Электроэнергетика

Электроэнергетика
Электроэнергетика – базовая отрасль российской экономики
Российская электроэнергетика и ее место в мире
Основные этапы развития отечественной электроэнергетики
Структурная перестройка электроэнергетики России в 1990-е годы
Реформирование электроэнергетики в 1998—2008 гг.
Реформирование электроэнергетики в 1998—2008 гг.
Техническая база российской электроэнергетики
Электропередача
Оперативно-диспетчерское управление
Примеры рынков электроэнергии
Особенности розничного рынка электроэнергии США
Уроки, вытекающие из обобщения опыта и функционирования рынков электроэнергии
Синхронная зона ЕЭС/ОЭС
Торгово-экономическое сотрудничество российской электроэнергетики
Реформа электроэнергетики в России
Организация реформирования электроэнергетики
Переход к конкурентным рынкам
Организационно-экономическая структура отрасли электроэнергетики
Операционная деятельность
Применение модели товарно-денежных потоков
Основные субъекты рынка электроэнергии
Распределительные сетевые компании
Организации коммерческой инфраструктуры
АО-энерго - энергосистемы изолированных регионов
Задачи реформирования энергосистем Дальнего Востока
Система государственного регулирования в электроэнергетике
Сфера и методы тарифного регулирования в современной электроэнергетике
Стимулирующее регулирование
Система регулируемых тарифов в российской электроэнергетике
Тарифы на услуги по передаче электрической энергии
Недискриминационный доступ к услугам естественных монополий
Антимонопольное регулирование рынка электроэнергии
Методы антимонопольного регулирования
Прогнозирование и проектирование развития электроэнергетики
Системное проектирование электроэнергетики
Система рынков в электроэнергетике
Основы построения оптового и розничных рынков
Узловое ценообразование
Балансирующий рынок
Рынок мощности
Рынок системных услуг
Финансовые права на передачу
Розничный рынок электрической энергии
Особенности оптового рынка в российской электроэнергетике
Особенности российского розничного рынка электроэнергии
Рынки сервисов
Рынок тепловой энергии и его взаимосвязь с рынком электроэнергии
Особенности рынков тепловой энергии в России
Управление надежностью в электроэнергетике
Обеспечение надежности Механизмы управления надежностью
Рынок системных услуг и основные направления повышения надежности
Атомная энергетика
Атомная энергетика занимает важное место в энергетике России.
Экологические проблемы эксплуатации АЭС
Концепция экологической безопасности АЭС
Природоохранные технологии на АЭС
Отработаное ядерное топливо
Демонтаж АЭС по окончании ее нормальной эксплуатации
Геотермальная энергетика
Электромашиностроение и электротехника
Особенности экологических проблем ТЭС и ГЭС, пути их решения
Проблема эмиссии парниковых газов

Примеры рынков электроэнергии

В период доминирования вертикально-интегрированных компаний между ними существовало тесное сходство в том, как они работали. С началом либерализации электроэнергетики и с созданием конкурентных рынков в разных странах и юрисдикциях (штатах, или отдельных местностях со своими законами) обозначились существенные различия, обусловленные историческими, политическими, экономическими и иными причинами. На сегодняшний день в мире не существует двух абсолютно идентичных по устройству в той или иной степени конкурентных рынков электроэнергии. Описать все здесь не представляется возможным. Однако с некоторыми наиболее характерными, краткое описание которых приводится ниже, полезно ознакомиться.

Прежде всего рассмотрим Пул Англии и Уэльса и новую систему торговли (NETA). В Великобритании, после национализации всех предприятий электроэнергетики лейбористским правительством Антони Идена в 1947 г. создано предприятие под названием Центральная дирекция по производству электроэнергии (Central Electricity Generating Board или CEGB), которому переданы все электростанции и вся высоковольтная сеть. Эта организация продавала электроэнергию двенадцати региональным распределительным компаниям по оптовому тарифу (который утверждался правительством), а те продавали ее конечным потребителям. К концу восьмидесятых годов прошлого века цены на электроэнергию в Великобритании были выше, чем во всех остальных странах Западной Европы. Причины этого заключались в следующем.

Во-первых, большая часть электростанций в Англии и Уэльсе работала на дорогом угле, который поставлялся государственной угольной компанией, а на использование импортного топлива действовал правительственный запрет.

