УПРАВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫМИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ

5.6.1. ФОРМИРОВАНИЕ РЫНОЧНЫХ ОТНОШЕНИЙ В РОССИЙСКОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ

Организационная структура отрасли в ходе акционирования и решения по ее совершенствованию. Начавшийся в 1991 г. переход России к рыночной экономике обусловил необходимость структурных реформ в электроэнергетике России и создания новых форм внутри‑ и межотраслевых экономических отношений. В 1992 г. было проведено акционирование и началась частичная приватизация предприятий отрасли. Этому предшествовала реструктуризация отрасли, обусловленная неравномерным размещением генерирующих мощностей и зависимостью большинства российских регионов от межсистемных перетоков электроэнергии и мощности. В сложившихся условиях это грозило монополизмом энергоизбыточных регионов и дезорганизацией межсистемных перетоков. Выход из ситуации был найден в сосредоточении основных функций управления в единой холдинговой компании – Российском акционерном обществе энергетики и электрификации (РАО «ЕЭС России»), контролирующей электроэнергетику почти всей страны, и в переводе в режим оптовой торговли крупнейших электростанций с выводом их и системообразующих сетей из состава региональных энергоснабжающих организаций.

В составе РАО «ЕЭС России», образованного в соответствии с указами Президента РФ, предполагалось сосредоточить отраслевые объекты межсистемного значения: крупные тепловые (мощностью от 1000 МВт) и гидравлические (мощностью от 300 МВт) станции, имеющие общую мощность 95 млн. кВт (около половины всей установленной мощности), системообразующую сеть высокого напряжения, а также центральное и объединенные диспетчерские управления и другие отраслевые предприятия и организации. Все они становились дочерними компаниями с передачей РАО 100% их акционерного капитала. Кроме того, в уставный капитал РАО передавалось 49% акций каждого из региональных акционерных обществ энергетики и электрификации (АОэнерго), создаваемых на базе имущества бывших региональных производственных объединений после изъятия из них крупных станций и сетевых объектов. Для сохранения государственного контроля над отраслью государство закрепило за собой контрольный пакет обыкновенных акций РАО (51%) сроком на 3 года (в 1996 г. этот срок был продлен еще на 3 года).

^{Рис. 5.10. Управление электроэнергетическим комплексом России}

На основе предусмотренных, но по разным причинам не полностью реализованных мер реструктуризации РАО получило в собственность 34 электростанции. Остальные акционировались и приватизировались в составе АОэнерго; 7 из 34 электростанций переданы в аренду региональным АОэнерго, которые самостоятельно управляют ими, выплачивая небольшую арендную плату РАО «ЕЭС России». Из оставшихся 27 электростанций РАО 5 имеют статус его филиалов, а остальные 22 стали его дочерними акционерными обществами (12 из них находятся

в полной собственности РАО). Неполностью были реализованы и планы передачи акций АОэнерго в уставный капитал РАО «ЕЭС России». Три АОэнерго передали в уставный капитал РАО менее 49% своих голосующих акций (АО «Башкирэнерго», АО «Бурятэнерго», АО «Новосибирскэнерго»). Два АОэнерго (АО «Татэнерго» и АО «Иркутскэнерго») не передали своих акций и стали полностью независимыми от РАО акционерными обществами, причем АО «Иркутскэнерго» сохранило в своем составе три крупные ГЭС, которые должны были перейти в собственность РАО «ЕЭС России» с переводом в режим оптовой торговли. Сложившаяся в результате этих преобразований схема управления электроэнергетическим комплексом России и структура собственности в ее электроэнергетике показаны на рис. 5.10 и 5.11 [5.31].

^{Рис. 5.11. Структура собственности электроэнергетики России в 1996 г. (ДАО – дочернее акционерное общество)}

В результате первого этапа реструктуризации российская электроэнергетика утратила прежнюю вертикально интегрированную структуру, произошло также частичное организационное разделение видов хозяйственной деятельности. В производстве электроэнергии появились несколько хозяйственных субъектов с самостоятельными экономическими интересами: станции РАО «ЕЭС России», государственные АЭС, станции региональных АОэнерго. В сфере передачи электроэнергии произведено объединение межсистемных линий в рамках РАО «ЕЭС России». В сфере распределения были образованы структурно самостоятельные акционерные компании, обеспечивающие эксплуатацию передающих и распределительных сетей на территории соответствующих субъектов РФ. Вместе с тем новая структура РАО «ЕЭС России» во многом воспроизвела прежнюю систему административно‑отраслевого управления, но реализованную уже на основе имущественных отношений с передачей контрольных пакетов акций одной общеотраслевой холдинговой компании, заменившей отраслевое министерство. Первоначальное размещение акций АОэнерго было проведено таким образом, чтобы затруднить аккумулирование значительного пакета в одних руках и минимизировать риск установления контроля любых акционеров (кроме РАО) над этими компаниями. Кроме того, РАО «ЕЭС России» на правах холдинговой компании полностью контролирует формирование органов управления дочерних компаний, заключая трудовые контракты с их генеральными директорами.

