3.4. Рыночные механизмы выбора состава включенного генерирующего оборудования

Для осуществления эффективного оперативно-диспетчерского управления системному оператору необходимо заблаговременно осуществить выбор тех станций или даже отдельных энергоблоков, которые будут обеспечивать баланс производства и потребления электрической мощности во всей системе в целом с учетом нерегулярных колебаний графика потребления. При этом мгновенные изменения в системе автоматически демпфируются за счет регулирования выдачи мощности гидравлическими электростанциями (ГЭС). Однако по интегральной суточной выработке ГЭС существуют ограничения, вследствие чего приходится изменять значения выдаваемой мощности и на тепловых электростанциях (ТЭС), которые технологически не могут реагировать достаточно быстро из-за ограничений по скорости сброса и набора нагрузки.

Поэтому диспетчерские команды на снижение и повышение мощности, выдаваемой ТЭС в сеть, т.е. сброс и набор ими нагрузки, должны отдаваться заблаговременно. Именно по этой причине планирование нагрузки, которую должны нести генерирующие агрегаты (генераторы) станций, является необходимым элементом управления работой электроэнергетической системы. При этом в зависимости от цели планирования временные горизонты могут варьироваться в широких пределах.

Для включенного генерирующего оборудования можно выделить три этапа планирования: 1) на сутки вперед, когда каждая станция получает график работы на следующие сутки; 2) в балансирующем рынке, когда на оставшиеся часы суток график работы корректируется на основе оптимизационного расчета; 3) в режиме реального времени, когда диспетчерские команды корректируют текущий план балансирующего рынка. Первые два этапа планирования были подробно рассмотрены в двух предыдущих разделах. На этапе 3) системный оператор отдает команды исходя из простого правила: сброса (разгрузки) самой дорогой в данном энергорайоне станции и подъема (увеличения нагрузки) самой дешевой (кроме ГЭС).

Если же говорить о планировании вывода генераторов из так называемого «холодного» состояния, то этому этапу соответствуют более длительные временные интервалы в силу невозможности при современных характеристиках оборудования тепловых и атомных станций включать их блоки чаще, чем раз в неделю, и значительности времени, требуемого для технической реализации такого включения (по некоторым блокам - 8-10 часов).

С точки зрения экономики станции здесь существенна стоимость включения объектов генерации в синхронную работу, учитывающая затраты на их запуск из холодного состояния, и, соответственно, на их остановку (возврат в прежнее состояние). В настоящий момент информацию об этих затратах поставщики сообщают коммерческому оператору в четко регламентированном виде в форме ценовых заявок на пуск и останов соответствующих императоров. Коммерческий оператор передает эти данные системному оператору вместе с индикативными ценовыми заявками на будущую стоимость производства электроэнергии. На основании полученных данных системный оператор и осуществляет выбор состава включенного генерирующего оборудования (далее - ВСВГО) с применением процедуры оптимизации:

1. на неделю вперед (с упреждением за 2 дня, т.е. в четверг определяются все энергоблоки, отобранные для работы на следующую неделю с субботы по пятницу),

2. на конец рабочей недели (корректировка предыдущего расчета в понедельник на среду и оставшиеся дни недели). Кроме того, производится корректировка решений 1) или 2) на этапе планирования на сутки вперед, и могут потребоваться дополнительные изменения состава оборудования на этапе расчета плана балансирующего рынка - при любой очередной актуализации расчетной модели.

Ранее процедура ВСВГО не имела рыночного алгоритма, системный оператор осуществлял выбор исходя из требований надежности функционирования ЕЭС России, с учетом соблюдения годовой выработки электроэнергии по балансу Федеральной службы по тарифам России (который не всегда соответствует реальному положению дел), тарифов на электрическую энергию (хотя реальные переменные затраты станции могли быть и больше, и меньше установленного для неё тарифа) или осредненных каким-то образом топливных затрат. При этом зачастую выбор осуществлялся на основе субъективных и приблизительных соображений и собственного опыта диспетчеров, что вызывало немало нареканий со стороны поставщиков электроэнергии, которые не всегда соглашались с выбором системным оператором включения соседней дорогой станции вместо простаивающей дешевой.

Формализация процедуры ВСВГО и реализация разработанного алгоритма была осуществлена в декабре 2007 года. С этого времени указанный выбор осуществляется также исходя из требований надежности на основе ценовых заявок участников на пуск и останов их генерирующего оборудования и на производство электрической энергии на таком оборудовании.

