44
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
П
ерспективные
тенденции
фор
-
мирования
единых
розничных
рынков
электрической
,
теп
-
ловой
энергии
и
мощности
(
ЕРРЭМ
)
на
отдельной
локальной
территории
(
например
,
в
пределах
субъекта
Федерации
)
представляются
актуальной
задачей
.
ЕРРЭМ
в
своей
базовой
основе
представляет
единую
финансово
-
экономическую
,
организа
-
ционную
и
технологическую
структуру
,
которая
объединяет
процессы
про
-
изводства
,
передачи
,
распределения
и
потребления
обоих
видов
энергии
и
мощности
,
а
также
их
куплю
-
прода
-
жу
.
Такая
структура
ЕРРЭМ
должна
обеспечить
получение
приемлемого
положительного
финансово
-
экономи
-
ческого
результата
для
всех
субъек
-
тов
этого
рынка
и
,
прежде
всего
,
для
потребителей
,
финансово
-
экономи
-
ческий
эффект
для
большинства
из
которых
определяется
потреблением
обоих
видов
энергии
[1].
Нормативно
-
правовая
база
(
НПБ
),
регулирующая
отношения
на
рын
-
ках
электрической
и
тепловой
энер
-
гии
достаточно
развита
и
постоянно
корректируется
.
К
НПБ
по
функцио
-
нированию
розничного
рынка
элек
-
троэнергии
,
прежде
всего
,
следует
отнести
Постановление
Правитель
-
ства
РФ
№
442 [2],
а
также
ряд
по
-
следних
документов
,
например
[3,
4],
которые
существенно
изменяют
ситуацию
в
электроэнергетике
,
уже
-
сточая
централизованный
контроль
за
управлением
функционирования
и
развития
отрасли
.
В
сфере
тепло
-
снабжения
нормативно
-
правовая
база
также
претерпела
значительные
изменения
за
последние
годы
,
она
представлена
множеством
докумен
-
тов
,
например
[5, 6].
Действующие
нормативные
документы
недостаточ
-
но
взаимосогласованы
,
в
том
числе
относительно
рынков
электрической
и
тепловой
энергии
.
Наиболее
остры
-
ми
являются
вопросы
работы
ТЭЦ
,
правила
функционирования
и
разви
-
тия
,
которые
не
согласованы
с
рынка
-
ми
электрической
и
тепловой
энергии
и
мощности
.
Готовых
решений
в
этих
вопросах
пока
в
РФ
нет
,
но
исследо
-
вания
в
этих
направлениях
ведутся
[7–9].
Проблема
«
эффективной
»
даль
-
ности
транспорта
тепловой
энергии
Стенников
В
.
А
.,
д
.
т
.
н
.,
профессор
,
академик
РАН
,
директор
ИСЭМ
СО
РАН
Пеньковский
А
.
В
.,
к
.
т
.
н
.,
старший
научный
сотрудник
отдела
трубопроводных
систем
ИСЭМ
СО
РАН
Головщиков
В
.
О
.,
к
.
т
.
н
.,
главный
специалист
по
электроэнергетическим
системам
отдела
электроэнергетических
систем
ИСЭМ
СО
РАН
Хайдуков
В
.
В
.,
аспирант
отдела
электроэнергетических
систем
ИСЭМ
СО
РАН
Ключевые
слова
:
энергоснабжение
,
энергоэффективность
,
радиус
энергоснабжения
,
единый
рынок
Определение радиуса
эффективного электроснабжения
потребителей
УДК
621.316.1
Наметившаяся
в
России
и
мире
тенденция
перехода
от
вертикального
управления
к
горизонтальному
,
от
централизованных
систем
энергоснабжения
к
распределенным
и
децентрализованным
,
проявление
интеграционных
процессов
в
энергетике
будет
последовательно
приводить
к
изменению
роли
оптового
рынка
электроэнергии
и
мощ
-
ности
(
ОРЭМ
)
и
росту
значимости
розничного
рынка
.
В
связи
с
этим
возникает
новый
класс
задач
по
созданию
единых
розничных
рынков
электрической
,
тепловой
энергии
и
мощности
(
ЕРРЭМ
),
которые
технологически
объединены
на
уровне
производства
электрической
и
тепловой
энергии
на
ТЭЦ
,
с
одной
стороны
,
и
на
стороне
потребления
обоих
видов
энергии
,
с
другой
стороны
.
Анализ
научной
и
нормативной
литературы
по
-
казал
,
что
готового
решения
по
организации
ЕРРЭМ
пока
в
российской
и
зарубежной
практике
не
существует
,
хотя
исследования
в
этом
направлении
проводятся
.
Важными
показателями
,
отражающими
эффективность
энергоснабжения
потребителей
,
являют
-
ся
экономичность
,
надежность
и
качество
поставки
им
энергоносителей
.
Затраты
,
рас
-
ходуемые
на
обеспечение
функционирования
систем
энергоснабжения
зависят
как
от
стоимости
энергоресурсов
,
так
и
от
расположения
каждого
конкретного
потребителя
по
отношению
к
центрам
питания
.
При
этом
возникает
актуальная
задача
поиска
ради
-
уса
эффективного
электроснабжения
(
РЭФЭЛ
),
в
пределах
которых
может
быть
обес
-
печен
финансово
-
экономический
эффект
для
потребителей
и
системы
в
целом
при
построении
ЕРРЭМ
.
45
*
Федеральный
закон
«
О
теплоснабжении
»
от
27.07.2010
№
190-
ФЗ
.