Во-вторых, Центральная дирекция по производству электроэнергии закупала оборудование, произведенное только в Великобритании, иногда по ценам намного выше, чем на мировом рынке. Как выяснилось в дальнейшем, количество персонала в Центральной дирекции и в распределительных компаниях намного превышало необходимое. Производительность труда была низкой. Центральная дирекция по производству электроэнергии настаивала на необходимости масштабной программы строительства новых генерирующих мощностей, в основном чрезвычайно дорогих АЭС.

Экономическая политика правительства г-жи Тэтчер была направлена на приватизацию государственных предприятий и внедрение конкуренции всюду, где есть для этого возможность. В 1989 г. Британский Парламент принял закон о прекращении деятельности Центральной дирекции по производству электроэнергии. Вместо нее были созданы две крупные генерирующие компании, которым передали все тепловые электростанции в Англии и Уэльсе. Их акции были проданы на бирже. Производство электроэнергии на АЭС осталось в руках государства. В то время считалось, что по разумной цене АЭС в тот момент продать не удастся. Тем не менее, они были успешно приватизированы уже через несколько лет. Все двенадцать распределительных компаний приватизированы также путем продажи их акций на бирже. Вся система электропередачи высокого напряжения была передана вновь созданной Национальной Сетевой Компании (NGC), акции которой были переданы теперь уже частным распределительным компаниям. Правительство сохранило за собой «золотую акцию», дающую право вето на любое решение Совета Директоров Национальной Сетевой Компании. До сегодняшнего дня это право ни разу не было использовано.

Первый в истории полностью конкурентный рынок электроэнергии (England and Wales Pool — далее Пул), начал работать в Англии и Уэльсе в 1990 г. В нем использовалась практика централизованного планирования и ведения режимов, так как в тот момент никто не верил, что надежность энергосистемы удастся обеспечить каким-либо другим образом. Алгоритм оптимизации механизма производства - потребления электроэнергии учитывал большое число различного рода особенностей энергосистемы и даже исторических факторов, связанных со сложившимися традициями в управлении генерацией*, и поэтому был чрезвычайно сложным. Попытки упростить его и усовершенствовать оказались безуспешными.

Перечислим особенности Пула Англии и Уэльса:

наличие рынка «на сутки вперед» и балансирующего рынка; причем цены последнего рассчитывались уже postfactum (после факта); как в одном, так и в другом рынке использовалось ценообразование на основе цены в замыкающей заявке (маржинальное ценообразование, см. параграф 6.2.);

одновременная оптимизация как производства электроэнергии, так и размещения резервов;

однобокость конкурентного механизма — конкурируют только предприятия — производители энергии без участия потребителей;

отсутствие требования заявлять всю рабочую мощность и практически отсутствие санкций за невыполнение обязательств — прошедшую через аукцион заявку производитель электроэнергии мог не выполнять;

плата за мощность устанавливалась пропорционально расчетной вероятности перерыва в энергоснабжении;

компенсация упущенной выгоды производителям электроэнергии, чье производство ограничивается или не востребовано ввиду системных ограничений;

распределение стоимости потерь среди потребителей пропорционально количеству потребленной электроэнергии.

Цена электроэнергии для оптовых покупателей была одинакова и не зависела от дифференцированного сетевого тарифа, который определялся следующим образом. Территория Англии и Уэльса была поделена на 11 зон; в каждой из них производители и потребители энергии оплачивали сетевой тариф по разным ставкам. В зонах с избыточной мощностью ставки для потребителей были низкими, а для производителей — высокими. В зонах с дефицитом мощности наоборот. Пул Англии и Уэльса, несмотря на ряд недостатков, доказал, что эффективная конкуренция между производителями электроэнергии не только возможна, но и весьма благотворна. Результатами его работы стали: модернизация существующих электростанций; вывод из строя заведомо убыточного устаревшего генерирующего оборудования; привлечение крупных частных инвестиций в строительство новых электростанций; существенное снижение издержек производства электроэнергии, в частности, за счет снижения числа работников. За время работы Пула заметно снизились цены на электроэнергию для конечных потребителей. Пул научил энергетиков работать в конкурентной среде и положил конец мифу о том, что без вертикальной интеграции нельзя обеспечить надежность электроснабжения. Его конструкция послужила основой для проектирования конкурентных рынков электроэнергии в Австралии, Новой Зеландии, Сингапуре.

