Вопросы обеспечения балансовой и оперативной надежности энергосистемы - umotnas.ru o_O
Вопросы обеспечения балансовой и оперативной надежности энергосистемы - umotnas.ru o_O
|
страница 1
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Похожие работы
|
Вопросы обеспечения балансовой и оперативной надежности энергосистемы - страница №1/1
Долматова Марина Станиславовна аспирантка факультета Вычислительной математики и кибернетики МГУ имени М.В. Ломоносова Москва Вопросы обеспечения балансовой и оперативной надежности энергосистемы Во многих странах наряду с существованием рынка электроэнергии введены дополнительные механизмы, направленные на обеспечение его надежности. Концепция надежности энергосистемы содержит в себе две характеристики рынка: оперативная надежность, которая описывает способность системы выдерживать волнения и непредвиденные обстоятельства, и адекватность (балансовая надежность) - способность системы в любой момент времени удовлетворить спрос потребителей на мощность и электроэнергию. Другие страны, среди них и большая часть стран Европы, полагаются на рынки только электроэнергии для создания стимулов капиталовложений в строительство новых мощностей. Балансовая и оперативная надежность на рынках только электроэнергии В работах [1, 2] показано, что при определенных обстоятельствах совершенная конкуренция на рынках только электроэнергии способна привести к эффективным результатам, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективах. И, как следствие этого, на рынках только электроэнергии рост цен в ответ на сокращение резервов будет гарантировать надежность. Надежность в свою очередь создаст стимулы для строительства новых генерирующих мощностей. Согласно экономической теории, новые мощности вводятся, если цены достигают уровня долгосрочных предельных издержек производителей, между тем спотовые цены обычно держатся на уровне краткосрочных предельных издержек. Так как краткосрочные предельные издержки на электроэнергию существенно ниже долгосрочных, то для обеспечения надежности системы цены на спотовом рынке должны иногда достигать очень высоких уровней [3]. Одним из условий корректного функционирования рынка только электроэнергии является существенная эластичность по цене, такая, что спрос и предложение всегда пересекаются. На практике, однако, краткосрочная эластичность спроса очень низкая. Предложение, как только достигнут уровень располагаемой мощности, становится неэластичным. Негативную роль играют невозможность хранения электроэнергии и длительная реализация инвестиционных проектов. Как следствие, в периоды острой нехватки мощности на рынке может отсутствовать равновесие спроса и предложения. Это приводит к неограниченной рыночной власти производителей электроэнергии, что не соответствует конкурентной и эффективной организации рынка [4]. На баланс между инвестициями и ожидаемым доходом может повлиять множество структурных и политических факторов. Исследование параметров рынка только электроэнергии, например, NEM (National Electricity Market, Австралия), предусмотренных для достижения надежности на рынке, и их влияния на показатели надежности указывает на наличие ряда рисков. NEM – рынок только электроэнергии, когда инвесторы в строительство генерирующих мощностей должны покрывать свои полные издержки за счет заключенных контрактов и выручки на спотовом рынке. Теоретически это означает, что на спотовом рынке не должно быть ценового ограничения, что обеспечило бы возможность сохранения на рынке (либо вход на рынок) редко загружаемых генераторов. Однако возникает необходимость снижения рисков для покупателей, для чего было введено относительно высокое ценовое ограничение. В модели данного рынка важно, что у производителей электроэнергии нет необходимости подавать ценовые заявки, превышающие их операционные издержки, для того, чтобы возместить полные долгосрочные издержки. Крайне важным для обеспечения баланса между ценовыми сигналами для стимулирования инвестиций и использования электроэнергии является значение MPC (market price-cap), ограничивающего спотовую цену NEM. Слишком высокий MPC приводит к рискам потребителей, слишком низкий – к недостаточному уровню новых мощностей, что влечет риск увеличения уровня объема недопоставки электроэнергии и несоблюдения требований по надежности. Один из серьезных рисков, возникающих при увеличении уровня MPC, - усиление стимулов для производителей электроэнергии придерживаться стратегии экономического удержания ([3, 5]). Выручка производителей на рынках только электроэнергии может быть недостаточной для строительства пиковых агрегатов в количестве, требуемом для обеспечения заданного уровня надежности. Тогда, исходя из затрат на строительство новых агрегатов, инвесторы строят экономически обоснованное количество генерирующих мощностей. Этот уровень, как правило, ниже, чем необходимый для надежной работы системы, и влечет в данных условиях более низкие доходы производителей. Разница между выручками производителей электроэнергии при требуемом и экономически обоснованном уровнях резервов приводит к возникновению недополученной прибыли (missing money). Вследствие этого, производителям требуются дополнительные доходы для поддержания надежности системы с заданным уровнем резервов. Во многих странах возникла необходимость уверенности в том, что рыночная система инвестиций в генерирующие мощности способна гарантировать резерв, необходимый для надежной работы энергосистемы. И это стало причиной создания специального механизма торговли мощностью. Для обеспечения балансовой и оперативной надежности в мировой практике применяются механизмы, основанные на объеме и цене мощности. В работе рассмотрены две модели организации дополнительного рынка с целью обеспечения балансовой и