабжение / Энергоэффективность Возобновляемая энергетика / Накопители
Илюшин П.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(75), ноябрь-декабрь 2022

Исследование эффективности применения системы накопления электрической энергии в составе автономной гибридной энергоустановки для регулирования частоты

Энергоснабжение / Энергоэффективность Возобновляемая энергетика / Накопители
Нестеренко Г.Б. Армеев Д.В. Гладков Д.С. Зырянов В.М. Мячина А.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение» № 6(75), ноябрь-декабрь 2022

Перспективы электроснабжения с применением технологий постоянного тока в распределительных сетях 0,4–20 кВ

Управление сетями / Развитие сетей Энергоснабжение / Энергоэффективность
Королев А.А., Болонов В.О., Окнин Е.П., Тульский В.Н., Силаев М.А., Королев В.М., Шиш К.В.
«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»