Выбранный состав оборудования должен обеспечивать покрытие максимальной нагрузки потребления ЕЭС России, ОЭС и отдельных региональных энергосистем с нормативными запасами первичного, вторичного и третичного резервов активной мощности на загрузку генерирующего оборудования, а также прохождение ночных минимумов нагрузки при наличии резервов на разгрузку, с учетом возможных:

• флуктуаций потребления;

• аварийного отключения генерирующей мощности;

• аварийного отделения каких-либо (работающих в запланированных режимах синхронно с ЕЭС) частей ЕЭС России;

а также ограничений по пропускной способности электрической сети.

Технология ВСВГО

Дадим краткое описание технологии ВСВГО: В процедурах ВСВГО участвуют:

• Инфраструктурные организации:

• системный оператор,

• коммерческий оператор;

• Участники оптового рынка:

• Поставщики,

• участники с регулируемым потреблением (в отношении своих объектов генерации),

• покупатели, у которых есть объекты генерации мощностью 5 МВт и выше,

• импортеры.

Все организации участвуют в ВСВГО в отношении конкретных блоков или неблочных частей своего генерирующего оборудования (а не в отношении электростанций целиком), поскольку это обусловлено всей логикой централизованной диспетчеризации - системный оператор в каждый момент времени должен знать и понимать, какие именно блоки включены или не работают. При этом в существующей технологии ВСВГО не участвуют ГЭС: во-первых, системный оператор управляет ГЭС напрямую, так как ГЭС-генераторы составляют основной инструмент регулирования режима в реальном времени; во- вторых, затраты на пуск у ГЭС минимальны (не надо жечь топливо). Также из процедуры ВСВГО исключены АЭС (пуски/остановы атомных блоков в основном связаны с их ремонтами и не очень часты в связи с их низкой маневренностью) и отдельные (небольшие) ТЭЦ (режим включения генераторов и котлоагрегатов таких ТЭЦ в основном определяется их тепловой нагрузкой). С развитием технологии ВСВГО и появлением новых мощностей в ЕЭС России круг генерирующего оборудования, участвующего в ВСВГО, будет расширяться.

Для участия в ВСВГО участники регистрируют в СО значения следующих условно-постоянных параметров соответствующих генерирующих агрегатов (блоков): технологический минимум нагрузки, которую может нести данный блок (Рмин), противоположный минимуму - технический максимум нагрузки (Рмакс) блока, длительность пуска/останова блока (для пуска - с учетом исходного состояния может быть разная длительность), и /или ограничение на число пусков в неделю по согласованию с системным оператором (1 раз), скорости набора и сброса нагрузки блока в нормальном диапазоне регулирования. Каждый из этих параметров учитывается при планировании графика загрузки блоков на неделю вперед.

Отбор заявок и планирование режимов

Выбор генерирующего оборудования производится на типичную (ординарную) неделю (далее - неделя ВСВГО), которая начинается с субботы текущей недели и заканчивается пятницей следующей недели. В существующей технологии ВСВГО делается два оптимизационных расчета ВСВГО. Первый расчет является основным, и его результат задает выбор генерирующего оборудования на всю неделю ВСВГО целиком (т.е. на все 7 суток недели). Второй расчет является корректирующим по отношению к первому, по его результатам уточняется выбор генерирующего оборудования на конец этой недели ВСВГО (среда-пятница).

Корректирующий расчет необходим для того, чтобы учесть «историю» фактических пусков/остановов за пятницу - понедельник недели ВСВГО (так как указанная история может отличаться от того графика пусков/остановов, который был запланирован по результатам основного расчета, например, вследствие аварии в системе или из-за того, что какой-то блок не смог запуститься по плану ВСВГО и пришлось оставлять на замену или включать другой блок, который должен был быть отключен). Кроме того, на конец недели ВСВГО появляется более точный прогноз потребления (например, вследствие уточнения прогноза погоды) и другие прогнозы (ограничения для ГЭС, графики тепловой нагрузки и иные вынужденные режимы у генераторов и т.п.). С развитием технологии ВСВГО корректирующих расчетов может быть несколько (например, уточнение основного расчета ВСВГО перед расчетом рынка на сутки вперед будет также проводиться по формальной - оптимизационной процедуре).

В чем заключается выгода для поставщика, участвующего в ВСВГО? Во-первых, своими ценовыми заявками на ВСВГО (о них речь пойдет чуть позже) он влияет на решение системного оператора включить или не включить генерирующее оборудование поставщика в график пусков/остановов - низкие ценовые заявки на пуск с большей долей вероятности приведут к отбору его оборудования, и наоборот. Во-вторых, указанный поставщик получает плату за пуск своего генерирующего оборудования по результатам оптимизационного расчета ВСВГО (подчеркнем, что за все пуски НЕ по результатам расчета ВСВГО никакой платы за пуск не полагается). В действующей технологии ВСВГО также не полагается плата за останов.