Выбранный способ формирования отраслевой структуры капитала, при котором контрольный пакет акций большинства отраслевых компаний принадлежит РАО «ЕЭС России», обеспечил преемственность управления в условиях трудного переходного периода. Вместе с тем он создал определенные проблемы для формирования в России конкурентного федерального оптового рынка электроэнергии и мощности (ФОРЭМ).

Состав и принципы организации ФОРЭМ. Конечная цель создания ФОРЭМ – экономичное и надежное энергоснабжение потребителей на основе стабильного и недискриминационного механизма купли‑продажи электроэнергии и мощности.

Такой механизм предполагает организацию конкурентной системы оптовой торговли как главного стимула более эффективного использования существующих генерирующих мощностей, а также создание условий для рационального развития мощностей по производству и передаче электроэнергии.

В результате первого этапа реформирования электроэнергетики был сформирован двухуровневый регулируемый рынок электроэнергии, включающий:

федеральный оптовый рынок электроэнергии и мощности, обеспечивающий поставки в дефицитные регионы страны электроэнергии от крупных гидравлических, тепловых и атомных электростанций, а также от избыточных АОэнерго по транспортной сети рынка – межсистемным линиям электропередачи напряжением 330 кВ и выше;

72 региональных (розничных) рынка электроэнергии, сформированных на территории республик и областей России (субъектов РФ) и монопольно обслуживаемых соответствующими АОэнерго.

Несмотря на имевшиеся сложности, в режим оптовой торговли были переведены 25 тепловых и гидравлических станций (из намеченных 51) общей установленной мощностью 43 млн. кВт, а также 8 АЭС общей установленной мощностью 21 млн«кВт (7 АЭС, объединенных в составе концерна «Росэнергоатом», и Ленинградская АЭС), оставшиеся в государственной собственности. Это позволило сформировать ресурсы электроэнергии и мощности для электроснабжения дефицитных энергосистем. В итоге участниками ФОРЭМ являются:

РАО «ЕЭС России» как организатор функционирования и развития ФОРЭМ с входящим в него АО «ЦДУ ЕЭС России», выполняющим функции оператора ФОРЭМ;

25 тепловых и гидравлических станций – дочерние компании и филиалы РАО «ЕЭС России»;

8 атомных электростанций;

АОэнерго и другие энергоснабжающие организации, расположенные в пределах функционирования ЕЭС России;

АО «Электроцинк» (первый крупный потребитель электрической энергии, который в порядке эксперимента был выведен на оптовый рынок).

Таким образом, ФОРЭМ имеет сегодня ограниченные масштабы. Доля поставок электроэнергии с ФОРЭМ в общем потреблении электроэнергии территориальных зон страны весьма различна и колеблется от 48–50% в энергозонах Центра и Северо‑запада до 18–19% в энергозонах Урала и Сибири. Низкие показатели на Урале и в Сибири стали результатом неполной реализации Указа Президента. В частности, в режим оптовой торговли в уральской энергозоне переведено только 20% мощностей крупных ТЭС. В составе энергосистем остались работать наиболее экономичные крупные электростанции на газе: Рефтинская ГРЭС мощностью 3800 МВт и Сургутские ГРЭС‑1 и 2 суммарной мощностью свыше 8 млн. кВт. В сибирской энергозоне в режим оптовой торговли выведена только Саяно‑Шушенская ГЭС, а эффективные Братская, Усть‑Илимская и Иркутская ГЭС с суммарным годовым производством электроэнергии около 50 млрд. кВт∙ч остались в составе (и в собственности) АО «Иркутскэнерго». В энергозоне Дальнего Востока в режим оптовой торговли переведены только Зейская ГЭС и Приморская ГРЭС.

В технологии функционирования ФОРЭМ следует различать следующие две стадии: производства и передачи электроэнергии.

Стадия производства электроэнергии, в которой участвуют многие электростанции, не относится к естественной монополии и не подлежит регулированию со стороны государства. При этом целесообразно использовать конкуренцию между производителями (электростанциями), выбирая тех, которые вырабатывают электроэнергию по наиболее низкому тарифу, что приводит к общему снижению тарифа на поставляемую на оптовый рынок электроэнергию.

