"Энергоснабжающая Самобалансирующая Организация (ЭССО): ключевые аспекты концепции"

Презентация АО "НТЦ ЕЭС (Московское отделение" на заседании Научно-технической коллегии НП «НТС ЕЭС» и Секции по проблемам надежности и безопасности больших систем энергетики Научного совета РАН по системным исследованиям в энергетике 23 ноября 2017 года.

Transcript

1. Энергоснабжающая Самобалансирующая Организация (ЭССО) Ключевые аспекты концепции Ноябрь 2017 года
2. Термины и определения Активный энергетический комплекс (АЭК) – совокупность электрически связанных объектов по производству электрической энергии, накопителей электрической энергии, объектов электросетевого хозяйства и энергопринимающих устройств потребителей электрической энергии, объединенных единой системой поддержания баланса производства и потребления, соединенных с внешней энергосистемой в одной точке с контролируемыми (управляемыми) параметрами. Энергоснабжающая самобалансирующая организация (ЭССО) – новый субъект энергетики для управления промышленными АЭК: управляет технологическими режимами АЭК для обеспечения экономически обоснованного баланса производства и потребления электрической энергии в АЭК при условии нормирования перетока по связям с внешней энергосистемой; выступает единым субъектом отношений по купле-продаже электрической энергии и консолидирует иные внешние связи АЭК; обеспечивает финансовые расчеты и формирование системы гражданско-правовых отношений между участниками АЭК. 2
3. Базовые предпосылки 3 ЭССО – ответ на этот вызов «Большая» генерация эффективнее, но особенности регулирования отрасли и «навес» дополнительных затрат стимулируют платёжеспособных потребителей уходить на собственную распределённую генерацию. Как следствие, надежность энергосистемы в целом падает, а рынок мгновенно перетасовывает потоки, повышая расходы оставшихся в «большой» энергетике и снижая рентабельность «большой» генерации. Высокая стоимость содержания и развития сетевой инфраструктуры Дотации социальному и бюджетному секторам, РД, перекрёстное субсидирование Высокая цена на электроэнергию для промышленного потребителя ДПМ, поддержка Дальнего Востока и Крыма
4. АЭК/ЭССО – активный промышленный энергокомплекс первого этапа 4 ЕЭС России ГБП Оплата услуг сетевых компаний только в отношении энергии, поставляемой из сети Строгое нормирование параметров потребления из сети, без выдачи в сеть Определение объемов поставки электроэнергии и оказанных услуг на ГБП между сетью и ЭССО В основе – собственная генерация. Возможны дополнения, в частности ВИЭ, накопители. Основной объем энергии для потребителей ЭССО вырабатывается генераторами АЭК Промышленные потребители имеют тех. присоединение к генератору АЭК Компактное территориальн ое расположение, на длину теплотрассы от ТЭЦ АСУ ЭССО: вторичное, третичное регулирование, мониторинг и расчет режимов, аналитика, прогнозирование выработки, нагрузки, оптимизация загрузки, биллинг
5. Основные технические аспекты АЭК/ЭССО 5 ▪ Pпотр max 50 МВт при синхронном присоединении к ЕЭС ▪ Pпотр max без ограничений при асинхронном присоединении к ЕЭС через вставку постоянного тока ▪ Pген max «новой» (создаваемой для АЭК/ ЭССО) – любая, учитывающая Pпотр max . Для «старой» генерации Pген max ≤ 25 МВт. ▪ Технологическое присоединение к сети общего пользования – на напряжении строго до 220 кВ. ▪ Технологическое присоединение получает ЭССО как единый объект. Возможно по нескольким точкам, но в каждый данный момент времени переток будет осуществляться только через одну точку. ▪ Экспорт в сеть общего пользования при ТП генератора на общих условиях ▪ Установление как максимума, так и минимума величины перетока из сети общего пользования в АЭК/ЭССО. В случае перебора – отключение автоматикой ▪ Обязательный интеллектуальный учет всех технических параметров АЭК/ЭССО Безграничные технические возможности для применения устройств интеллектуальной энергетики. Переход к цифровой экономике.
