Организация интеллектуального учета электроэнергии при функционировании розничных рынков электроэнергии

Заключение

Проведен анализ двух методов расчета наведенных напряжений на отключенных воздушных линиях, находящихся вблизи действующих линий электропередачи. Достоинством методики, утвержденной ОАО «ФСК ЕЭС», является возможность исключить необходимость дополнительных измерений на ряде ВЛ. При этом для выполнения расчетов по ней требуется большое число исходных данных.

Рассмотренная неутвержденная методика позволяет использовать более простые расчетные выражения, но ее применение возможно только на двухцепных опорах ВЛ и с использованием измеренных значений наведенных напряжений на той же ВЛ.

Расчеты, выполненные по обеим методикам для оценки наведенных напряжений нескольких ВЛ энергосистемы Приморского края, показали, что рассмотренные ВЛ 110 кВ относятся к линиям под наведенным напряжением.

1. СТО ОАО «ФСК ЕЭС» 56947007-29.240.55.018-2009. Методические указания по определению наведенного напряжения на отключенных воздушных линиях, находящихся вблизи действующих ВЛ - М. : ФСК ЕЭС, 2009. - 35 с.

2. Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок. - Министерство труда и социальной защиты Российской Федерации. Утв. 24.07.2013. № 328н - М. : Омега-Л, 2016. - 139 с.

3. Способ определения величины наведенного напряжения на воздушной линии с двуцепными (многоцепными) опорами: пат. 2596809 Рос. Федерация: И.А. Неудачин, А.С. Афанасенко, Е.А. Разумец, Н.Ю. Снопкова, Г.П. Муссонов; заявитель и патентообладатель - ФГБОУ ВО «ИРНИТУ».

УДК 621.31.031

Н.В. Савина, А.С. Вивдыч

ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ПРИ ФУНКЦИОНИРОВАНИИ РОЗНИЧНЫХ РЫНКОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

В статье показаны методические подходы к организации интеллектуального учета электроэнергии на основе действующих точек коммерческого и технического учета электроэнергии. Приведена особенность функционирования розничных рынков электроэнергии и показана их увязка с интеллектуальным учетом электроэнергии.

Ключевые слова: интеллектуальные системы, точка поставки на рынке, гарантирующие поставщики, ценообразование, коммерческий учет, технический учет электроэнергии.

THE ORGANIZATION OF INTELLECTUAL ACCOUNTING OF THE ELECTRIC POWER WHEN FUNCTIONING THE RETAIL MARKETS OF THE ELECTRIC POWER

Methodical approaches to the organization of intellectual accounting of the electric power on the basis of the operating points of commercial and technical accounting of the electric power are shown in article. The feature offunctioning of the retail markets of the electric power is given and are shown their coordination with intellectual accounting of the electric power.

Key words: intellectual systems, point of supply in the market, guaranteeing suppliers, pricing, commercial accounting, technical accounting of electricity.

В настоящее время развитие электроэнергетики идет по пути интеллектуализации. Это вызвано многими причинами, из которых наиболее существенны возросшие требования к надежности и качеству электроснабжения потребителей. Возникает необходимость принятия быстрых и эффективных решений, которые смогли бы вывести мировую энергетику на совершенно новый уровень развития. При эксплуатации систем электроэнергетики актуальными являются задачи минимизации затрат на производство, передачу и распределение электроэнергии, оперативное реагирование на любые изменения в сети, повышение надежности и энергоэффективности электрических сетей и систем электроснабжения, в том числе включением в них возобновляемых источников энергии. Всем этим требованиям и задачам отвечает интеллектуальная электроэнергетическая система.

Интеллектуальная электроэнергетическая система (Smart Grid) — это автоматизированная система, самостоятельно отслеживающая и распределяющая потоки электроэнергии для достижения максимальной эффективности ее использования. Применение современных информационных и коммуникационных технологий позволяет взаимодействовать оборудованию сети Smart Grid друг с другом, образуя единую интеллектуальную систему электроснабжения. Собранная с оборудования информация анализируется, а результаты анализа помогают оптимизировать использование электроэнергии, снизить затраты, увеличить надежность и эффективность энергосистем [5].

Основа интеллектуальной сети - информационно-коммуникационные технологии. Предпосылками для образования таких сетей являются: системы скоординированного управления и распределенной автоматизации и контроля, распределенный интеллект устройств, интеграция системы управления с операционными устройствами, коммуникация замеренной даты для целей управления и принятия решений, программное обеспечение на основе методов и алгоритмов искусственного интеллекта [6].