Стадия передачи электрической энергии – естественная монополия, поскольку строительство нескольких линий электропередачи изначально экономически неэффективно. В соответствии с федеральным законом «О естественных монополиях» этот вид деятельности относится к регулируемой со стороны государства сфере деятельности.

Обе стадии, характерные для ФОРЭМ, существуют также на уровне территории субъекта РФ и относятся к розничному рынку электроэнергии. Производство электрической энергии электростанциями АОэнерго не относится к сфере деятельности субъектов естественных монополий. На территории субъекта РФ тарифы на производство, передачу и распределение электрической энергии регулируются региональной энергетической комиссией (РЭК) соответствующего региона.

В соответствии с федеральным законом «О государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию в Российской Федерации» тарифы на электрическую энергию (мощность) на ФОРЭМ устанавливает федеральная энергетическая комиссия (ФЭК) России, которая утверждает тарифы на электроэнергию для следующих субъектов оптового рынка:

тепловых, гидравлических и атомных электростанций, поставляющих электроэнергию на ФОРЭМ;

избыточных АОэнерго, поставляющих электроэнергию на ФОРЭМ.

ФЭК России также устанавливает размер абонентной платы за услуги по организации работы и развитию ЕЭС России.

В настоящее время ФОРЭМ функционирует в составе семи энергозон: Центра, Урала, Северо‑запада, Волги, Юга, Сибири и Востока. Тариф на электроэнергию, отпускаемую с ФОРЭМ, усредняется для энергозон Центра, Урала, Северо‑запада, Волги и Юга. Для Сибири и Востока утверждаются различные тарифы.

На оптовом рынке страны работают наиболее крупные и экономичные электростанции, и поэтому тариф оптового рынка более низкий, чем тариф на территории отдельных АОэнерго.

В развитии ФОРЭМ различают следующие два этапа.

Переходный (первый) этап, на котором ФЭК России осуществляет прямое государственное регулирование не только тарифов на электроэнергию, отпускаемую с оптового рынка, но и тарифов на электроэнергию, поставляемую на ФОРЭМ.

На этом этапе конкуренция между производителями электроэнергии носит ограниченный характер, поскольку тарифы для них утверждаются ФЭК России, а не формируются непосредственно в режиме работы диспетчера ЦДУ ЕЭС России, и осуществляется только при формировании баланса производства и поставок электроэнергии в рамках ЕЭС России по субъектам оптового рынка. Так, РАО «ЕЭС России» совместно с АО «ЦДУ ЕЭС России» на основании предложений поставщиков и покупателей ФОРЭМ разрабатывает годовой и квартальные балансы производства и поставок электрической энергии (мощности) по субъектам ФОРЭМ в рамках ЕЭС России. При составлении указанного баланса в первую очередь включают те электростанции и избыточные АОэнерго, у которых заявочный среднеотпускной тариф на электроэнергию, передаваемую на ФОРЭМ, наименьший. Баланс утверждается ФЭК России и служит основой для заключения коммерческих договоров на ФОРЭМ. В дальнейшем АО «ЦДУ ЕЭС России» в качестве оператора оптового рынка осуществляет контроль за исполнением субъектами ФОРЭМ балансов электрической энергии, утвержденных ФЭК России.

Однако трудности в топливообеспечении электростанций, а также их незаинтересованность в принятиии на себя дополнительной нагрузки (поскольку вся прибыль относится на установленную мощность, а не на электроэнергию) не дают возможности ЦДУ ЕЭС России вести оптимальный режим загрузки электростанций.

Среднеотпускные тарифы (совместно на мощность и электроэнергию), утвержденные ФЭК России, являются основой для финансовых расчетов на оптовом рынке для дефицитных и избыточных АОэнерго. АО «ЦДУ ЕЭС России» обеспечивает оптимальные режимы работы электростанций – субъектов ФОРЭМ в условиях их параллельной работы. При этом тарифы на электроэнергию и мощность, утвержденные ФЭК России для электростанций, используются не для финансовых расчетов, а служат только для оценки тарифов на электроэнергию, отпускаемую с ФОРЭМ. Распределение нагрузки между электростанциями, осуществляемое в режиме реального времени, а также изменение цены топлива приводят к тому, что тарифы на электроэнергию, отпускаемую электростанциями на оптовый рынок, приходится уточнять.