имеет
длительную
историю
,
начиная
со
времени
зарождения
теплофикации
[5, 6].
Впервые
понятие
«
экономического
»
и
предельного
радиуса
теплофи
-
кации
было
использовано
в
первом
Генеральном
плане
теплофикации
Москвы
в
1934
году
[10, 11].
По
-
нятие
«
радиус
эффективного
теплоснабжения
»,
со
-
гласно
ФЗ
№
190 «
О
теплоснабжении
»*,
предполага
-
ет
максимальное
расстояние
от
теплопотребляющей
установки
до
ближайшего
источника
тепловой
энер
-
гии
,
при
превышении
которого
подключение
теплопо
-
требляющей
установки
к
данной
теплоснабжающей
системе
нецелесообразно
по
причине
увеличения
суммарных
затрат
в
рассматриваемой
системе
.
В
электроэнергетике
«
Методическими
реко
-
мендациями
по
определению
предварительных
параметров
выдачи
мощности
строящихся
(
рекон
-
струируемых
)
генерирующих
объектов
в
условиях
нормальных
режимов
функционирования
энергосис
-
темы
,
учитывающих
при
определении
платы
за
тех
-
нологическое
присоединение
таких
генерирующих
объектов
к
объектам
электросетевого
хозяйства
»,
ут
-
вержденными
приказом
Министерства
промышлен
-
ности
и
энергетики
РФ
от
30.04.2008
г
.
№
216,
а
так
-
же
более
поздними
отраслевыми
стандартами
[12,
13],
устанавливаются
предельные
значения
длины
воздушных
линий
(
ВЛ
).
Эта
величина
определяется
передаваемой
мощностью
и
напряжением
.
Нередко
в
проектировании
электрических
сетей
используется
понятие
«
наибольшее
расстояние
линии
электро
-
передачи
» [12, 13],
которое
определяется
по
уровню
минимума
электрических
потерь
.
Значения
этих
двух
показателей
,
как
правило
,
не
совпадают
.
Вышеопи
-
санные
документы
носят
рекомендательный
харак
-
тер
и
должны
приниматься
во
внимание
при
опре
-
делении
радиуса
эффективного
электроснабжения
(
РЭФЭЛ
).
Учитывая
тенденцию
интеграции
технологических
систем
энергоснабжения
и
,
соответственно
,
рынков
электро
-
и
теплоэнергии
,
предлагается
использо
-
вать
единое
понятие
«
радиус
эффективного
энерго
-
снабжения
».
Тогда
,
по
аналогии
с
теплоснабжением
,
РЭФЭЛ
—
максимальное
расстояние
от
узла
потреб
-
ления
электроэнергии
до
ближайшего
источника
электроэнергии
,
при
превышении
которого
подклю
-
чение
новых
потребителей
электроэнергии
в
дан
-
ной
системе
электроснабжения
нецелесообразно
по
причине
увеличения
суммарных
затрат
в
рассматри
-
ваемой
системе
.
При
создании
в
будущем
Единого
розничного
рынка
электрической
и
тепловой
энергии
и
мощности
введение
единообразия
показателей
позволит
комплексно
оценить
финансово
-
экономи
-
ческий
эффект
для
потребителей
,
большинство
из
которых
,
как
было
отмечено
выше
,
потребляют
оба
вида
энергии
.
Используя
основополагающие
прин
-
ципы
и
методические
наработки
расчета
радиуса
эффективного
теплоснабжения
,
а
также
технологи
-
ческие
,
физико
-
технические
и
экономические
осо
-
бенности
электроэнергетических
систем
,
несложно
адаптировать
и
выполнить
расчет
РЭФЭЛ
потреби
-
телей
[10–13].
МЕТОДИЧЕСКИЕ
ПОЛОЖЕНИЯ
РАСЧЕТА
РАДИУСА
ЭФФЕКТИВНОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Основные
положения
,
заложенные
в
методические
основы
расчета
РЭФЭЛ
потребителей
,
представля
-
ют
достаточно
широкие
возможности
их
применения
для
различного
рода
расчетов
,
учитывают
особен
-
ности
территорий
и
их
экономики
,
специфику
энер
-
гетики
и
ее
взаимосвязей
.
При
этом
ряд
условий
в
настоящее
время
еще
не
сформировались
,
но
определенные
тенденции
в
этом
направлении
уже
проявляются
,
и
со
временем
они
могут
получить
за
-
конодательное
оформление
.
Другие
условия
связа
-
ны
с
тем
,
что
ряд
ограничений
рекомендательного
характера
уже
существует
,
они
часто
имеют
неэко
-
номический
характер
и
могут
представлять
допол
-
нительные
ограничения
.
Содержательный
смысл
ис
-
ходных
предпосылок
состоит
в
следующем
:
1.
Электростанции
,
независимо
от
типа
и
мощно
-
сти
,
в
первую
очередь
ТЭЦ
,
могут
работать
как
на
оптовом
рынке
электрической
,
тепловой
энергии
и
мощности
,
так
и
на
розничных
рынках
(
ОРЭМ
и
РРЭМ
).
В
настоящее
время
такое
предложение
широко
обсуждается
в
научно
-
техническом
со
-
обществе
и
в
государственных
органах
власти
как
относительно
ТЭЦ
,
так
и
для
всех
энергоисточни
-
ков
в
целом
.
2.
Гарантирующие
поставщики
(
ГП
),
представляю
-
щие
обычных
посредников
и
осуществляющие
трансляцию
цен
на
электроэнергию
с
ОРЭМ
на
РРЭМ
для
всех
групп
потребителей
,
отсутствуют
.
