МИРОВОЙ
ОПЫТ
110
S
m
a
r
t
G
r
id
Smart Grid
В
иртуальная
электростанция
предоставляет
много
воз
-
можностей
использования
и
включения
распределённой
генерации
в
сеть
.
С
помощью
ВиЭС
управление
непредсказуемыми
по
выработке
источниками
энергии
становится
возможным
,
тем
самым
уменьшая
нестабильность
сетей
.
На
рис
. 1
показано
,
как
примерно
выглядит
решение
ВиЭС
.
«
Умной
»
является
та
сеть
,
которая
может
самостоятельно
контролиро
-
вать
потоки
электроэнергии
(
потре
-
бление
и
производство
)
и
изменять
/
перенаправлять
их
в
зависимости
от
меняющихся
условий
рынка
. «
Умная
сеть
» —
это
распределительная
сеть
с
повсеместным
внедрением
ИКТ
.
Но
,
чтобы
стать
по
-
настоящему
«
ум
-
ной
»,
сеть
должна
пройти
также
ряд
иных
изменений
:
культурных
,
долж
-
ны
измениться
взаимоотношения
всех
участников
на
коммерческом
и
регуляторном
уровнях
,
потребитель
в
такой
сети
должен
играть
одну
из
основных
ролей
.
Говоря
о
виртуальных
электро
-
станциях
,
мы
непременно
думаем
об
управлении
потреблением
,
беспере
-
бойной
поставке
,
дополнительных
прибылях
и
снижении
инвестиций
в
отрасль
в
долгосрочной
перспективе
.
Любой
потребитель
стремится
сни
-
зить
свои
затраты
на
электроэнер
-
гию
;
магистральные
сети
—
умень
-
шить
потери
и
увеличить
контроль
над
источниками
генерации
;
энер
-
госбытовая
компания
—
увеличить
количество
клиентов
и
прибыль
.
Где
же
в
системе
«
умных
сетей
»
есть
ме
-
сто
виртуальным
электростанциям
?
Готовы
ли
мы
к
их
внедрению
?
В
зависимости
от
потребностей
и
этапа
развития
рынка
выделяют
два
основных
типа
виртуальных
электро
-
станций
.
Первый
—
центр
управле
-
ния
(
ЦУ
)
ВиЭС
находится
на
стороне
Виртуальные
электростанции в
системе управления
электрическими
сетями
Управление
потреблением
и
виртуальные
электростанции
:
быть
или
не
быть
Виртуальная электростанция (ВиЭС) — это неотъемлемая
часть «умной сети», обладающая возможностью объединять в
один несколько источников электроэнергии, частота исполь-
зования которых в портфеле зависит от их индивидуальной
эффективности и гибкости.
Дарья КЕННЕДИ, независимый консультант
111
№
1 (28),
январь
–
февраль
, 2015
оператора
распределительных
сетей
.
Основной
целью
такой
виртуальной
электростанции
будет
оптимизация
управления
распределительными
сетями
.
Это
так
называемая
техническая
ВиЭС
.
Можно
также
выделить
коммерческую
ВиЭС
,
основная
цель
которой
заключается
в
макси
-
мизации
финансовых
выгод
подключённых
ис
-
точников
распределённой
генерации
и
крупных
потребителей
с
гибкой
нагрузкой
.
К
отраслям
,
обладающим
наибольшим
по
-
тенциалом
экономии
электроэнергии
(
гибко
-
сти
),
относятся
целлюлозно
-
бумажная
,
сталели
-
тейная
,
горная
и
химическая
промышленность
,
производство
керамики
,
стекла
,
пластмасс
.
В
упрощённом
виде
принцип
работы
ВиЭС
можно
описать
следующим
образом
:
в
одном
географическом
районе
устанавливается
центр
управления
(
ЦУ
)
ВиЭС
.