Таким образом, для каждого продавца электроэнергии ФЭК России устанавливает отдельный тариф исходя из фактических нормируемых затрат, включая допускаемую прибыль. Дефицитные АОэнерго покупают с ФОРЭМ электроэнергию но усредненному (в пределах одной или нескольких энергозон) тарифу, который в одних случаях выше тарифа продавца электроэнергии на оптовый рынок, а в других случаях ниже. ФЭК России с 1 августа 1996 г. установил единый тариф на электроэнергию, отпускаемую с ФОРЭМ, в пределах европейской части страны и Урала. Тарифы на электроэнергию для энергозон Сибири и Дальнего Востока не выравниваются.

При таком механизме формирования тарифов возникают следующие противоречия между субъектами оптового рынка:

в энергозонах с большим количеством крупных ГЭС, где затраты на производство электроэнергии низкие, как, например, в Сибири, местным потребителям невыгодно покупать электроэнергию по усредненному (более высокому) тарифу ФОРЭМ, и они стараются обойти оптовый рынок. Чтобы смягчить это противоречие, дефицитным АОэнерго, на территории которых расположены крупные электростанции, поставляющие дешевую электроэнергию на ФОРЭМ, предоставлено право покупать электроэнергию с ФОРЭМ по тарифам, сформировавшимся на этих электростанциях. Это положение закреплено в «Положении о государственном регулировании тарифов на электрическую и тепловую энергию в Российской Федерации на 1993 год»;

низкозатратные производители электрической энергии не могут заключать выгодные сделки с местными потребителями по своему более низкому тарифу. Они вынуждены вначале поставить свою дешевую электроэнергию на ФОРЭМ, и только потом эта электроэнергия по более высокому (усредненному) тарифу оптового рынка поступает к потребителю;

выгоды от производства дешевой электроэнергии распределяются между потребителями в энергозонах с более высокими затратами. Таким образом, потребители, расположенные в энергозонах с низкими затратами на производство электроэнергии, дотируют потребителей в энергозонах с высокими затратами на выработку электроэнергии;

в энергозонах с высокими затратами на производство электроэнергии потребители, получающие электроэнергию по сниженному по сравнению с фактическим тарифу, не заботятся о ее эффективном использовании;

у производителя электроэнергии с низкими затратами отсутствует стимул увеличивать ее выработку и снижать затраты, поскольку он получает регулируемую прибыль, исчисляемую в соответствии с фактическими затратами на производство электроэнергии.

Поэтому органы исполнительной власти субъектов РФ (например, в Иркутской области) удерживают электростанции с дешевой электроэнергией в составе своих территориальных АОэнерго, не допуская их выхода на оптовый рынок.

Второй этап – функционирование субъектов ФОРЭМ по правилам конкуренции производителей электроэнергии и государственного регулирования стоимости услуг естественных монополий, к которым относится передача электроэнергии по электрическим сетям ЕЭС России.

Главной целью рыночного механизма на этом этапе остается повышение надежности и эффективности функционирования ФОРЭМ. Однако эта цель достигается при помощи рыночного механизма формирования тарифов оптового рынка, а не их прямого государственного регулирования. Так, цена на электроэнергию в любой (например, получасовой или часовой) интервал времени принимается равной наибольшим переменным затратам замыкающей в данный интервал времени электростанции. Расчет за электроэнергию со всеми производителями – субъектами оптового рынка осуществляется по этой цене независимо от их фактических затрат на выработку электроэнергии. Все потребители также оплачивают единый для данного интервала времени тариф. При переходе к следующему получасовому (часовому) интервалу времени тариф оптового рынка изменяется.

Полный тариф оптового рынка складывается из цены на электроэнергию, платы за мощность, надбавок режимных ограничений и затрат на вспомогательные услуги. При наличии ограничений на передачу электроэнергии между энергозонами и потерь электроэнергии тарифы для различных энергозон будут отличаться с учетом указанных условий.

Плата за мощность устанавливается в зависимости от фактически складывающегося баланса спроса и предложения. Так, по мере приближения уровня спроса к уровню предложения плата за мощность возрастает, ограничивая тем самым спрос и преследуя цель обеспечить выработку электроэнергии в аварийных условиях.

Противоречия, которые характерны для первого этапа формирования оптового рынка, могут быть сняты с помощью рыночного ценообразования тарифов на втором этапе развития оптового рынка. У рыночного ценообразования есть следующие преимущества:

поскольку все потребители электроэнергии в пределах одной энергозоны платят за нее одинаковую (замыкающую) цену, отсутствует скрытое дотирование потребителей в высокозатратных энергозонах за счет потребителей в низкозатратных энергозонах;

производители электроэнергии получают возможность зарабатывать дополнительную прибыль путем снижения своих затрат и стремятся снизить тарифы;

электростанции с дешевой электроэнергией стремятся выйти на оптовый рынок, где расчеты с ними производятся по более высоким тарифам оптового рынка, тем самым понижая тариф оптового рынка.