При
развитии
рынков
энергии
и
мощности
и
ис
-
пользовании
технологии
блокчейн
,
обеспечиваю
-
щей
все
взаимоотношения
с
поставщиками
энер
-
гии
,
ГП
и
многие
независимые
энергосбытовые
компании
прекратят
свое
существование
.
3.
Рекомендованные
НПБ
предельные
длины
линий
электропередачи
(
ЛЭП
)
для
различных
уровней
напряжения
,
которые
сложились
в
результате
многолетней
практики
функционирования
элек
-
трических
сетей
и
соответствующих
расчетов
их
режимов
(
в
том
числе
с
учетом
экономической
плотности
тока
в
линиях
)
при
данной
постанов
-
ке
задачи
,
сохраняют
свои
рекомендательные
функции
и
служат
ориентирами
.
В
рассматри
-
ваемом
далее
примере
расчета
принятая
длина
ЛЭП
от
центра
питания
до
наиболее
удаленного
потребителя
и
напряжение
сети
составляет
15
км
и
10
кВ
согласно
рекомендациям
,
приведенным
в
[13],
приложение
п
.
А
2.3.2.1 «
Построение
сети
6, 10
кВ
».
4.
Суммарная
нагрузка
потребителей
,
передавае
-
мая
по
сети
10
кВ
,
принята
равной
3,5
МВт
.
Вы
-
бор
длины
ЛЭП
15
км
и
напряжения
10
кВ
был
об
-
условлен
двумя
факторами
.
Первый
из
них
пред
-
полагает
,
что
радиус
эффективного
теплоснаб
-
жения
,
как
правило
,
ограничен
10–15
км
,
и
это
соответствует
отраслевым
стандартам
[12, 13].
Второй
фактор
связан
с
тем
,
что
в
зонах
центра
-
лизованного
теплоснабжения
городской
застрой
-
№
6 (75) 2022
46
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
ки
в
настоящее
время
наибольшее
распростране
-
ние
имеют
линии
электропередачи
напряжением
10
кВ
.
5.
Потребители
,
подключенные
к
сетям
одного
клас
-
са
напряжения
(
в
данном
случае
10
кВ
)
согласно
действующей
НПБ
,
оплачивают
услуги
по
переда
-
че
электроэнергии
по
сетям
по
единому
тарифу
независимо
от
расстояния
от
источника
питания
.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
ОПИСАНИЕ
ЗАДАЧИ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
РАДИУСА
ЭФФЕКТИВНОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Электрическая
схема
электроэнергетической
систе
-
мы
моделируется
в
виде
ориентированного
графа
,
состоящего
из
m
узлов
(
вершин
)
и
n
участков
(
вет
-
вей
).
В
этом
графе
J
= {1, 2, …,
m
}
соответствует
мно
-
жеству
номеров
узлов
,
I
= {1, 2, …,
n
} —
множеству
номеров
участков
.
Множество
J
представляет
объ
-
единение
J
=
J
И
J
П
J
0
—
множества
номеров
узлов
-
источников
электроэнергии
(
J
И
),
множества
номеров
узлов
-
потребителей
(
J
П
),
множество
номеров
про
-
стых
узлов
разветвления
(
J
0
).
Суммарные
затраты
по
системе
энергоснабжения
на
розничном
рынке
электрической
мощности
опреде
-
ляются
как
сумма
затрат
,
связанных
с
производством
и
передачей
мощности
конечным
потребителям
,
руб
.:
Z
Total
=
j
J
И
Z
j
(
P
j
) +
Z
Net
, (1)
где
Z
j
(
P
j
) —
затраты
источника
j
на
производство
мощности
P
j
,
руб
.;
Z
Net
—
сетевые
затраты
,
руб
.
Затраты
на
производство
электрической
энергии
генераторами
для
любого
момента
времени
могут
быть
выражены
зависимостью
от
количества
выра
-
ботанной
ими
электроэнергии
.
Они
включают
в
себя
как
переменные
(
топливные
),
так
и
постоянные
(
на
об
-
служивание
)
затраты
.
Построение
функции
производ
-
ственных
затрат
генераторов
представляет
сложную
задачу
,
поскольку
каждый
вид
установленного
обо
-
рудования
имеет
свои
характеристики
и
описывается
соответствующими
ему
математическими
выражения
-
ми
.
Информационной
основой
для
их
описания
прини
-
маются
нормативные
характеристики
генерирующего
оборудования
,
представленные
его
изготовителями
или
полученные
по
результатам
испытаний
.
Накоплен
-
ный
опыт
оперирования
данными
по
генераторам
по
-
казал
,
что
наилучшее
соответствие
функции
затрат
их
реальным
показателям
может
быть
получено
при
за
-
дании
ее
в
виде
полинома
второго
порядка
[14],
руб
.:
Z
j
(
P
j
И
) =
j
(
P
j
И
)
2
+
j
P
j
И
+
j
j
И
,
j
J
И
, (2)
где
j
,
j
,
j
—
коэффициенты
аппроксимации
затрат
-
ной
характеристики
j
-
го
источника
электрической
мощ
-
ности
(
P
j
И
);
j
И
—
число
часов
работы
источника
в
год
,
ч
.