Пул Англии и Уэльса прекратил свое существование в 2001 г. Ему на смену пришла новая система торговли. Причиной замены пула на новую систему торговли NETA (New Electricity Trading Arrangement) послужили перечисленные выше его недостатки и политические соображения. Можно привести следующие доводы, в которые власти Великобритании, очевидно, верили, идя на этот, стоивший, по многим оценкам, около 1 млрд английских фунтов, шаг:

негибкость управления Пулом препятствовала изменениям и тормозила проводимые реформы энергетики;

ограниченное влияние спроса на механизм ценообразования привело к ценам, которые оказались выше экономически обоснованных;

сложность и непрозрачность механизма ценообразования и ограниченная конкуренция задерживали развитие рынков финансовых производных инструментов и ограничивали ликвидность на рынке контрактов;

Пул давал возможность злоупотреблений, поскольку у всех производителей электроэнергия покупалась оптовиками по одной и той же цене, в то время как сама эта цена устанавливалась на основании заявок лишь немногих из них. То есть существование единой цены Пула вместо договорных цен между индивидуальными продавцами и покупателями препятствовало оказанию давления спроса на уровень цен.

Последнее утверждение, наиболее сомнительное с точки зрения доказательности, оказалось определяющим для принятия решения. К сожалению, те, кто принимали решение по поводу ввода NETA, не предоставили абсолютно никаких доказательств злоупотреблений, а фактом остается то, что с начала работы новой системы никакого снижения цен для конечных потребителей не произошло.

Существуют документальные доказательства того, что лейбористское правительство Великобритании, поддерживая ввод NETA, было убеждено, что таким образом создаются более благоприятные условия для продолжения жизни британской угольной промышленности и соответственно шахтеров, традиционно голосующих за лейбористскую партию. Тем не менее одного введения NETA оказалось явно недостаточно для осуществления этой цели. В настоящий момент впервые за много лет разрабатывается новая энергетическая стратегия Великобритании, предусматривающая специальные меры, стимулирующие строительство угольных и атомных электростанций. Предыдущая энергетическая стратегия Великобритании определялась одной фразой: «Мы создали рынок электроэнергии и убеждены, что он обеспечит необходимое количество генерирующих мощностей сегодня и в будущем».

Основной принцип NETA — все, в том числе и физические, лица, желающие купить или продать электроэнергию, имеют право вступать в любые свободно заключенные договорные отношения между собой. Это, по мнению разработчиков NETA, должно было привести к тому, что львиная доля поставляемой на рынок электроэнергии будет продаваться или покупаться через одну из биржевых площадок или посредством двусторонних или многосторонних контрактов. В число тех, кто торгует электроэнергией, входят не только генерирующие и сбытовые организации, которые непосредственно производят и поставляют электроэнергию конечным потребителям, но и перекупщики (трейдеры).

Роль NETA не только в том, чтобы задавать правила торговли электроэнергией на биржевых площадках и/или через двусторонние договоры, но и в осуществлении в режиме, близком к режиму реального времени, клиринга и расчетов отклонений между контрактными и физическими объемами электроэнергии у лиц, покупающих, продающих, производящих и потребляющих электроэнергию.

На практике трейдеры могут купить или продать больше или меньше электроэнергии, чем они продали или купили; генерирующие предприятия могут физически произвести больше или меньше, чем они продали; конечные потребители могут потребить больше или меньше электроэнергии, чем их сбытовые компании для них приобрели. Центральная система NETA как раз и предназначена, чтобы измерять эти отклонения и определять цены, по которым они торгуются, а также рассылать счета за них. Процессы, с помощью которых рассчитываются объемы отклонений и размеры платежей за них, носят название «Расчет отклонений» (Imbalance Settlement). Задача расчета отклонений не в том, чтобы установить оптовые цены на электроэнергию, как это было ранее, а в том, чтобы определить цену и произвести расчет именно за отклонения фактических объемов от плановых при относительно малой разнице между контрактными и физическими объемами покупки-продажи электроэнергии участниками рынка.

Данные коммерческого учета по генерации и потреблению на оптовом рынке в Англии определяются каждые полчаса, поэтому расчет отклонений в рамках NETA также производится каждые полчаса.

Помимо расчета отклонений, NETA также призвана осуществлять функции балансирования системы, т.е. корректировки загрузки генерирующих мощностей в зависимости от спроса в режиме реального времени. Необходимость в этом механизме обусловлена двумя причинами: весьма возможно, что совокупный объем генерации, который электростанции готовы произвести или физически производят, не будет равняться совокупному уровню потребления, который потребители намерены потребить или физически потребляют в любой заданный момент; из-за ограниченной пропускной способности сети иногда необходимо изменить объем производства или потребления отдельных генераторов или потребителей по сравнению с их желаемым объемом производства-потребления, чтобы предотвратить нарушение системных ограничений.