Однако при рыночном формировании тарифов на отпуск электроэнергии в электрические сети оптового рынка возникают другие проблемы. В их числе следующие:

общее повышение тарифов оптового рынка по сравнению с регулируемыми государством, поскольку теперь потребитель платит более высокую (замыкающую) цену за электроэнергию;

получение производителями дешевой электроэнергии высоких прибылей.

Однако, если прибыль низкозатратных производителей окажется слишком большой, возможно удерживать часть этой прибыли без ущерба для общей эффективности системы.

В конкурентном рынке у электростанций появляется стимул к максимальному уточнению заявок цен на уровне своих переменных (топливных) затрат. Так, если электростанция заявит цену, превышающую ее переменные затраты, то она окажется незагруженной из‑за более низкой цены других электростанций и не получит дохода. Если же электростанция, ставящая цель получить большую выработку, заявит цену ниже своих переменных затрат, она несет убытки от производства электроэнергии.

Полностью развитой оптовый рынок электроэнергии выглядит следующим образом. Потребители электрической энергии заключают прямые договоры с ее производителями (электростанциями) и (или) поставщиками. В договорах согласовывается тариф на электрическую энергию и мощность. В этом случае тариф на электроэнергию – это предмет договора между поставщиком и потребителем. Дополнительно потребитель оплачивает оптовому рынку его услуги по передаче электроэнергии по электрическим сетям оптового рынка от электростанции до распределительных сетей энергоснабжающей компании (АОэнерго), а также услуги энергоснабжающей компании (АОэнерго) по передаче электроэнергии по ее распределительным сетям.

В процессе работы производитель и потребитель сообщают диспетчеру данные соответственно о вырабатываемой и потребляемой мощности в установленный интервал времени. Диспетчеры суммируют все поступившие заявки, а затем на небаланс мощности устанавливают оптимальное распределение нагрузки между свободными мощностями электростанций. Таким образом, оператор оптового рынка формирует только текущий тариф на объем небаланса мощности, а расчет между производителями и потребителями, заключившими ранее договоры на поставку электроэнергии, производится по установленному в договоре тарифу. Такой рынок называется спотовым (от английского «on the spot», что переводится «на месте», т.е. расчет тарифа конкурентного оптового рынка ведется в режиме реального времени).

В январе 1994 г. был организован совместный российско‑американский проект по реорганизации электроэнергетики России. В его рамках эксперты РАО «ЕЭС России» и «Хаглер Байи Консалтинг Инкорпорейтед» (США) разработали план преобразований российской электроэнергетики, который учитывался при формировании ФОРЭМ.

Был использован также опыт создания рынка электроэнергии в Великобритании.

Приватизация британской электроэнергетики была начата в 1989 г. До этого вся электроэнергетика была государственной и состояла из Центрального управления по производству электроэнергии (ЦУПЭ) и 12 небольших территориальных управлений (ТУ), ЦУПЭ несло ответственность за производство и передачу электроэнергии, а ТУ – за ее распределение по своим территориям. ТУ приобретали электроэнергию у ЦУПЭ по фиксированной цене, и их хозяйственная деятельность оказалась строго ограниченой. Электроэнергетика была жестко вертикально интегрирована.

С целью повысить эффективность электроснабжения путем развития конкуренции среди производителей электроэнергии ЦУПЭ было разбито на четыре отдельные генерирующие компании. Две из них – «Нэшенел Пауэр» и «Пауэр Джен» обеспечили выработку электроэнергии электростанциями на органическом топливе, а государственная компания «Ньюклеар электрик» взяла на себя ответственность за производство электроэнергии на АЭС.

Эксплуатация линий электропередачи высокого напряжения была возложена на компанию «Нэшенел Грид». Продажа ТУ, ответственных за распределение электроэнергии на отдельных территориях, проводилась отдельно. На их основе образовались 12 частных региональных электрических компаний.

Конкуренция в производстве электроэнергии и энергоснабжении в Великобритании проявилась уже в скором времени после приватизации электроэнергетики. Так, региональные электрические компании, обеспечивающие непосредственное энергоснабжение потребителей, стремясь уменьшить свою зависимость от крупных производителей, стали строить собственные электростанции, в основном с использованием парогазовых установок (ПГУ). Таким образом, региональные электрические компании, ответственные в первую очередь за распределение электроэнергии, а не за ее производство, сами стали конкурировать на оптовом рынке с главными производителями электроэнергии – «Нэшенел Пауэр», «Пауэр Джен» и «Ньюклеар электрик».