6. ЭССО – оператор активного энергетического комплекса 6 ▪ Техническое и оперативно-технологическое управление энергетическими объектами участников АЭК ▪ Организация гражданско-правовых взаимоотношений между участниками ▪ Организует работу по планированию и оперативно-технологическому управлению ▪ Балансирует АЭК в части производства и потребления с учётом перетока из ЕЭС и эксплуатирует энергетические объекты ▪ Отвечает за устранение перегрузок внутри ЭССО и ликвидацию аварий ▪ Консолидирует и представляет интересы всех участников АЭК/ЭССО во внешней среде ▪ Обеспечивает юридическое взаимодействие участников АЭК между собой ▪ Реализует производимую в границах АЭК/ЭССО электроэнергию на принципах розничного рынка
7. Типы АЭК/ЭССО 7 Тип 1. Создаётся новое технологическое присоединение Новая генерация создаётся для новых потребителей Тип 2. Пропускная способность технологического присоединения не изменяется Рост генерации (строительство новой или дозагрузка существующей) для увеличения объёма потребления внутри АЭК Тип 3. Пропускная способность технологического присоединения сокращается Новая генерация создаётся (или дозагружается существующая) без изменения объёма потребления
8. 8 Концепция финансово-экономической модели ЭССО Операционные затраты за период: • компенсация выпадающих доходов внешних организаций; • затраты на производство энергии генерацией АЭК; • затраты на содержание собственного сетевого хозяйства; • потери во внутренних сетях; • техническое обслуживание и ремонты; • иное. Капитальные затраты на создание АЭК/ЭССО: • основное генерирующее и сетевое оборудование; • вспомогательное оборудование; • ПИР, СМР, ПНР; • иное. Прибыль инвестора создания АЭК, определяемая в рамках договорных отношений внутри АЭК/ЭССО. Коэффициент приведения единовременных затрат к заданной дате, рассчитывается в течение срока окупаемости на основе: • нормы доходности, установленной в рамках договорных отношений; • индексов инфляции по определенным статьям затрат. Коэффициент, определяющий долю единовременных затрат, относимых на конкретного потребителя Стоимость технологического присоединения АЭК/ЭССО к сети Затраты потребителя за период = (CapExЭССО + Ктп + Динв) х Kдоля.е. х Kприв.е. + (OpExЭССО + Допер) х Kдоля.о. + Звн.сеть Услуги оператора, определяемые в рамках договорных отношений внутри АЭК/ЭССО Коэффициент, определяющий долю операционных затрат, относимых на конкретного потребителя Затраты на электроэнергию из внешней сети, относимые на конкретного потребителя, определяются механизмом (правилами) функционирования розничного рынка электрической энергии и мощности и договорными отношениями внутри АЭК/ЭССО
9. Система интеллектуального управления АЭК/ЭССО (ЭССО-ПО) 9 Вторичное регулирование частоты и перетоков активной мощности; Вторичное регулирование напряжения и реактивной мощности; Третичное регулирование. Выбор состава генерирующего оборудования, оптимизация загрузки оборудования на сутки, оперативная оптимизация, среднесрочная оптимизация; Режимное, противоаварийное управление, блокировки. Регулирование, управление и оптимизация Мониторинг электрического режима; Мониторинг состояния оборудования; Оценка технического состояния оборудования и системы, моделирование и анализ аварий. Мониторинг, обеспечение надежности и снижения совокупной стоимости владения Расчеты и аналитика Расчет установившегося режима, прогнозирование нагрузки, прогнозирование выработки ВИЭ. Поддержка бизнес-процессов, телеметрия Учет электроэнергии, биллинг, оценка потерь; Технологический обмен информацией; Получение ценовых условий, метеопрогнозов. Функции ЭССО-ПО
10. ЭССО-эффекты Для промышленных потребителей АЭК/ЭССО ▪ снижение стоимости энергоснабжения на 10-30% без необходимости вкладываться в непрофильный генерирующий актив ▪ повышение энергоответственности, переход к ценозависимому поведению ▪ повышение качества электроэнергии и надежности энергоснабжения за счет сохранения присоединения к сети общего пользования 10