Годовые
эксплуатационные
затраты
в
сети
Z
Net
включают
в
себя
составляющие
,
связанные
с
обслу
-
живанием
электрических
сетей
и
затраты
,
обуслов
-
ленные
потерями
мощности
в
линиях
электропере
-
дачи
при
ее
передаче
конечным
потребителям
,
руб
.:
Z
Net
=
c
j
I
k
i
(
U
i
)
L
i
+
j
I
P
i
L
i
c
i
ээ
эс
, (3)
где
c
—
относительный
уровень
эксплуатацион
-
ных
издержек
по
электрическим
сетям
;
k
i
(
U
i
) —
ка
-
питаловложения
в
i
-
ю
линию
электропередачи
в
зависимости
от
класса
напряжения
руб
./
км
;
U
i
—
напряжение
i
-
й
линии
электропередачи
,
В
;
L
i
—
про
-
тяженность
i
-
й
линии
электропередачи
,
км
;
P
i
—
по
-
теря
мощности
на
i
-
й
линии
электропередачи
,
кВт
/
км
;
c
i
ээ
—
стоимость
единицы
передаваемой
мощности
по
i
-
й
линии
электропередачи
,
руб
./
кВт
·
ч
;
эс
—
число
часов
работы
линии
электропередачи
в
год
,
ч
.
Потеря
мощности
P
i
на
i
-
й
линии
электропереда
-
чи
в
зависимости
от
передаваемой
по
ней
мощности
и
напряжения
определяется
по
формуле
,
кВт
/
км
:
P
i
=
R
i
, (4)
где
R
i
—
удельное
сопротивление
i
-
го
участка
электри
-
ческой
сети
,
ом
/
км
;
P
i
—
поток
мощности
на
ветви
i
,
кВт
.
Суммарные
затраты
по
электроэнергетической
системе
в
целом
составят
,
руб
.:
Z
Net
=
j
J
И
(
j
(
P
j
И
)
2
+
j
P
j
И
+
j
)
c
i
I
k
i
(
U
i
)
L
i
+
+
i
I
R
i
L
i
c
i
ээ
эс
. (5)
Условие
соблюдения
материального
баланса
производства
и
потребления
электрической
мощно
-
сти
может
быть
представлено
в
виде
выражения
:
j
J
И
P
j
И
=
j
J
П
P
j
П
, (6)
где
P
j
П
—
мощность
потребителя
j
,
кВт
.
Согласно
полученным
значениям
суммарных
затрат
по
системе
рассчитывается
себестоимость
электроэнергии
,
руб
./
кВт
·
ч
:
T
K
=
, (7)
где
эс
—
число
часов
работы
энергосистемы
в
год
,
ч
.
В
соответствии
с
определением
РЭФЭЛ
,
по
пред
-
ложенному
алгоритму
осуществляется
поиск
узло
-
вых
показателей
стоимости
электроэнергии
.
Для
наглядной
иллюстрации
работы
алгоритма
рас
-
смотрим
электрическую
схему
распределительной
электроэнергетической
системы
с
одним
источником
(
узел
1')
и
6
потребителями
(
узлы
1–6).
Ее
графиче
-
ское
представление
приведено
на
рисунке
1.
АЛГОРИТМ
РАСЧЕТА
РАДИУСА
ЭФФЕКТИВНОГО
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Порядок
расчета
РЭФЭЛ
выполняется
по
следующе
-
му
алгоритму
.
1.
На
заданной
схеме
электрических
сетей
опре
-
деляются
оптимальное
потокораспределение
Рис
. 1.
Расчетная
схема
электроснабжения
потребителей
1'
2
4
6
1
2
5
L
1
L
2
P
2
P
4
P
6
P
5
P
3
P
1
L
3
L
4
L
5
L
6
47
и
рациональные
уровни
загрузки
всех
источ
-
ников
.
2.
Выполняется
расчет
стоимости
производства
единицы
электроэнергии
всеми
источниками
(
на
рисунке
1 —
узел
1'),
руб
./
кВт
·
ч
:
T
j
И
=
,
j
J
И
. (8)
3.
Рассчитанная
стоимость
принимается
как
стои
-
мость
электроэнергии
в
узлах
участков
,
в
которые
входит
поток
мощности
от
источников
в
направ
-
лении
оптимального
потокораспределения
(
на
рисунке
1 —
участок
1'-1).
4.
Рассчитываются
суммарные
затраты
по
участку
,
в
который
входит
поток
мощности
от
источника
(
на
рисунке
1 —
участок
1'-1).
5.
Находится
себестоимость
электроэнергии
в
ко
-
нечном
узле
участка
или
в
начальном
узле
сле
-
дующего
участка
(
например
,
на
рисунке
1 —
узел
2)
путем
суммирования
себестоимости
генерации
электроэнергии
в
узле
1'
с
себестоимостью
ее
передачи
на
участке
1.
6.
Данная
процедура
расчета
себестоимости
элек
-
троэнергии
на
участках
сети
и
в
узлах
разветвле
-
ния
или
потребления
выполняется
для
всех
узлов
и
участков
в
соответствии
с
установившимся
оп
-
тимальным
потокораспределением
в
электриче
-
ской
сети
.
7.
Осуществляется
поиск
узла
,
для
которого
узло
-
вая
себестоимость
электроэнергии
превышает
ее
величину
по
системе
в
целом
путем
сравнения
рассчитанной
себестоимости
узловых
ее
вели
-
чин
с
системной
себестоимостью
—
формула
(7).
Предыдущий
узел
принимается
за
граничный
для
определения
РЭФЭЛ
.
8.
Определяется
РЭФЭЛ
путем
суммирования
длин
участков
в
направлении
от
источника
до
гранич
-
ного
узла
.
9.
Изложенная
процедура
выполняется
по
всем
на
-
правлениям
от
источника
электроэнергии
.