Теперь потребитель в Великобритании может покупать электроэнергию у любой коммерческой организации, включая крупные генерирующие компании, региональные электрические компании и новых независимых производителей электроэнергии. Передача же электроэнергии по линиям высокого напряжения осталась государственной монополией.

Основные результаты приватизации в Англии и Уэльсе следующие:

за последние 5 лет прибыль региональных электрических компаний возросла на 102%, «Нэшенел Пауэр» и «Пауэр Джен» – на 203% и «Нэшенел Грид компани» – на 42%;

цены на электроэнергию для потребителей почти не изменились.

Особенности создания оптового рынка электроэнергии в Великобритании, которые могут проявиться и в России:

1. Возникновение на рынке электроэнергии олигополии производителей (господства небольшого числа крупных компаний), сдерживает развитие конкуренции. В Великобритании эту проблему решают путем принуждения крупнейших производителей «Нэшенел Пауэр» и «Пауэр Джен» продавать другим электрокомпаниям 6 млн. кВт мощностей.

2. Жизнеспособность конкурентной электроэнергетики оказалась ниже той, которая обеспечивается при вертикальной схеме ее управления. Чтобы сохранить надежное функционирование электроэнергетики в рыночных условиях, необходимо обеспечить параллельную работу субъектов оптового рынка с помощью центра единого диспетчерского управления и создать систему правовой ответственности энергоснабжающих организаций за надежное энергоснабжение.

3. До реструктуризации британская электроэнергетика, как и российская, была полностью государственной. Приватизация электроэнергетики в Великобритании началась примерно в тот же период, что и в России, и также, как в нашей стране, на одних территориях она проходила успешно (в Англии и Уэльсе), а на других (в Шотландии) она вообще не была проведена из‑за противодействия местных органов власти и осталась целиком государственной. Тем не менее британская электроэнергетика эффективно функционирует и при различных формах владения объектами электроэнергетики на разных территориях.

4. Создание рынка и появление конкуренции в производстве электроэнергии и энергоснабжении в Великобритании привели к интенсивному строительству электростанций с использованием ПГУ, что породило в стране «газовую лихорадку». Аналогичная ситуация может возникнуть и в России, поскольку экономические и ресурсные условия для этого существуют.

Создание конкурентного оптового рынка электроэнергии (мощности) в России может осложниться из‑за следующих обстоятельств:

1. В СССР развитие электроэнергетики финансировалось централизованно, целиком из государственного бюджета и шло по пути сооружения крупных государственных районных электростанций (ГРЭС), ГЭС и АЭС, обеспечивающих электроснабжение больших территорий без создания дополнительных конкурирующих источников электроэнергии. И такой путь развития электроэнергетики при государственной форме ее владения был экономически эффективным. Избытки в производстве электрической энергии, появившиеся только в последние годы, обусловлены значительным снижением потребления электроэнергии в промышленности страны. При выходе России из экономического кризиса может возникнуть даже дефицит электроэнергии, и в этих условиях конкуренция производителей электроэнергии не возникнет.

2. Значительное число ТЭЦ в России также затрудняет конкуренцию производителей электроэнергии на оптовом рынке. В настоящее время ТЭЦ сохранены в составе АОэнерго, так как основным их назначением является теплоснабжение городов, а вырабатываемая электроэнергия выступает производным продуктом. ТЭЦ тесно связаны с теплоснабжением городов, и нарушать их сложившиеся технологические и хозяйственные связи с коммунальным хозяйством нецелесообразно.

3. В России формирование оптового рынка осложняется еще и тем, что АОэнерго, сохранив в своем составе большинство электростанций общим числом около 600 (против 25 находящихся в составе РАО «ЕЭС России»), стремятся загрузить прежде всего эти свои электростанции и только потом купить пусть даже более дешевую электроэнергию с оптового рынка. Крайне необходимы правила поставки электроэнергии на оптовый рынок, которые позволяли бы экономически заинтересовать АОэнерго в замещении выработки собственных неэкономичных электростанций электроэнергией с оптового рынка.