11. ЭССО-эффекты Для электроэнергетической отрасли ▪ оптимизация затрат субъектов электроэнергетики, снижение потерь и расширение возможностей для сетевых организаций по технологическому присоединению новых потребителей ▪ предотвращение неконтролируемого распространения очагов распределенной энергетики и, как следствие, предотвращение финансовых потерь у сети общего пользования ▪ предотвращение ухудшения надежности и безопасности технологической работы ЕЭС вследствие неконтролируемого исхода потребителей в распределенную энергетику с сохранением тех.присоединения к ЕЭС ▪ сокращение операционных затрат сетей, связанных с необходимостью транспорта электроэнергии до тупиковых узлов с низкой загрузкой ▪ потенциальная возможность повышения надёжности и безопасности за счёт снижения токов короткого замыкания, влияния высших гармоник, реактивной мощности и других негативных явлений в сетях 11
12. ЭССО-эффекты Для страны ▪ включение в общемировой тренд по созданию интеллектуальных энергетических систем с возможностью экспорта решений ▪ апробация и развитие элементов цифровой экономики в энергетике ▪ создание дополнительных стимулов для развития энергозатратного производства ▪ снижение тарифной нагрузки на экономику вследствие оптимизации операционных расходов сетей ▪ привлечение инвестиций в регионы для реализации проектов ЭССО ▪ создание условий для экономически эффективной интеграции ВИЭ и использования местных видов топлива для генерации 12
13. Приложения
14. 14 Пример эффективности ЭССО. Проект 1. Greenfield. Вводные по проекту ЭССО: Схема присоединения к внешним сетям остается без изменений. Рассматривается строительство когенерационного энергоцентра на базе 4 ГПУ по 2000 кВт. СН2 1 МВА 1 МВА Сеть 10 кВ МРСК РТП 10 кВ 0,4 кВ 2 МВт: 1 кат – 0,1 МВт 2 кат – 1,9 МВт АРБП 8 МВт Индустриальный парк 4 х 2000кВ т/э э/э Схемы присоединений представлены условно - Существующие объекты - Новые / строящиеся объекты ‒ Производство сэндвич панелей; ‒ Производство изделий из пластмасс; ‒ Заводы металлоконструкций; ‒ Производство пенопласта; ‒ Приборостроительное предприятие; ‒ Ремонтное предприятие; ‒ Завод ЖБИ; ‒ Фармакологическое предприятие. 8 МВт Индустриальный парк Энергоцентр работает параллельно с ЕЭС, по электрическому графику, круглогодично. Для теплоснабжения потребителей предусматривается строительство тепловой сети. Отбор тепла осуществляется на отопление (сезонно) и на ГВС (круглогодично). В период ремонтов генерирующего оборудования недостающий объем электрической энергии покупается из внешней сети, а тепловой на пиковой котельной. Результаты ЭССО для потребителей: ‒ Электрическая энергия со скидкой 10%. Для сравнения: текущая средневзвешенная цена составляет 4,91 руб./кВтч (с НДС), а при реализации ЭССО снизится до 4,42 руб./кВтч (с НДС). ‒ Тепловая энергия по себестоимости производства на собственной котельной, что составляет в текущих ценах 983 руб./Гкал. Результаты ЭССО для инвестора: ‒ Чистая приведенная стоимость (NPV) – 57 млн руб. ‒ Дисконтированный срок окупаемости (DPB) – 8 лет ‒ Внутренняя ставка доходности (IRR) – 21% ‒ Доходность на собственный капитал – 43%
15. 15 Пример эффективности ЭССО. Проект 2. Brownfield СН2 2х630 кВА Сеть 10 кВ МРСК 0,4 кВ АРБП 10 МВт Индустриальный парк т/э э/э Схемы присоединений представлены условно - Существующие объекты - Новые / строящиеся объекты 2х400 кВА ‒ Производство лифтов; ‒ Производство полуфабрикатов из стальной заготовки; ‒ Производство посуды и бытовых изделий; ‒ Логистический центр и производство бутилированной воды; ‒ Пищевое производство; ‒ Производство металлоконструкций; ‒ Производство пластмасс; ‒ Завод по производству утеплителя. 5 х 2 000 кВт 10 кВ Котельная 10,3 Гкал 1,9 МВт Вводные по проекту ЭССО: Рассматривается строительство когенерационного энергоцентра на базе 5 ГПУ по 2000 кВт. Строительство тепловой сети и пиковой котельной не требуется. Остальные вводные аналогичны проекту 1. Результаты ЭССО для потребителей: ‒ Электрическая энергия со скидкой 10%. Тепловая энергия по себестоимости производства на собственной котельной - 983 руб./Гкал. ‒ Максимально возможная скидка на электрическую энергию более 20% (при обеспечении доходности инвестора на собственный капитал 40% и сохранении отпускной цены тепловой энергии по ценам котельной). Результаты ЭССО для инвестора: ‒ Чистая приведенная стоимость (NPV) – 143 млн руб. ‒ Дисконтированный срок окупаемости (DPB) – 6 лет ‒ Внутренняя ставка доходности (IRR) – 26% ‒ Доходность на собственный капитал – 61%