Данный
центр
получает
необходимые
данные
для
обработки
от
каждого
подключённого
источника
через
современные
системы
коммуникации
и
учёта
электроэнергии
.
В
центр
управления
также
заносится
иная
ин
-
формация
,
например
цены
на
оптовом
рынке
,
прогноз
погоды
,
данные
источника
энергии
:
его
местонахождение
,
мощность
,
а
также
предель
-
ная
гибкость
по
времени
и
объёму
.
Данная
ин
-
формация
анализируется
в
ЦУ
для
определе
-
ния
наиболее
эффективного
набора
источников
энергии
для
следующего
,
например
,
сигнала
Системного
оператора
на
отключение
(
в
пик
нагрузки
)
либо
для
анализа
возможных
измене
-
ний
в
объёмах
поставок
электроэнергии
.
После
определения
необходимых
параметров
инфор
-
мация
направляется
каждому
источнику
с
заяв
-
кой
о
производстве
/
потреблении
в
соответствии
Рис
. 1.
Комплексное
решение
по
управлению
потреблением
с
помощью
виртуальной
электростанции
Источник
:
предоставлено
cyberGRID,
группа
компаний
Toshiba,
Австрия
...
и
«
умных
рынков
»
Заранее
определённый
рыно
чный
ме
ханиз
м
Для
«
умных
сетей
»...
с
новым
планом
.
Поэтапно
этот
процесс
можно
показать
на
схеме
совместно
с
необходимыми
системами
для
ра
-
боты
каждого
этапа
(
рис
. 2).
Рис
. 2.
Процесс
работы
модулей
системы
по
управлению
потреблением
Источник
:
предоставлено
компанией
cyberGRID,
группа
компаний
Toshiba,
Австрия
.
МИРОВОЙ
ОПЫТ
112
КАКАЯ
МОДЕЛЬ
ПОДХОДИТ
РОССИИ
?
В
зависимости
от
стадии
развития
и
строения
рынка
каждая
страна
выбирает
подходящую
для
неё
модель
внедрения
ВиЭС
в
систему
.
Традиционная
модель
энергосбытовой
ор
-
ганизации
.
В
этом
случае
энергосбытовая
органи
-
зация
,
имея
доступ
к
базе
данных
своих
потребите
-
лей
,
предлагает
им
подключиться
к
программе
по
управлению
потреблением
.
Мотивация
для
сбыто
-
вой
компании
может
варьироваться
:
уменьшение
собственных
ценовых
рисков
,
предложение
тарифов
в
настоящем
времени
(real-time tariffs),
тарифов
по
времени
суток
и
т
.
п
.
Такая
модель
является
наиболее
реалистичной
,
так
как
энергоснабжающая
организа
-
ция
уже
имеет
право
работы
на
рынке
,
а
также
имеет
доступ
к
базе
данных
потребителей
.
Но
одновремен
-
но
такая
модель
является
достаточно
устаревшей
и
не
раскрывает
полного
потенциала
управления
потреблением
,
т
.
к
.
решает
только
технические
,
экс
-
тренные
проблемы
,
возникающие
на
рынке
.
Независимый
участник
рынка
—
агрегатор
.
Агрегатор
регистрируется
в
качестве
поставщика
ус
-
луг
на
рынке
и
проводит
«
вербовку
»
потребителей
напрямую
и
независимо
от
энергосбытовой
компа
-
нии
,
таким
образом
не
ограничивая
себя
в
количе
-
стве
подключаемых
клиентов
.
Агрегаторы
обычно
также
устанавливают
всё
необходимое
оборудова
-
ние
на
стороне
потребителя
за
свой
счёт
:
коммуни
-
кационное
оборудование
,
системы
учёта
и
т
.
п
.
Сочетание
двух
вышеперечисленных
моде
-
лей
.
Таким
образом
,
возникает
своего
рода
парт
-
нёрство
между
энергосбытовой
компанией
,
предо
-
ставляющей
доступ
к
потребителям
,
и
агрегатором
,
поставщиком
решений
.