Существующий порядок расчета тарифов на электроэнергию для электростанций РАО «ЕЭС России» и для избыточных АОэнерго, поставляющих электроэнергию на оптовый рынок, содержит противоречия и не стимулирует развитие конкуренции. Так, среднеотпускной тариф на электроэнергию оптового рынка для электростанций РАО «ЕЭС России» включает в себя плату как за мощность, так и за электроэнергию. В то же время избыточные АОэнерго продают электроэнергию на оптовый рынок по тарифу, исчисляемому только по топливной составляющей производства электроэнергии. Поэтому тариф на электроэнергию, отпускаемую избы‑

точными АОэнерго на оптовый рынок, всегда ниже тарифа для собственных потребителей АОэнерго, поскольку в последнем собственный потребитель АОэнерго всегда оплачивает постоянную составляющую.

Для полноценной конкуренции на оптовом рынке необходимо разработать методы расчета двухставочных тарифов как для электростанций РАО «ЕЭС России», АЭС концерна «Росэнергоатом», так и для избыточных АОэнерго.

Аналогично (по двухставочной составляющей) должны рассчитываться и тарифы на покупную мощность и электроэнергию с оптового рынка. Такие двухставочные (на мощность и электроэнергию) тарифы должны действовать на ФОРЭМ для расчетов между электроэнергией, продаваемой на оптовый рынок и покупаемой с оптового рынка.

5.6.2. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЕЭС РОССИИ

В начале 70‑х годов в нашей стране развернулись работы по созданию автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ). Так был назван комплекс технических средств функционального и программного обеспечения, предназначенный для повышения эффективности действующей системы диспетчерского управления на основе использования современных средств сбора, обработки и отображения информации.

К этому времени в ряде отечественных энергосистем (ЭЭС) и объединенных диспетчерских управлений (ОДУ), так же как и за рубежом, был накоплен опыт использования ЭВМ для долгосрочного и краткосрочного планирования режимов. На национальном диспетчерском центре (НДЦ) Англии и Уэльса, а также на диспетчерских центрах (ДЦ) двух энергообъединений (ЭО) США («Пенсильвания – Нью Джерси – Мериленд» и штата Мичиган), работающих в реальном времени (РВ) ЭВМ осуществляли функции оперативного управления по сбору, обработке и отображению информации (SCADA – System Control and Data Acquisition). Определим их, как первую очередь АСДУ. Одновременно те же ЭВМ осуществляли автоматическое регулирование частоты и активной мощности (АРЧМ).

В те годы внимание зарубежных (да и отечественных) специалистов к проблемам совершенствования средств и методов диспетчерского управления крупными ЭО резко усилилось в связи с происшедшей в конце 1965 г. в северо‑восточных штатах США и юго‑восточной части Канады катастрофой, названной в свое время «аварией века». Она вызвала погашение соответствующего ЭО и прекращение на длительный срок электроснабжения потребителей на огромной территории с населением около 30 млн. человек. Ущерб составил более 2 млрд. долл.

В нашей стране инициатива в постановке вопроса о создании АСДУ как важнейшего средства повышения надежности и эффективности функционирования Единой энергосистемы (ЕЭС) принадлежит Сибирскому энергетическому институту (Л.А. Мелентьев и Ю.Н. Руденко), Московскому энергетическому институту (В.А. Веников), институту «Энергосетьпроект» (Д.А. Кучкин, Б.А. Федоров). Концепция АСДУ была развита в работах Центрального диспетчерского управления (ЦДУ) ЕЭС (С.А. Совалов, В.А. Семенов, Г.А. Черня), ВНИИЭ (В.М. Горн‑штейн, Е.В. Цветков, М.Г. Гутсон и др.), ИЭД АН Украины (Л.В. Цукерник и др.), Института электронных управляющих машин (ИНЭУМ) (B.C. Шаханов) и ряда других организаций.

В 1971 г. в ЦДУ ЕЭС и во всех 10 ОДУ эксплуатировались восемь ЭВМ второго поколения типов БЭСМ‑4 и М‑220, которые использовались для расчетов нормальных, утяжеленных и аварийных режимов по весьма упрощенным моделям, а также для расчета установок релейных защит (РЗ) и автоматической частотной разгрузки (АЧР).

Активизировалась разработка математических методов и программ, обеспечивающих решение задач прогнозирования, оптимизации режимов и надежности энергосистем и энергообъединений. В разработке принимали участие представители научно‑исследовательских институтов, в том числе академических и проектных организаций (В.Н. Авраменко, В.А. Баринов, М.Х. Валдма, Н.И. Воропай, А.З. Гамм, В.М. Горнштейн, Б.И. Иофьев, Н.А. Качанова, Л.А. Крумм, Ю.Н. Руденко, Ф.И. Синьчугов, Е.В. Цветков, Л.В. Цукерник и др.).