10.
Формируется
оптимальная
зона
действия
источ
-
ников
,
охватывающая
все
граничные
узлы
с
соот
-
ветствующими
РЭФЭЛ
.
Согласно
изложенному
методическому
подхо
-
ду
и
реализующему
его
алгоритму
были
выполне
-
ны
расчеты
РЭФЭЛ
для
приведенной
на
рисунке
1
электрической
схемы
системы
.
Принятые
для
нее
основные
исходные
данные
представлены
в
таб
-
лице
1.
При
проведении
исследований
и
их
убедительно
-
сти
рассматривались
три
варианта
распределения
плотности
нагрузок
потребителей
в
электроэнергети
-
ческой
системе
,
изображенной
на
рисунке
1.
Вариант
1.
Величина
нагрузки
потребителей
уве
-
личивается
от
источника
к
конечному
потребителю
.
Конечный
потребитель
имеет
наибольшую
мощ
-
ность
.
Результаты
расчетов
представлены
в
табли
-
цах
2, 3
и
на
рисунке
2.
Вариант
2.
Величина
нагрузки
потребителей
уменьшается
от
источника
до
конечного
потреби
-
теля
.
Она
имеет
наименьшую
нагрузку
,
первый
по
-
требитель
—
максимальную
ее
величину
.
Резуль
-
Табл
. 1.
Технико
-
экономические
характеристики
энергетической
системы
Суммарная
нагрузка
,
кВт
3500
Напряжение
,
кВ
10
Капитальные
затраты
в
электриче
-
ские
сети
,
тыс
.
руб
./
км
4112
Доля
условно
-
постоянных
эксплуата
-
ционных
издержек
по
электрическим
сетям
0,18
Число
часов
использования
электри
-
ческой
мощности
,
ч
5000
Удельное
сопротивление
электриче
-
ской
сети
,
Ом
/
км
0,194
Функция
затрат
источника
электро
-
энергии
,
руб
.
Z
j
(
P
И
) = 20
(
P
И
)
2
+
+ 650
P
И
+ 500
Табл
. 2.
Расчетные
технико
-
экономические
показатели
по
варианту
1
Узлы
Номера
1
2
3
4
5
6
Нагрузка
потре
-
бителей
,
кВт
100
200
300
400
500
2000
Узловая
цена
,
руб
./
кВт
·
ч
0,91
1,06
1,32
1,43
1,62
1,70
Участки
сети
Номера
1
2
3
4
5
6
Длина
,
км
1
3
5
2
3
1
Поток
мощности
на
участке
сети
,
кВт
3500 3400 3200 2900 2500 2000
Эксплуатаци
-
онные
затраты
,
тыс
.
руб
.
740
2220 3700 1480 2220
740
Затраты
на
по
-
тери
мощности
,
тыс
.
руб
.
102
290
428
140
156
33
Суммарные
за
-
траты
по
сетям
,
тыс
.
руб
.
842
2510 4128 1620 2376
773
Табл
. 3.
Расчетные
интегральные
технико
-
экономические
показатели
по
варианту
1
Суммарные
затраты
по
системе
,
тыс
.
руб
.
27 355
Себестоимость
по
системе
,
руб
./
кВт
·
ч
1,56
Оптимальная
протяженность
,
км
11
Рис
. 2.
Оптимальная
протяженность
электрической
сети
по
первому
варианту
№
6 (75) 2022
48
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
Табл
. 4.
Расчетные
технико
-
экономические
показатели
по
варианту
2
Узлы
Номера
1
2
3
4
5
6
Нагрузка
,
кВт
2000 500
400
300
200
100
Узловая
цена
,
руб
./
кВт
·
ч
0,91
1,21
1,96
2,46
3,94
5,42
Участки
сети
Номера
1
2
3
4
5
6
Длина
,
км
1
3
5
2
3
1
Поток
мощности
на
участке
сети
,
кВт
3500 1500 1000
600
300
100
Эксплуатаци
-
онные
затраты
,
тыс
.
руб
.
740
2220 3700 1480 2220
740
Затраты
на
по
-
тери
мощности
,
тыс
.
руб
.
102
56
41
6
2
0,08
Суммарные
за
-
траты
по
сетям
,
тыс
.
руб
.
842
2276 3741 1486 2222
740
Табл
. 6.
Расчетные
технико
-
экономические
показатели
по
варианту
3
Узлы
Номера
1
2
3
4
5
6
Нагрузка
,
кВт
1400 100
200
300
100
1400
Узловая
цена
,
руб
./
кВт
·
ч
0,91
1,13
1,52
1,69
1,99
2,10
Участки
сети
Номера
1
2
3
4
5
6
Длина
,
км
1
3
5
2
3
1
Поток
мощности
на
участке
сети
,
кВт
3500 2100 2000 1800 1500 1400
Эксплуатаци
-
онные
затраты
,
тыс
.
руб
.
740
2220 3700 1480 2220
740
Затраты
на
по
-
тери
мощности
,
тыс
.
руб
.
102
110
167
54
56
16
Суммарные
за
-
траты
по
сетям
,
тыс
.
руб
.
842
2330 3867 1534 2276
756
Табл
. 5.
Расчетные
интегральные
технико
-
экономические
показатели
по
варианту
2
Суммарные
затраты
по
системе
,
тыс
.
руб
./
год
26
411
Себестоимость
по
системе
,
руб
./
кВт
·
ч
1,50
Оптимальная
протяженность
,
км
4
следованиями
достаточно
наглядно
было
проиллю
-
стрировано
влияние
плотности
распределения
элек
-
трических
нагрузок
,
их
величины
и
распределения
по
трассе
ЛЭП
на
значение
радиуса
эффективного
электроснабжения
.