Развитие электроэнергетики по пути Smart Grid приводит к необходимости перехода на интеллектуальные измерения и учет электроэнергии, которые позволяют осуществлять передачу данных о параметрах режима и количестве потребленной электроэнергии в режиме реального времени. В настоящее время в России, как и во всем мире, наблюдается растущий интерес к современным технологиям интеллектуального учета электроэнергии. При интеллектуализации электроэнергетики рыночные отношения останутся, а розничные рынки электроэнергии будут развиваться.

Рынок электроэнергии может нормально функционировать только при условии, что в каждый момент времени обеспечивается баланс производства и потребления. Нормативно условия работы рынков энергии и мощности закреплены в [3, 4]. В соответствии с [3] экономической и технологической основой функционирования электроэнергетики является система отношений, связанных с производством и оборотом электроэнергии и мощности на оптовом и розничных рынках. Порядок работы розничного рынка электроэнергии и мощности, взаимоотношения покупателей и продавцов электроэнергии определен в [3].

Для организации интеллектуального учета электроэнергии в рыночных условиях необходимо рассмотреть особенности функционирования рынков энергии и мощности. На оптовом рынке осуществляется торговля электрической энергией и мощностью с участием крупных производителей и крупных покупателей, а также иных лиц, получивших статус субъекта оптового рынка. Розничный рынок электроэнергии рассматривает куплю-продажу электроэнергии между энергоснабжающими организациями и потребителями меньшей мощности. Исполнение обязательств по поставке электроэнергии между потребителем и поставщиком электроэнергии осуществляется в точке поставки на розничном рынке, т.е. в месте электрической сети, которое находится на границе между потребителем и сетевой организацией.

Существуют два вида договоров, которые гарантирующие поставщики и независимые энергосбытовые компании могут заключать с потребителями электроэнергии на розничном рынке: договор купли-продажи электроэнергии и договор электроснабжения.

Договор купли-продажи электроэнергии. По условиям указанного договора потребитель должен самостоятельно урегулировать с сетевыми организациями вопросы оказания услуг по передаче электроэнергии. При этом потребитель также обязан заключить с сетевой компанией договор оказания услуг по передаче электроэнергии.

Договор энергоснабжения. В соответствии с условиями этого договора гарантирующий поставщик или независимая энергосбытовая компания в интересах потребителя урегулирует отношения по передаче электроэнергии с сетевыми организациями. В этом случае энергосбытовая компания самостоятельно заключает договор оказания услуг по передаче в интересах потребителя с сетевой компанией.

В зависимости от ценообразований, которые складываются на рынке, может по-разному организовываться учет электроэнергии. Поставка электрической энергии (мощности) населению и приравненным к нему категориям потребителей осуществляется по регулируемым ценам (тарифам). Энергопринимающими устройствами потребителя на розничном рынке считаются интегральные приборы учета, обеспечивающие учет электрической энергии суммарно по состоянию на определенный момент времени. На розничных рынках в ценовых зонах гарантирующие поставщики продают электроэнергию клиентам (за исключением населения) по нерегулируемым ценам. При этом указанные потребители (покупатели) оборудованы приборами учета, позволяющими измерять почасовые объемы потребления электрической энергии, при условии включения в договор энергоснабжения условия о планировании объемов потребления электрической энергии по часам суток [3].

Различают два вида учетов электроэнергии - коммерческий и технический. Они позволяют комплексно решать проблему экономии электроэнергии путем снижения коммерческих потерь электроэнергии, правильной организации определения ее технических потерь. Технический учет электроэнергии - это учет электроэнергии, которая вырабатывается, передается и потребляется на конкретном предприятии в целях осуществления эффективного контроля и различных нужд технического характера. Коммерческий учет электроэнергии - это учет количества электроэнергии, которая была отпущена тому или иному потребителю, для определения в финансовом выражении расчета за поставку. Не всегда точка поставки на розничном рынке совпадает с коммерческим учетом электроэнергии. Это создает определенные трудности в организации не только точного учета отпущенной или потребленной электроэнергии, но и в определении потерь электроэнергии, а также доли потерь, оплачиваемой конкретным покупателем на розничном рынке. Существующие подходы к учету электроэнергии не позволяют эффективно решить рассматриваемую задачу.