Здесь
прибыль
и
риски
раз
-
делены
между
этими
двумя
равноправными
участни
-
ками
.
Согласно
мнению
Райнхарда
Корзитцке
,
директо
-
ра
и
основателя
австрийской
компании
,
поставщика
решений
по
управлению
потреблением
, cyberGRID,
существуют
ещё
2
модели
.
Поставщик
решений
.
В
этом
случае
поставщик
решений
разрабатывает
и
предоставляет
решения
и
технологии
по
управлению
потреблением
энерго
-
сбытовой
компании
,
которая
становится
оператором
программы
и
владельцем
ВиЭС
.
Эта
модель
явля
-
ется
более
выгодной
для
энергосбытовой
компании
,
т
.
к
.
она
не
конкурирует
за
предоставление
этих
до
-
полнительных
системных
услуг
с
независимым
агре
-
гатором
.
Это
усовершенствованная
модель
энерго
-
сбытовой
организации
,
получающей
дополнитель
-
ную
прибыль
от
участия
в
программе
управления
по
-
треблением
своих
клиентов
.
Управление
потреблением
самими
потреби
-
телями
.
В
данном
случае
потребители
закупают
и
устанавливают
необходимое
оборудование
и
реше
-
ния
ВиЭС
на
своей
стороне
и
участвуют
в
рынке
не
-
зависимо
от
других
участников
.
Такие
потребители
могут
создавать
свой
собственный
пул
.
Это
возмож
-
но
,
например
,
в
индустриальных
парках
или
удалён
-
ных
районах
,
где
есть
концентрация
ВИЭ
и
распре
-
делённой
генерации
.
КАК
ЭТО
НАЧИНАЛОСЬ
В
ЕВРОПЕ
?
Ниже
рассматриваются
предпосылки
программ
управления
потреблением
в
Европе
(
большей
ча
-
стью
относящихся
к
первой
традиционной
модели
,
рассмотренной
выше
).
Швеция
В
Швеции
исследования
по
управлению
по
-
треблением
показали
,
что
большинство
шведских
крупных
потребителей
могут
сокращать
своё
потре
-
бление
от
30
минут
до
3
часов
в
день
.
Тендеры
на
ре
-
зервную
мощность
были
организованы
на
мощность
до
2000
МВт
.
Эти
результаты
дали
основание
для
дальнейшего
развития
в
направлении
более
рыноч
-
но
-
ориентированных
программ
с
активным
участием
потребителей
.
Финляндия
Уже
несколько
лет
в
Финляндии
своего
рода
про
-
граммы
по
управлению
/
изменению
потребления
ис
-
пользуются
в
качестве
возмещения
резерва
.
Потре
-
бители
с
гибкой
нагрузкой
и
РГ
заключают
годовые
контракты
с
оператором
магистральных
сетей
.
Франция
Компания
EDF
создала
программу
под
названи
-
ем
«
тариф
Tempo»,
где
тариф
зависел
от
погоды
.
На
специальное
устройство
потребители
получали
сигналы
для
регулирования
потребления
в
соответ
-
ствии
с
тарифом
.
Регулировать
можно
было
вручную
либо
с
помощью
автоматической
программы
регули
-
рования
определённых
устройств
.
В
настоящее
вре
-
мя
во
Франции
также
стало
возможным
участие
так
называемых
независимых
агрегаторов
.
Норвегия
В
Норвегии
было
внедрено
несколько
программ
по
управлению
потреблением
,
целями
которых
было
укрепление
надёжности
сети
.
Принятая
программа
способствовала
снижению
пиковой
нагрузки
коммер
-
ческих
потребителей
на
4,5%,
что
привело
к
эконо
-
мии
энергии
на
15%.