16. Необходимые законодательные изменения 16 в Правилах недискриминационного доступа к услугам по передаче электрической энергии и оказания этих услуг, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 27.12.2004 № 861 (пункт 15(1)) - Обязательства по оплате услуг по передаче электрической энергии потребителями электрической энергии, чьи энергопринимающие устройства опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации через объекты энергетики производителей электрической энергии, формируются на границе балансовой принадлежности между объектами производителей электрической энергии и сетевой организации.
17. Необходимые законодательные изменения 17 в Основах ценообразования в области регулируемых цен (тарифов) в электроэнергетике, утв. Постановлением Правительства РФ от 29.12.2011 г. №1178 (пункт 81), и Основных положениях функционирования розничных рынков электрической энергии, утв. Постановлением Правительства РФ от 04.05.2012 г. №442 - Ставка на содержание электрических сетей тарифа на услуги по передаче электроэнергии оплачивается потребителями электрической энергии, чьи энергопринимающие устройства опосредованно присоединены к электрическим сетям территориальной сетевой организации через объекты энергетики производителей электрической энергии, только в части объемов электрической энергии, не обеспеченных выработкой электрической энергии соответствующей электрической станцией.
18. Необходимые законодательные изменения 18 в Правилах оптового рынка электрической энергии и мощности, утв. Постановлением Правительства РФ от 27.12.2010 №1172 (пункт 33) - Для целей выполнения условий нераспространения требования Федерального закона "Об электроэнергетике" о реализации объектом генерации установленной мощностью более 25МВт всей производимой электрической энергии и мощности только на оптовом рынке, объем поставки (потребления) электрической энергии и мощности потребителям, чьи энергопринимающие устройства непосредственно присоединены к объектам энергетики производителей электроэнергии, не учитывается.
19. Необходимые законодательные изменения 19 в Правилах отнесения субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии к кругу лиц, подлежащих обязательному обслуживанию при оказании услуг по оперативно-диспетчерскому управлению в электроэнергетике, утв. постановлением Правительства РФ от 14.02.2009 N 114 (пп. «г» пункта 2) - Хозяйствующий субъект, осуществляющий деятельность по производству, передаче и купле-продаже электрической энергии с использованием принадлежащих ему на праве собственности или на ином законном основании электростанции и иных объектов электроэнергетики, непосредственно связанных между собой и (или) с принадлежащими ему энергопринимающими устройствами, преимущественно для удовлетворения собственных производственных нужд, не подлежит обязательному обслуживанию Системным оператором при оказании услуг по оперативно- диспетчерскому управлению в электроэнергетике в части управления технологическими режимами работы объектов электроэнергетики в случае, если поставка электрической энергии указанной электростанции осуществляется потребителям без использования электрических сетей территориальных сетевых организаций и/или единой национальной (общероссийской) электрической сети.
20. Из рекомендаций круглого стола по развитию конкуренции в электроэнергетике, Государственная Дума РФ, 13.03.2017. «…рассмотреть возможность… создания (для последующего включения в качестве кластера в территориальные распределительные сети) самостоятельных интеллектуальных активных микроэнергокомплексов, функционирующих параллельно с Единой энергетической системой России на принципах энергоснабжающей самобалансирующей организации (ЭССО), как эффективного механизма привлечения инвесторов в объекты малой распределенной энергетики и обеспечения системного спроса на устройства и решения интеллектуальной энергетики.» 20