Главный признак новой интеллектуальной системы учета электроэнергии (ИСУЭ), отличающий ее от существующей системы коммерческого и технического учета, - расширение функций, причем в систему вовлекаются принципиально новые функции: определение технических потерь электроэнергии, сведение балансов в режиме, близком к online, участие в решении режимных задач. Точная информация об отпущенной и потребленной электроэнергии в требуемом объеме и в требуемых точках сети позволит среди прочего решать задачи оптимизации потоков активной и реактивной мощности, управления качеством электроснабжения, управления электропотреблением, в том числе точечное ограничение в электроэнергии только потребителя-неплательщика, не прерывая электроснабжения исправно платящих потребителей.

Исходя из сказанного, можно определить дополнительные функции, которыми должен быть наделен ИСУЭ, помимо традиционных, присущих техническому и коммерческому учетам. К ним относятся:

дистанционное автоматическое получение от каждой точки измерения (узла учета) у потребителя, в том числе бытового, сведений об отпущенной или потребленной электроэнергии;

расчет внутриобъектового (многоквартирный жилой дом, микрорайон, коттедж, поселок) баланса поступления и потребления энергоресурсов с целью выявления технических и коммерческих потерь и принятия мер по эффективному энергосбережению;

контроль параметров поставляемых энергоресурсов с целью обнаружения и регистрации их отклонений от договорных значений;

обнаружение фактов несанкционированного вмешательства в работу приборов учета или изменения схем подключения электроснабжения;

применение санкций против злостных неплательщиков методом ограничения потребляемой мощности или полного отключения энергоснабжения;

анализ технического состояния и отказов приборов учета; подготовка отчетных документов об электропотреблении;

оснащение средствами учета электроэнергии точек поставки на оптовом и розничном рынках; обеспечение возможности управления режимами электропотребления и контроля показателей качества электрической энергии не только по центрам питания и границам балансовой принадлежности распределительных сетей, но и в точках передачи электроэнергии от одного собственника другому; анализ потребителями собственного электропотребления и оптимизация затрат; сокращение потерь электроэнергии.

Кроме того, интеллектуальный учет электроэнергии позволит упорядочить систему учета для определения коммерческих показателей в отношении определения обязательств и требований оплаты услуг по транспорту электроэнергии, гармонизировать собственные интересы и интересы смежных субъектов оптового и розничного рынков энергии и мощности в рамках существующей системы взаимодействий и возможной системы взаимодействий при переходе на платформу Smart Grid. Именно исходя из этих целей, интеллект измерений и учета электроэнергии - это главным образом интеллект решения технологических задач, необходимых в системах электроснабжения. Сетевая компания, обеспечивающая транспорт электроэнергии от поставщика к покупателю, должна сводить баланс по своей территории на новой качественной ступени - оперативно, прозрачно и полно. А это означает сбор информации от всех присоединенных к сети субъектов рынка, формирование учетных показателей и передачу их тем же субъектам для определения взаимных обязательств и требований. Решение этих задач возможно только при наличии ИСУЭ [1].

Одним из основных элементов интеллектуальной системы учета электроэнергии являются счетчики электрической энергии. Информация о счетчиках электроэнергии, совместимых с интеллектуальной системой учета, приведена в [7, 8, 9].

Покажем возможности счетчиков такой системы на примере бытового потребителя. Они способны отследить данные по каждому бытовому устройству и установить определенные правила работы в часы максимальных нагрузок. Интеллектуальные счетчики электроэнергии (так называемые смартметры) позволяют оценивать расход энергии и передавать данные оператору и потребителю по сотовой связи, Wi-Fi и другим беспроводным каналам связи. Счетчики электроэнергии можно запрограммировать на коммуникацию с различной бытовой техникой и управлять ею с учетом различных условий тарификации. Интеллектуальные счетчики позволяют обнаруживать потери энергии в сетях, облегчая поиск и устранение дефектов на линии.

Отметим ряд безусловных преимуществ данного счетчика по сравнению с типовым выносным измерительным комплексом учета (ИКУ):

погрешность данного счетчика вдвое ниже, в то время как чувствительность на порядок выше, чем у типового;

межповерочный интервал определяется самим счетчиком, в то время как для типового ИКУ необходимо отслеживать межповерочные интервалы всех компонентов, входящих в его состав;

интеллектуальный счетчик не подвержен негативному влиянию низкого качества электрической энергии.

Счетчик отличается также простотой в монтаже и эксплуатации за счет наличия дистанционной передачи информации посредством GSM-связи, малыми габаритами и массой [2].