Великобритания
Великобритания
—
одна
из
наиболее
развитых
стран
в
Европе
по
внедрению
подобных
программ
как
с
коммерческой
стороны
,
так
и
с
регуляторной
.
Промышленные
и
коммерческие
потребители
с
вы
-
соким
объёмом
потребления
могут
получить
тариф
по
времени
пользования
(time of use tariff)
непосред
-
ственно
у
своей
энергосбытовой
организации
.
По
-
мимо
этого
Системный
оператор
может
заключать
договора
напрямую
с
такими
крупными
потребителя
-
ми
,
включая
их
в
свою
программу
«
балансирования
сети
».
Ещё
одна
возможность
участия
в
программах
по
управлению
потреблением
—
это
участие
в
рынке
системных
услуг
,
таких
как
краткосрочного
оператив
-
ного
резерва
(short-term operating reserve (STOR)),
че
-
рез
независимого
агрегатора
.
STOR
обеспечивает
дополнительную
активную
мощность
,
получаемую
от
генераторов
или
за
счёт
113
№
1 (28),
январь
–
февраль
, 2015
регулирования
потребления
.
Существует
два
типа
сервиса
STOR:
фиксированные
и
гибкие
.
Поставщи
-
ки
фиксированных
услуг
предоставляют
готовность
поставить
определённые
объёмы
мощности
в
за
-
ранее
оговорённые
промежутки
времени
в
течение
года
.
Таким
образом
,
приняв
тендер
,
Системный
оператор
National Grid
обязуется
купить
весь
объ
-
ём
предлагаемых
услуг
.
Поставщики
гибких
услуг
не
обязаны
предоставлять
услуги
(
объёмы
мощно
-
сти
)
во
все
промежутки
времени
,
и
National Grid
не
обязан
принять
и
купить
все
предлагаемые
объёмы
.
STOR
работает
на
основе
конкурентного
отбора
с
тремя
тендерами
в
год
.
Если
тендер
принят
опера
-
тором
,
то
поставщик
получает
компенсацию
в
виде
двух
платежей
:
за
готовность
и
за
непосредственное
участие
.
Ирландия
В
Северной
Ирландии
программы
по
управлению
потреблением
существуют
уже
более
20
лет
.
В
1993
го
-
ду
компания
Northern Ireland Electricity
внедрила
пря
-
мой
контроль
нагрузки
аккумуляторов
и
нагревате
-
лей
воды
с
использованием
радиопереключателей
.
Данная
программа
стала
успешной
и
привела
к
из
-
менению
тарифного
меню
и
общей
практики
работы
рынка
.
В
настоящее
время
в
Ирландии
существуют
следующие
программы
со
стороны
оператора
маги
-
стральных
сетей
:
схема
сокращения
потребления
в
зимний
максимум
(WPDRS),
программа
под
назва
-
нием
Powersave (
экономия
мощности
)
и
программа
краткосрочного
активного
резерва
(STAR).
WPDRS
была
внедрена
компанией
EirGrid
в
2003
го
-
ду
.
Она
предоставляет
потребителям
возможность
сократить
своё
потребление
между
17-00
и
19-00
за
определённое
вознаграждение
.
Платежи
включают
в
себя
фиксированную
плату
,
а
также
плату
за
готов
-
ность
,
основанную
на
разнице
между
исходным
про
-
филем
нагрузки
и
новым
уровнем
с
учётом
сниже
-
ния
.
Программа
Powersave
поощряет
крупных
и
сред
-
них
потребителей
сокращать
своё
потребление
в
пиковые
дни
.
В
свою
очередь
участники
получают
оплату
на
основе
непотреблённых
киловатт
-
часов
,
достигнутых
в
такие
дни
.
Сигнал
на
сокращение
может
поступить
в
любой
рабочий
день
и
на
любой
срок
.
Участников
уведомляют
о
таком
событии
зара
-
нее
.