Ценовые заявки на ВСВГО участники подают коммерческому оператору, который в регламентные сроки передает их системному оператору для проведения оптимизационного расчета ВСВГО. Ценовые заявки подаются один раз до наступления недели ВСВГО и действуют в течение всей недели ВСВГО, причем эти заявки на производство электроэнергии действуют как индикативные, т.е. задающие индикаторы - ограничения сверху для заявок, подаваемых ежесуточно.

Ценовая заявка на ВСВГО участника включает в себя:

• цены производства электрической энергии на блоке. Указанные в этой заявке цены используются затем как верхние пределы цен для ценовых заявок такого участника на рынке на сутки вперед. Т.е. если участник впоследствии укажет в заявках на рынке на сутки вперед цены выше цен производства электрической энергии в заявке на ВСВГО, то они будут автоматически «срезаны» коммерческим оператором до цен в заявке на ВСВГО. Это требование логично, т.к. когда блок был включен по результатам процедуры ВСВГО, то предполагалось, что электрическая энергия, произведенная на таком блоке, будет стоить не дороже цены, указанной в заявке на ВСВГО;

• стоимость пуска блока. Дело в том, что при запуске блока требуется определенное время для набора им величины Pmin и для синхронизации работы с ЕЭС России - в течение всего этого времени станция расходует топливо, стоимость которого и указывает участник в своей заявке (кроме этого в стоимость пуска блока могут включаться и другие затраты по решению самого участника);

• стоимость останова блока.

Какие именно блоки будут включены и на какое время, а какие остановлены - определяется в результате решения задачи оптимизации ВСВГО, основным критерием которой является минимизация суммы стоимости электрической энергии, производимой на включенных блоках, стоимости пусков и стоимости остановов с учетом физических ограничений.

Физические ограничения заключаются в том, чтобы на выбранном составе генерирующего оборудования можно было осуществить физически реализуемый электрический режим.

Например, пусть блок А - очень дешевый с точки зрения стоимости электрической энергии, но дорогой по стоимости пуска, а блок Б наоборот - очень дорогой по электрической энергии, но дешевый по стоимости пуска. При прочих равных по результатам оптимизационного расчета ВСВГО в работу будет включен блок А (несмотря на то, что стоимость его пуска больше стоимости пуска блока Б), а не блок Б, так как в совокупности, с учетом стоимости производимой электрической энергии, блок А окажется "дешевле" блока Б.

Кратко бизнес-процесс существующей технологии ВСВГО состоит из следующих этапов.

Пусть день Z - суббота текущей недели (т.е. первый день недели ВСВГО).

В день Z-2 (четверг, за два дня до начала недели ВСВГО) системный оператор:

1) формирует на неделю ВСВГО предварительную топологию электрической сети с сетевыми ограничениями, с учетом полученного от сетевых компаний подтверждения о

готовности к проведению ремонтов сетевого оборудования в соответствии с плановым графиком;

2) принимает предварительное решение о планируемом на неделе ВСВГО выводе в ремонт генерирующего оборудования.

V гром в день Z-2 (четверг, за 2 дня до начала недели ВСВГО):

1. поставщики заявляют системному оператору актуальные на этот день и предварительные на ближайшую неделю ВСВГО данные о готовности генерирующего оборудования с учетом согласованных графиков ремонтов;

2. поставщики передают коммерческому оператору ценовые заявки на ВСВГО в отношении всех своих блоков;

3. коммерческий оператор передает указанные заявки системному оператору.

Вечером того же дня Z-2 системный оператор на неделю ВСВГО:

• определяет прогноз потребления и требования к резервам и другим параметрам, влияющим на решение задачи ВСВГО (например, системный оператор задает перечень режимных блоков - тех блоков, которые должны быть включены в работу по условиям надежности, независимо от их ценовых заявок. Пуск для таких блоков пока не оплачивается, хотя в будущем, возможно, будет введена оплата как для системных генераторов);

• формирует актуализированную расчетную модель на день Z и набор плановых/прогнозных расчетных моделей на неделю ВСВГО;

• решает задачу оптимизации ВСВГО с начальными данными дня Z-1 (подготовленными в день Z-2 на основе еще прошлого расчета ВСВГО) и прогнозом на неделю, результаты сообщает участникам и коммерческому оператору. Решение определяет выбор оборудования на сутки с Z по Z+3 (для проведения торгов на РСВ) и предварительный выбор оборудования на оставшиеся последние дни недели ВСВГО - Z+4, Z+5 и Z+6.