Рассмотрим организацию интеллектуального учета электроэнергии на примере участка электрической сети г. Благовещенска. Этот участок связывает поставщика электроэнергии - Благовещенскую ТЭЦ и покупателей электроэнергии - бытовых потребителей. Транспорт электроэнергии от поставщика к потребителям осуществляется по электрическим сетям 110 и 10 кВ (АО «ДРСК») и электрическим сетям 10 и 0,4 кВ (АО «АКС»). Структура этого участка с указанием технического и ком-

на базе действующих технического и коммерческого.

Как видно из рисунка, точки коммерческого учета и границы раздела балансовой принадлежности в ряде случаев не совпадают. Также не совпадают точки поставки на розничном рынке и точки коммерческого учета электроэнергии. При переходе на интеллектуальный учет (что также показано на рис. 1) повышается точность учета электроэнергии, решаются дополнительные задачи, разнесенные по зонам ответственности. В итоге можно ожидать повышения энергоэффективности электрических сетей, повышения качества электроснабжения.

Выделены три зоны ответственности для организации интеллектуального учета электроэнергии в условиях функционирования розничных рынков (см. рис. 1).

К первой зоне ответственности интеллектуального учета относятся:

дистанционное автоматическое получение сведений об отпущенной и потребленной электроэнергии из второй зоны ответственности;

определение баланса электроэнергии и мощности по зоне ответственности, выявление коммерческих потерь и определение технических потерь;

контроль параметров поставляемой электроэнергии;

анализ технического состояния и отказов приборов учета; подготовка отчетных документов об электропотреблении;

оснащение средствами учета электроэнергии точек поставки на оптовом и розничном рынке; обеспечение возможности управления режимами электропотребления и качества электрической энергии;

сокращение потерь электроэнергии в зоне ответственности. Вторая зона:

дистанционное автоматическое получение сведений об отпущенной и потребленной электроэнергии на основе обработки данных от каждого узла учета потребителя;

расчет баланса электроэнергии, выявление коммерческих потерь, определение технических

потерь;

контроль параметров поставляемой электроэнергии и регистрация их отклонений от договорных значений;

применение санкций против злостных неплательщиков; анализ технического состояния и отказов приборов учета;

оснащение средствами учета электроэнергии точек поставки на розничном рынке; обеспечение возможности управления режимами электропотребления и контроля показателей качества электрической энергии;

сокращение потерь в электрических сетях зоны ответственности. К третьей зоне ответственности интеллектуального учета относятся:

дистанционное автоматическое получение информации от каждой точки измерения у потребителя;

расчет внутриобъектового баланса поступления и потребления энергоресурсов; обнаружение фактов несанкционированного вмешательства в работу приборов учета; подготовка отчетных документов об электропотреблении;

анализ потребителями собственного электропотребления и оптимизация затрат; применение санкций против злостных неплательщиков методом ограничения потребляемой мощности или полного отключения энергоснабжения.

Особенностью третьей зоны ответственности интеллектуальной системы учета является наличие в ней как поставщиков электроэнергии, так и потребителей. При этом поставщиками электрической энергии при интеллектуальном учете на розничном рынке могут быть не только энергосбытовые организации, включая гарантирующего поставщика, но и распределенная генерация, активные потребители.

Таким образом, в работе рассмотрена организация интеллектуального учета электроэнергии в электрических сетях и у потребителей в условиях функционирования розничного рынка энергии и мощности. Показано расширение функций учета при его интеллектуализации и их разделение по зонам ответственности. Рассмотрены преимущества перехода на интеллектуальный учет электроэнергии.

1. Зеленохат, Н.И. Интеллектуализация ЕЭС России: инновационные предложения: практическое пособие. - М.: ИД МЭИ, 2015. - 76 с.

2. Ледин, С.С. Интеллектуальные сети Smart Grid - будущее российской энергетики // Автоматизация и IT в энергетике. - 2015. - № 11. - С. 86

3. Постановление Правительства РФ от 04.05.2012 № 442.

4. Федеральный закон «Об электроэнергетике» от 26.03.2003 г. № 35-ФЗ

5. http://www.sicon.ru/about/articles/?base=&news=16

6. http://eexpert26.ru/37-smart-metering-intellektualnyy-uchet-elektroenergii.html

7. https: //market. elec. ru/nomer/34/smart-meter-shag-v-novuyu-epohu/

8. http://elenergi.ru/elektronnye-schetchiki-predlagayut-neskolko-sposobov-borby-s-xishheniem-elektroenergii-i-zashhity-ot-nepravilnyx-podklyuchenij.html

9. https://www.t-c-t.ru/o-tehnologii/umnye-schetchiki/