Участники
программы
STAR
предоставляют
опре
-
делённые
объёмы
мощности
во
время
автоматиче
-
ского
прерывания
потребления
на
короткий
срок
,
возникающего
от
10
до
20
раз
в
год
.
Данная
програм
-
ма
предоставляет
Системному
оператору
резерв
мощности
,
который
используется
в
случае
потери
большого
генерирующего
объекта
или
иных
сбоев
в
поставках
.
Италия
Крупные
предприятия
заключают
договор
на
сни
-
жение
потребления
на
определённый
объём
.
Если
они
в
оговоренное
заранее
время
не
способны
это
сделать
,
то
оплачивают
штраф
.
Такие
программы
предоставляют
автоматическое
снижение
потребле
-
ния
в
экстренных
ситуациях
.
Регулятор
также
разра
-
ботал
механизм
ценообразования
для
мощностей
,
способных
сместить
своё
потребление
в
периоды
более
дешёвых
нагрузок
.
Программы
управления
потреблением
предо
-
ставляют
около
6,5%
пиковой
мощности
в
Италии
.
Испания
Программы
управления
нагрузками
существуют
в
Испании
с
1988
года
.
Для
участия
крупные
про
-
Рис
. 3.
Готовность
европейских
стран
к
«
умному
потреблению
»
Источник
: SEDC
2013
2014
МИРОВОЙ
ОПЫТ
114
мышленные
потребители
выбирают
специальный
тариф
.
Системный
оператор
может
запросить
их
об
ограничении
потребления
на
период
от
45
ми
-
нут
до
12
часов
,
сообщив
о
такой
потребности
за
-
ранее
.
На
рис
. 3
показано
,
как
изменилось
развитие
подобных
программ
управления
потреблением
в
разных
странах
Европы
в
2014
г
.
по
сравнению
с
2013
г
.
В
основном
это
касается
регуляторной
сто
-
роны
,
вовлечённости
и
условий
участия
потребите
-
лей
,
рисков
и
прозрачности
финансовых
механизмов
оплат
. «
Зелёные
»
страны
—
коммерчески
активный
рынок
,
полностью
открытый
для
участия
потреби
-
телей
. «
Жёлтые
» —
частично
открытые
. «
Свет
-
ло
-
коричневые
» —
на
начальном
этапе
развития
.
«
Красные
» —
закрытые
. «
Тёмно
-
коричневые
» —
регламенты
не
пересмотрены
в
сторону
участия
спроса
.
На
данный
момент
достаточно
сложно
оценить
финансовый
потенциал
программ
управления
по
-
треблением
и
соответственно
виртуальных
электро
-
станций
.
Но
,
по
оценке
некоторых
экспертов
в
США
,
данный
рынок
имеет
весьма
значительный
объём
:
около
6
млрд
долл
.
в
год
.
Это
оценка
непосредствен
-
но
чистой
прибыли
,
которую
получают
все
участники
от
домохозяйств
до
сбытовых
и
сетевых
компаний
.
Помимо
этого
,
необходимо
помнить
и
о
сэкономлен
-
ных
средствах
на
инвестиции
в
строительство
новых
электростанций
,
контроль
за
хищением
,
стабиль
-
ность
сети
и
т
.
п
.
ЧТО
НЕОБХОДИМО
СДЕЛАТЬ
,
ЧТОБЫ
ДОБИТЬСЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ
РАБОТЫ
РЫНКА
,
ОТКРЫТОГО
ДЛЯ
УПРАВЛЕНИЯ
ПОТРЕБЛЕНИЕМ
?
1.
Поставить
потребителя
в
самом
центре
системы
.
Традиционно
работа
балансирующего
рынка
,
его
регламенты
и
требования
для
участия
были
сформулированы
для
генераторов
.
Дать
воз
-
можность
более
дешёвым
источникам
энергии
коллективно
участвовать
в
рынке
—
одна
из
со
-
временных
задач
стран
,
пере
-
ходящих
к
новому
открытому
рынку
.