РЭФЭЛ
для
рассматриваемых
вариантов
в
зависимости
от
распределения
нагруз
-
ки
потребителей
находится
в
пределах
4–11
км
.
По
своей
величине
он
не
превышает
предельные
значе
-
ния
протяженности
ЛЭП
,
рекомендованной
НПБ
для
электросетей
напряжением
10
кВ
(10–20
км
) [12, 13],
а
в
некоторых
случаях
значительно
меньше
ее
.
Важным
результатом
данных
исследований
яв
-
ляется
то
,
что
новые
подключения
потребителей
целесообразно
рассматривать
в
зоне
действия
РЭФЭЛ
.
Однако
и
это
не
исключает
необходимость
выполнения
расчетов
по
оценке
эффективности
его
подключения
к
рассматриваемой
системе
.
При
не
-
Рис
. 3.
Оптимальная
протяженность
электрической
сети
по
второму
варианту
Табл
. 7.
Расчетные
интегральные
технико
-
экономические
показатели
по
варианту
3
Суммарные
затраты
по
системе
,
тыс
.
руб
./
год
26 710
Себестоимость
по
системе
,
руб
./
кВт
·
ч
1,52
Оптимальная
протяженность
,
км
8
таты
расчетов
представлены
в
таблицах
4, 5
и
на
ри
сунке
3.
Вариант
3.
Величина
нагрузки
потребителей
,
расположенных
в
конце
сети
и
в
узле
,
ближайшем
к
генератору
,
максимальны
.
Результаты
расчетов
представлены
в
таблицах
6, 7
и
на
рисунке
4.
Выполненные
по
предлагаемой
методике
(
соот
-
ветствующей
ей
алгоритму
)
исследования
показали
хорошую
ее
работоспобность
и
вычислительную
эф
-
фективность
.
Она
достаточно
комплексно
учитыва
-
ет
экономические
и
технологические
функциональ
-
ные
особенности
систем
,
а
не
только
технические
особенности
,
рекомендованные
«
Методическими
рекомендациями
»
от
2008
года
,
упомянутые
выше
,
и
отраслевыми
стандартами
[12, 13].
Это
обеспечи
-
вает
более
обоснованное
определение
оптимальной
дальности
транспорта
электрической
энергии
.
Ис
-
Рис
. 4.
Оптимальная
протяженность
электрической
сети
по
третьему
варианту
49
обходимости
электроснабжения
потребителей
,
рас
-
положенных
за
пределами
РЭФЭЛ
,
они
могут
быть
подключены
к
рассматриваемой
системе
несмотря
на
снижение
эффективности
функционирования
системы
.
В
то
же
время
для
потребителей
с
мощ
-
ностью
несколько
МВт
и
более
,
расположенных
за
пределами
РЭФЭЛ
,
целесообразно
предусмотреть
строительство
дополнительного
источника
электро
-
энергии
,
который
будет
входить
в
существующую
зону
централизованного
электроснабжения
.
Стро
-
ительство
нового
источника
электроэнергии
рацио
-
нально
осуществлять
в
рамках
СиПР
с
ежегодной
коррекцией
,
где
необходимо
выделить
приоритетное
строительство
этого
источника
.
Внезапное
появле
-
ние
крупного
потребителя
вне
зоны
РЭФЭЛ
(
вне
пла
-
на
СиПР
)
маловероятно
.
Сооружение
данного
источ
-
ника
электроэнергии
возможно
также
на
условиях
долевого
участия
потребителя
в
реализации
этого
плана
для
сокращения
сроков
его
строительства
.
ВЫВОДЫ
1.
Предложена
методика
определения
РЭФЭЛ
для
решения
задач
управления
развитием
и
функ
-
ционированием
электроэнергетических
систем
.
РЭФЭЛ
потребителей
определяется
исходя
из
расчета
суммарных
затрат
на
энергоснабжение
с
учетом
требуемой
мощности
и
удаленности
потребителей
от
точки
присоединения
с
после
-
дующей
проверкой
полученных
результатов
на
предмет
выполнения
условий
непревышения
из
-
менения
удельных
системных
затрат
относитель
-
но
рассчитанных
для
существующей
системы
.
2.
Полученные
результаты
согласуются
с
рекомен
-
дованными
НПБ
ограничениями
по
протяженности
ЛЭП
для
рассматриваемого
класса
напряжения
,
что
подтверждает
правильность
предложенной
методики
и
соответствующего
алгоритма
.
3.
Методическое
обеспечение
позволяет
проводить
исследования
сложных
систем
электроснабжения
с
несколькими
генерирующими
источниками
,
а
так
-
же
электросетевого
комплекса
различного
класса
напряжения
.
Например
,
сетей
20
кВ
,
которые
поз
-
воляют
не
только
снизить
потери
электроэнергии
в
сетях
,
но
и
существенно
упростить
проблему
подключения
новых
потребителей
и
увеличения
мощности
ранее
подключенных
к
сети
.
4.
Значительный
интерес
могут
представлять
ис
-
следования
интегрированных
систем
электро
-
и
теплоснабжения
с
совместным
определением
радиусов
эффективного
тепло
-
и
электроснабже
-
ния
,
то
есть
оптимальных
зон
энергоснабжения
потребителей
с
целью
определения
суммарного
финансово
-
экономического
эффекта
для
них
,
ис
-
пользующих
одновременно
оба
вида
энергии
на
ЕРРЭМ
,
нередко
от
одного
источника
.