оперативной надежности энергоресурсов: рынок мощности как механизм, оперирующий мощностью, исходя из ее объеме, и плата за мощность как механизм, оперирующий мощностью и основанный на цене. Анализ принципов работы и логическое обоснование именно этих моделей представляет практический интерес с точки зрения возможного применения их на рынке электроэнергии России, анализа и модернизации существующей структуры рынка. Механизмы, основанные на объеме мощности (рынки мощности) Механизмы, основанные на объеме мощности, напрямую обеспечивают необходимый уровень надежности. Они в явном виде устанавливают требования к уровню надежности и объему генерирующих мощностей на основании ожидаемого спроса и требований к резервам. Для ценообразования в этом случае используется дополнительный, часто рыночный, механизм. Отличительной чертой подобных моделей является то, что требования по объемам устанавливает регулирующий орган, и зачастую присутствует ценовое ограничение, определяемое политическим видением того, сколько общество готово платить за доступность мощности. Первоначально проекты рынков мощности предлагались только на некоторых рынках США (например, PJM). Однако сейчас подобные модели можно встретить в ряде других регионов, например, Западная Австралия и Российская Федерация. Платежи за мощность влекут дополнительные денежные потоки производителям электроэнергии. Это приводит к более стабильному доходу, особенно для пиковых агрегатов, что снижает риски для инвесторов. Если производители предлагают свою мощность по долгосрочным предельным издержкам, то дополнительный доход является существенным для покрытия постоянных издержек, что создает стимулы для инвестиций. Положительные эффекты от введения рынка мощности существенным образом зависят от двух входных условий: цены за продаваемую мощность, отражающей долгосрочные предельные издержки (пиковых) агрегатов, и от наличия согласованности между временным горизонтом рынка мощности и планированием инвестиционных проектов. Возможна и несогласованность в модели рынка, что приводит к существенной волатильности цены и подрывает сам принцип обеспечения определенности дохода для инвесторов. Недостаточная эластичность спроса может также привести к манипуляциям на рынке, а именно, к удержанию мощности. Особенно при относительно коротком временном горизонте эта модель скорее создает стимулы к удержанию мощности, чем к привлечению ее на рынок. Для обеспечения дополнительных гарантий поддержания безопасного предложения в системе механизмы торговли мощностью, основанные на цене, подразумевают выплату производителям специальных платежей за мегаватт мощности на основании ее доступности и вне зависимости от участия ресурса в диспетчерском управлении, либо на основании выработанной электроэнергии в качестве надбавки к равновесной цене. Платежи за мощность собираются с потребителей в виде дополнительной платы, пропорциональной потреблению. Механизмы, основанные на цене, можно грубо поделить на две категории по подходу к ценообразованию. Первый подход - с фиксированным вознаграждением. Устанавливается общий объем платежей за мощность, затем он распределяется по производителям на основании их вклада в надежность системы. Второй подход – определение платежей за мощность, являющихся функцией фактического резерва мощности в текущий день. Если ценообразование на основе фиксированных платежей связано с ценой новой пиковой генерации, приведенной к году, то второй подход связан с ценой сокращения спроса. Платежи за мощность были частью торговых соглашений Пула Англии и Уэльса (до 2001 года), и сейчас используются, например, в Испании, на Ирландском рынке SEM и в нескольких Южноамериканских странах, включая Аргентину, Чили, Перу. В механизмах, основанных на цене, присутствует существенная управленческая неопределенность. Она вызвана практическими трудностями в определении объема и распределении платежей между производителями и необходимостью ежегодной корректировки объема платежей. К недостаткам относится также то, что в системе с фиксированными платежами отсутствуют стимулы для поддержания мощности доступной в периоды ее дефицита. В случае динамических платежей наличие рыночной власти у производителей или недостаточно продуманное проектирование рынка могут привести к тому, что производители будут менять свое поведение для получения максимально возможных платежей. Каждая из рассмотренных моделей рынков несет в себе существенные риски, анализ и оценка которых необходимы для корректного проектирования реальных рынков электроэнергии. Успешное применение модели рынка только электроэнергии требует установления экономически обоснованного ценового ограничения, которое способно стимулировать как инвестиции, обеспечивая дополнительную прибыль производителям в пиковые периоды, так и потребление электроэнергии, не возлагая на потребителей чрезмерных рисков возникновения высоких цен. В период становления рынков мощности в ряде стран применяли модель платы за мощность, которая опирается на значения стоимости потери нагрузки и вероятности потери нагрузки. Однозначно корректного способа расчета этих величин нет. Также механизм платы за мощность является совершенно не рыночным, что делает наиболее вероятными экономически неэффективные результаты его работы. Основной целью механизмов, основанных на объеме мощности, является обеспечение долгосрочной надежности энергосистемы. Оценка применения рынка мощности на практике (PJM), в целом, положительная. Но результат функционирования этого механизма напрямую зависит от согласованности в определении функций спроса на мощность и сроков проведения аукционов. Это, в свою очередь, требует тщательного планирования, что не всегда возможно по политическим и экономическим причинам. Список литературы:
|
|
|