Необходимо
допустить
участие
агрегированной
мощ
-
ности
потребителей
в
рынке
наравне
с
остальными
источ
-
никами
энергии
.
Сделать
это
можно
с
помощью
виртуаль
-
ной
электростанции
,
собираю
-
щей
пул
потребителей
в
одном
географическом
районе
.
2.
Создать
систему
выплат
по
-
требителям
за
участие
в
таких
программах
.
Эти
выплаты
и
условия
должны
быть
не
дис
-
криминирующими
и
достаточ
-
но
привлекательными
,
чтобы
собрать
большое
количество
желающих
.
Например
,
в
Сло
-
вении
оператор
виртуальной
электростанции
(
местная
энергосбытовая
орга
-
низация
)
заключает
договор
с
крупными
потреби
-
телями
и
СО
на
год
.
В
договорах
оговариваются
условия
ограничения
:
общий
объём
,
периоды
времени
,
оплата
.
СО
отправляет
сигнал
о
необхо
-
димом
объёме
за
15
минут
до
этого
.
Виртуальная
электростанция
находит
необходимые
объёмы
из
имеющегося
пула
потребителей
в
соответствии
с
индивидуальными
договорами
и
передаёт
им
сигнал
на
сокращение
потребления
.
Если
пред
-
ложить
потребителям
участвовать
в
такой
про
-
грамме
,
где
СО
будет
изменять
их
потребление
автоматически
,
без
предварительного
согласо
-
вания
,
то
в
этом
случае
,
безусловно
,
желающих
будет
не
так
много
.
3.
Разработать
честные
правила
игры
,
учитывая
ин
-
тересы
всех
возможных
источников
энергии
,
а
не
только
традиционных
.
Например
,
рынок
резервов
требует
изменения
в
потреблении
в
течение
мак
-
симум
двух
часов
.
Если
в
требования
вносятся
поправки
о
готовности
снижать
потребление
в
те
-
чение
15
часов
,
то
это
правило
сразу
исключает
возможность
потребителей
участвовать
,
т
.
к
.
раз
-
грузка
на
такое
длительное
время
может
прине
-
сти
большой
вред
производству
.
Такое
правило
,
скорее
,
подходит
традиционным
генераторам
,
ра
-
ботающим
на
угле
.
4.
Определить
минимальные
и
максимальные
объ
-
ёмы
,
которые
потребители
могут
предлагать
на
рынке
.
5.
Принять
общие
коммуникационные
протоколы
и
стандарты
.
6.
Разработать
финансовые
стимулы
для
участия
потребителей
.
Стоимость
электроэнергии
,
по
-
ставленной
потребителями
за
счёт
их
гибкости
,
гораздо
дешевле
для
рынка
,
чем
традицион
-
ные
пиковые
станции
.
Базой
для
оплаты
долж
-
на
служить
мощность
(
кВт
),
а
не
только
энер
-
гия
(
кВт
·
ч
).
Оплата
услуг
потребителей
должна
быть
сопоставима
с
оплатой
электроэнергии
от
других
,
более
традиционных
,
источников
энер
-
гии
.
Измеренное
потребление
всего
Пула
участников
Профиль
нагрузки
без
активации
ВиЭС
Продукт
ВиЭС
(
высвобожденная
мощность
)
Профиль
нагрузки
после
активации
ВиЭС
Желаемый
уровень
профиля
нагрузки
Прогноз
уровня
нагрузки
Пула
Лимит
нагрузки
Пула
для
Активации
Оригинал статьи: Виртуальные электростанции в системе управления электрическими сетями. Управление потреблением и виртуальные электростанции: быть или не быть
Виртуальная электростанция (ВиЭС) — это неотъемлемая часть «умной сети», обладающая возможностью объединять в один несколько источников электроэнергии, частота использования которых в портфеле зависит от их индивидуальной эффективности и гибкости.