Исследования
выполнены
в
Институте
систем
энергетики
им
.
Л
.
А
.
Мелентьева
СО
РАН
в
рамках
про
-
ектов
государственного
задания
№
FWEU-2021-0001
(
регистрационный
номер
:
АААА
-
А
21-121012190027-4)
фундаментальных
исследований
СО
РАН
.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Стенников
В
.
А
.,
Головщиков
В
.
О
.
Розничный
рынок
электрической
и
тепловой
энергии
—
проблемы
и
перспективы
развития
//
Энерге
-
тик
, 2019,
№
6.
С
. 6–9.
2.
Постановление
Правительства
РФ
от
04.05.2012
г
.
№
442 (
ред
.
от
22.02.2016
г
.) «
О
функционировании
розничных
рынков
электрической
энергии
,
полном
и
(
или
)
частичном
ограничении
режима
потребле
-
ния
электрической
энергии
». URL:
https://base.garant.ru/70183216/.
3.
Постановление
Правительства
РФ
от
30.06.2022
г
.
№
1178 «
О
вне
-
сении
изменений
в
некоторые
акты
Правительства
Российской
Федерации
по
вопросам
техноло
-
гического
присоединения
энерго
-
принимающих
устройств
потре
-
бителей
электрической
энергии
к
электрическим
сетям
и
при
-
знании
утратившим
силу
отдель
-
ных
положений
некоторых
актов
Правительства
Российской
Фе
-
дерации
». URL: http://publication.
p r a v o . g o v. r u / D o c u m e n t / Vi e w /
0001202207010048.
4.
Федеральный
закон
от
11.06.2022
г
.
№
174 «
О
внесении
изменений
в
Федеральный
закон
«
Об
электро
-
энергетике
»
и
отдельные
законо
-
дательные
акты
Российской
Феде
-
рации
». URL: https://www.garant.ru/
products/ipo/prime/doc/404720347/.
5.
Распоряжение
Правительства
РФ
от
02.10.2014
г
.
№
1949-
р
«
План
мероприятий
(«
дорожная
карта
»)
внедрения
целевой
модели
рын
-
ка
тепловой
энергии
» (
в
ред
.
Рас
-
поряжения
ПРФ
от
20.10.2015
г
.
№
2096-
р
). URL: https://www.garant.
ru/products/ipo/prime/doc/70656460/.
6.
Распоряжение
Правительства
РФ
от
28.08.2018
г
.
№
1801-
р
«
Об
ут
-
верждении
ключевых
показателей
внедрения
целевой
модели
рын
-
ка
тепловой
энергии
». URL: http://
government.ru/docs/33793/.
7.
Молодюк
В
.
В
.
Математическая
мо
-
дель
работы
ТЭЦ
на
рынке
элек
-
троэнергии
и
тепла
//
Энергетик
,
2014,
№
11.
С
. 12–16.
8.
Молодюк
В
.
В
.
Метод
расчета
тари
-
фов
ТЭЦ
на
региональном
рынке
электрической
и
тепловой
энер
-
гии
при
условии
достижения
мак
-
симальной
балансовой
прибыли
всех
участников
рынка
//
Энерго
-
совет
, 2017,
№
2(48).
С
. 29–36.
9.
Молодюк
В
.
В
.
Математическая
мо
-
дель
розничного
рынка
электриче
-
ской
и
тепловой
энергии
//
Энерге
-
тик
, 2022,
№
7.
С
. 10–13.
10.
Стенников
В
.
А
.,
Медникова
Е
.
Е
.,
Постников
И
.
В
.,
Пеньковский
А
.
В
.,
Добровольская
Т
.
В
.
Разработка
ме
-
тодики
расчета
радиуса
эффектив
-
ного
теплоснабжения
//
Промыш
-
ленная
энергетика
, 2017,
№
11.
С
. 25–32.
11. Stennikov V., Mednikova E., Post-
nikov I., Penkovskii A. Optimization
of the effective heat supply radius for
the district heating systems. Environ-
mental and Climate Technologies,
2019, vol. 23(2), pp. 207-221.
12.
СТО
70238424.29.240.20.001-2011.
Воздушные
линии
напряжением
0,4–20
кВ
.
Условия
создания
.
Нор
-
мы
и
требования
. URL: https://docs.
cntd.ru/document/1200097080.
13.
СТО
34.01-21.1-001-2017.
Распре
-
делительные
электрические
сети
напряжением
0,4–110
кВ
.
Требо
-
вания
к
технологическому
проек
-
тированию
.
Стандарт
организации
ПАО
«
Россети
».
Дата
введения
02.08.2017. 238
с
.
14.
Паламарчук
С
.
И
.
Планирование
режимов
электроэнергетических
систем
в
условиях
современного
оптового
рынка
//
Известия
РАН
.
Энергетика
, 2018,
№
6.
С
. 3–17.
№
6 (75) 2022
50
ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ
REFERENCES
1. Stennikov V.A., Golovshchikov V.O.
Retail electricity and heat market -
problems and prospects of develop-
ment //
Energetik
[Power Engineer],
2019, no 6, pp. 6-9. (In Russian)
2. Decree of RF Government dated
04.05.2012 no. 442 (edition of
22.02.2016) "On operation of retail
electricity markets, full-time and/or
part-time restriction of energy con-
sumption mode". URL: https://base.
garant.ru/70183216/.