В день Z+2 (понедельник, третий день недели ВСВГО) системный оператор уточняет прогноз потребления и требования к резервам и другим параметрам задачи ВСВГО и:

• формирует актуализированную расчетную модель на день Z+3 и набор плановых/прогнозных моделей на дни Z+4, Z+5 и Z+6 (с учетом фактической «истории» пусков/остановов за дни Z, Z+1 п Z+2);

• Решает задачу оптимизации ВСВГО с начальными данными для дня Z+2 и прогнозом на конец недели ВСВГО. Решение определяет выбор оборудования на дни (Z+4)-(Z+6) для проведения торгов на рынке на сутки вперед (если не будет корректировок в неоптимизационном - текущем режиме планирования).

В дополнение к результатам ВСВГО (выбор включенного генерирующего оборудования на неделю ВСВГО/конец недели ВСВГО) существуют следующие процедуры, также влияющие на выбор генерирующего оборудования для работы на сутки X:

1. поставщики заявляют системному оператору актуальное состояние (подтверждают готовность) генерирующего оборудования на сутки X и оставшуюся неделю ВСВГО до дня Z;

2. за ухудшение параметров готовности генерирующего оборудования снижается размер платы за мощность, получаемой поставщиком (см. в следующей Главе).

В идеальной картине выбор оборудования на сутки X, максимально приближенный к реальному времени, должен совпасть с выбором оборудования на эти сутки, сделанном в ходе решения оптимизационной задачи ВСВГО. Однако в реальности, вследствие таких причин, как например:

• потребление оказалось выше/ниже, чем было учтено при решении задачи ВСВГО;

• один из поставщиков оказался не готов запустить требуемые системным оператором блоки;

• сетевая компания вывела во внеплановый ремонт свои объекты, и это повлияло на выбор генерирующего оборудования;

выбор включенного оборудования на сутки X по каким-то блокам может отличаться от результатов решения задачи ВСВГО (как уже говорилось выше - за пуски не по результатам оптимизации ВСВГО поставщики платы не получают).

В случае если задача ВСВГО по каким-либо причинам не решена (не найдено оптимальное решение или процесс оптимизации но сошелся или произошел сбой в программном обеспечении и т.п.) или решена некорректно, например, не обеспечены резервы мощности на разгрузку или загрузку, системный оператор выбирает состав включенного генерирующего оборудования на основе старом технологии, которая действовала до внедрения формальной технологии ВСВГО в декабре 2007 года. Однако в этом случае никто из участников не получает платы за пуски.

Как участники получают плату за пуски по ВСВГО и кто оплачивает эти пуски?

В конце каждого месяца системный оператор передав! коммерческому оператору перечень блоков, которые в течение этого месяца запускались в работу по результатам процедур ВСВГО. В отношении каждого из таких блоков на рынке на сутки вперед возникает дополнительное требование, размер которого равен произведению соответствующей стоимости пуска блока на его установленную мощность.

Денежные средства, которые поставщики должны получить за свои пуски по ВСВГО за расчетный период, собираются со всех оптовых покупателей путем корректировки их предварительных обязательств и требований. При этом величина начисленном корректировки для каждого оптового покупателя рассчитывается прямо пропорционально разнице между его максимальным и

минимальным плановым почасовым потреблением за указанный месяц. Эта разница характеризует степень неравномерности потребления, и, логично, чтобы затраты на пуски блоков покрывались пропорционально этому показателю.

Все, что было описано выше в настоящем разделе, относилось к технологии ВСВГО, которая работает в плановом режиме, и заблаговременно отбирая в работу блоки и определяя, тем самым, график их загрузки. Между тем пуски блоков иногда приходится осуществлять в режиме реального времени (на балансирующем рынке). Такие пуски, например, происходят, когда возникает аварийная ситуация, и (или) потребление внезапно резко идет вверх - в этих случаях системному оператору для балансирования генерации и потребления приходится давать команды на разворот блоков в режиме реального времени. Плата за пуски в реальном времени производится всегда - независимо от того, участвует блок в ВСВГО или нет - исходя из значения цены за пуски на балансирующем рынке, которая указывается отдельно при подаче заявки на рынке на сутки вперед.

ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ

1. Кто является участниками процедур ВСВГО?

2. На какой период подаётся заявка на ВСВГО?

3. В чём заключаются стимулы для участия в ВСВГО?

4. Что включает в себя ценовая заявка участника?

5. Какие факторы учитывает системный оператор в процессе решения

задачи ВСВГО и что является результатом ВСВГО?

6. Каким образом осуществляется оплата за участие в ВСВГО?