Именно поэтому в дополнение к расчету отклонений в рамках NETA предусмотрено функционирование «механизма балансирования» (balancing mechanism). Системный оператор определяет, какие действия следует предпринять для поддержания баланса между потреблением и производством, как на национальном (поддержание стабильности частоты), так и на локальном (предотвращение нарушения системных ограничений) уровне. Для этого он заключает с производителями электроэнергии краткосрочные контракты, действующие в режиме, близком к режиму реального времени. Таким образом, в NETA отсутствуют механизмы централизованного выбора состава оборудования, планирования и отчасти ведения режимов, присущие Пулу Англии и Уэльса. Вместо этого действия продавцов и покупателей определяются в основном теми договорами, которые им удалось заключить. Эффективность данной системы торговых отношений, а также надежность снабжения электроэнергией подкрепляется следующими немаловажными факторами:

наличием избытка генерирующих мощностей, значительная часть которых представлена самым современным и маневренным оборудованием типа ПГУ, введенным в действие на протяжении предыдущего десятилетия;

наличием достаточно мощной магистральной сети с избыточной пропускной способностью;

накопленным за последнее десятилетие опытом работы в конкурентной среде;

тщательно разработанной нормативно-правовой базой;

достаточно совершенной структурой финансовых отношений;

развитой системой измерений и оснащенностью приборами типа АСКУЭ и соответствующими базами данных для коммерческого учета;

практически полностью конкурентными рынками топлива.

Внедрение NETA было сопряжено со многими трудностями, в основном связанными с созданием програмно-аппаратного комплекса (ПАК), призванного реализовать положения Кодекса «О балансировании и проведении расчетов». После внедрения NETA обнаружилось много ошибок как в самом ПАКе, так и ошибок, допущенных участниками. Тем не менее можно утверждать, что внедрение комплекса NETA стало успешным благодаря именно тому, что участники к этому моменту уже имели за своими плечами десятилетний опыт жизни в рыночной среде.

Существенное развитие идея конкурентного рынка электроэнергии с централизованной системой планирования и ведения режимов получила благодаря работам группы ученых Гарвардского университета под руководством профессора Вильяма Хогана. Эти работы стали основой предложенной Федеральной Энергетической Комиссией США (FERC) Стандартной модели рынка (Standard Market Design). Основные отличительные черты Стандартной модели рынка:

ценообразование на основе аукционов ценовых заявок продавцов и покупателей с использованием оптимизационных алгоритмов, учитывающих системные ограничения для планирования режимов на «сутки вперед»;

ведение режимов в реальном времени через «спотовый» рынок, объединяющий технологию и коммерцию (системный оператор обеспечивает баланс производства и потребления на основе заявок и оптимизационного алгоритма);

почасовые узловые цены;

допустимость двухсторонних договоров между продавцами и покупателями при условии оплаты ими разницы узловых цен между точкой поставки и точкой потребления торгуемой электроэнергии.

требование к организациям, управляющим сетями, обеспечить участникам рынка возможность приобрести финансовые права на передачу электроэнергии (Firm transmission rights), ограждающие их от рисков, связанных с разницей узловых цен.

В США к 2004 г. активно функционировали шесть конкурентных оптовых рынков электроэнергии, под управлением независимых системных операторов: PJM (Пенсильвания — Нью-Джерси — Мэрилэнд); рынок Новой Англии; рынок штата Нью-Йорк; рынок Среднего Запада (MISO); рынок Калифорнии; рынок Техаса.

Рынок Новой Англии, рынок штата Нью-Йорк, рынок PJM и рынок Среднего Запада (MISO) близки по своей конструкции к предложенной Федеральной Энергетической Комиссией США (FERC) Стандартной модели рынка. Устройство первых трех рынков во многом объяснимо тем, что до перехода к торговле на конкурентной основе все три объединения существовали в виде жестких пулов (tight pools) — объединений вертикально интегрированных энергокомпаний, для которых характерно централизованное планирование и контроля режимов всех генерирующих мощностей, принадлежащих различным энергокомпаниям, входящим в такой пул. Отличия правил рынка в Калифорнии и Техасе существеннее, однако по всей вероятности, всем энергосистемам США придется привести их в соответствие со Стандартной моделью рынка.

Атомная и традиционная энергетикаю Экологические проблемы