3. Decree of RF Government dated
30.06.2022 no. 1178 "On amend-
ments to several acts of RF Govern-
ment with regard to issues of process
connection of the consumer energy
receiving equipment to electrical net-
works and acknowledgement of sev-
eral void stipulations of some acts of
RF Government". URL: http://publi-
cation.pravo.gov.ru/Document/View/
0001202207010048.
4. Federal law dated 11.06.2022 no.
174 "On amendments to the Federal
law "On electric power engineering"
and individual legislative acts of the
Russian Federation". URL: https://
www.garant.ru/products/ipo/prime/
doc/404720347/.
5. Decree of RF Government dated
02.10.2014 no. 1949-r "Action plan
(roadmap) for introducing the target
model of the heat market" (in the
form of Decree of the Pension Fund
of the Russian Federation dated
20.10.2015 no. 2096-r). URL: https://
www.garant.ru/products/ipo/prime/
doc/70656460/.
6. Decree of RF Government dated
28.08.2018 no.1801-r "On approval
of key indicators of introducing the tar-
get model of the heat market". URL:
http://government.ru/docs/33793/.
7. Molodyuk V.V. Mathematical model
of TPP operation in the electricity
and heat market // Energetik [Power
Engineer], 2014, no. 11, pp. 12-16.
(In Russian)
8. Molodyuk V.V. A method of TPP tar-
iff calculation in a regional electricity
and heat market provided that all
market participants obtain the maxi-
mum balance pro
fi
t //
Energosovet
[Energy council], 2017, no. 2(48),
pp. 29–36. (In Russian)
9. Molodyuk V.V. Mathematical model
of the retail electricity and heat //
Energetik
[Power Engineer], 2022,
no. 7, pp. 10-13. (In Russian)
10.
Stennikov V.A., Mednikova E.E.,
Postnikov I.V., Pen'kovskiy A.V., Do-
brovolskaya T.V. Development of the
effective heat supply radius calcula-
tion procedure //
Promyshlennaya
energetika
[Industrial Power Engi-
neering], 2017, no. 11, pp. 25-32.
(In Russian)
11. Stennikov V., Mednikova E., Post-
nikov I., Penkovskii A. Optimization
of the effective heat supply radius for
the district heating systems. Environ-
mental and Climate Technologies,
2019, vol. 23(2), pp. 207-221.
12.
Company Standard STO
70238424.29.240.20.001-2011.
0,4–20 kV overhead transmission
lines. Conditions of creation. Norms
and requirements. URL: https://docs.
cntd.ru/document/1200097080.
13. Company Standard STO 34.01-21.1-
001-2017. 0,4–110 kV distribution
networks. Process design require-
ments. PJSC Rosseti company stan-
dard. Effective as of 02.08.2017.
238 p. (In Russian)
14. Palamarchuk S.I. Planning of electric
power system modes in the modern
wholesale market conditions //
Izvestiya
RAN. Energetika
[Proceedings of RAS.
Power Engineering], 2018, no. 6,
pp. 3-17. (In Russian)
Майоров
А
.
В
.,
Львов
М
.
Ю
.,
Кулюхин
С
.
А
.,
Львов
Ю
.
Н
.,
Лютько
Е
.
О
.
В
книге
рассматриваются
вопросы
оценки
технического
состояния
силовых
трансформаторов
и
автотрансформаторов
напряжением
110
кВ
и
выше
с
учетом
обобщения
и
анализа
опыта
их
эксплуата
-
ции
.
Приводятся
рекомендации
,
направленные
на
обеспечение
экс
-
плуа
тационной
надежности
данного
вида
оборудования
.
Книга
предназначена
для
бесплатного
целевого
распространения
среди
специалистов
,
участвующих
в
эксплуатации
,
проектировании
,
ремонте
и
производстве
силовых
трансформаторов
и
автотранс
-
форматоров
,
а
также
студентов
энергетических
специальностей
высших
учебных
заведений
.
Издательство
журнала
«
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
»,
2022. 128
с
.
Оценка технического состояния
силовых трансформаторов
и автотрансформаторов
напряжением 110 кВ и выше
По
вопросам
доставки
книги
обращаться
в
редакцию
по
телелефону
+7 (495) 645-12-41
или
e-mail: of
fi
Оригинал статьи: Определение радиуса эффективного электроснабжения потребителей
Наметившаяся в России и мире тенденция перехода от вертикального управления к горизонтальному, от централизованных систем энергоснабжения к распределенным и децентрализованным, проявление интеграционных процессов в энергетике будет последовательно приводить к изменению роли оптового рынка электроэнергии и мощности (ОРЭМ) и росту значимости розничного рынка. В связи с этим возникает новый класс задач по созданию единых розничных рынков электрической, тепловой энергии и мощности (ЕРРЭМ), которые технологически объединены на уровне производства электрической и тепловой энергии на ТЭЦ, с одной стороны, и на стороне потребления обоих видов энергии, с другой стороны. Анализ научной и нормативной литературы показал, что готового решения по организации ЕРРЭМ пока в российской и зарубежной практике не существует, хотя исследования в этом направлении проводятся. Важными показателями, отражающими эффективность энергоснабжения потребителей, являются экономичность, надежность и качество поставки им энергоносителей. Затраты, расходуемые на обеспечение функционирования систем энергоснабжения зависят как от стоимости энергоресурсов, так и от расположения каждого конкретного потребителя по отношению к центрам питания. При этом возникает актуальная задача поиска радиуса эффективного электроснабжения (РЭФЭЛ), в пределах которых может быть обеспечен финансово-экономический эффект для потребителей и системы в целом при построении ЕРРЭМ.