Первые мини‑ЭВМ типа «Видеотон‑1010Б» венгерского производства, предназначенные для работы в РВ, были установлены в ЦДУ ЕЭС и двух ОДУ (Северо‑запада и Урала) в 1973 г. Началось оснащение энергосистем ЭВМ второго поколения, которые к этому времени были установлены в 16 ЭЭС. На этих ЭВМ, так же как на ЭВМ, установленных в ЦДУ ЕЭС и ОДУ, внедрялись типовые комплексы программ, разрабатываемых ВНИИЭ, ИЭД АН УССР, а также другими организациями.

В 1974 г. в ЦДУ ЕЭС были внедрены оперативный комплекс программ и специальные средства телекоммуникации, позволившие трем ЭЭС Центра осуществлять оперативные расчеты потокораспределения с помощью ЭВМ М‑220, установленной в ЦДУ ЕЭС. В том же году в ЦДУ ЕЭС была внедрена в эксплуатацию первая универсальная ЭВМ третьего поколения типа ЕС‑1030.

Программой совершенствования системы диспетчерского управления предусматривалось сооружение центрального и девяти зональных управляющих вычислительных центров (ЗУВЦ), оснащенных современными средствами вычислительной техники, сбора и обработки информации. Эти ЗУВЦ, в состав которых входили и ДЦ соответствующих ОДУ, были призваны координировать деятельность по внедрению новых технических средств и программного обеспечения в регионах.

Первый ЗУВЦ (ОЭС Северо‑запада) вступил в строй в 1975 г. В том же году были приняты в эксплуатацию первые очереди АСДУ ЦДУ ЕЭС и четырех ОДУ (Урала, Юга, Северо‑запада и Казахстана). На этих объектах был освоен полный комплекс программ расчетов долгосрочных и краткосрочных режимов и введены в эксплуатацию мини‑ЭВМ, реализующие в ограниченном объеме набор функций, аналогичный тому, который в зарубежных системах именуется термином SCADA. В двух ОДУ (Урала и Северо‑запада) на базе мини‑ЭВМ «Видеотон‑1010Б» были внедрены в эксплуатацию упрощенные системы АРЧМ. Продолжалось оснащение ЭВМ второго поколения на ЭЭС, где они использовались для решения задач АСДУ и задач организационно‑экономического управления. Общее число таких ЭЭС достигло 27. Разворачивалось освоение ЭВМ третьего поколения.

В 1976 г. был сдан в эксплуатацию новый ДЦ ЦДУ ЕЭС, а в 1978 г. ЗУВЦ ОЭС Урала.

В течение 80‑х годов продолжалась работа по вводу в эксплуатацию ЗУВЦ: Средней Волги (1981 г.), Северного Кавказа (1987 г.), Закавказья (1988 г.), Украины (1989 г.). Все ЗУВЦ оснащались ЭВМ третьего поколения. В то же время развернулась широкая работа по сооружению новых и модернизации действующих ДЦ ЭЭС.

Таким образом, в 80‑е годы начался второй этап создания АСДУ в ЕЭС, характеризующийся существенным совершенствованием средств диспетчерского управления на базе ЭВМ третьего поколения, дисплеев, средств отображения информации общего пользования (режимных щитов, информационных табло и др.), новых комплексов телемеханики.

В работы по созданию ЗУВЦ, оснащению их техническими средствами сбора, обработки и отображения информации большой вклад внесли В.И. Бердников, Ю.А. Вихорев, И.И. Вовченко, И.Я. Зейдманис, Н.Д. Кузнецов, УК. Курбангалиев, В.Г. Орнов, Е.И. Петряев, Г.А. Черня и др.

Центральной частью АСДУ стал оперативный информационно‑управляющий комплекс (ОИУК), предназначенный для решения всех задач долгосрочного и краткосрочного планирования режимов оперативного и автоматического управления (за рубежом этот комплекс программ называется Energy Management System – EMS). В состав ОИУК входят четыре ЭВМ (две мини и две универсальные), образующие две подсистемы: информационно‑управляющую (ИУП) и информационно‑вычислительную (ИВП). Подсистема ИУП обеспечивает автоматический сбор и обработку оперативной информации, управление средствами ее отображения, выполнение сравнительно несложных оперативных расчетов, а также функции автоматического управления. Для реализации последних функций ИУП обычно дополняется еще двумя мини‑ЭВМ или специальными ЭВМ повышенной надежности. При этом, по сути дела, происходит разделение ИУП на две информационно связанные подсистемы: информационную и управляющую. Реализуемая с помощью мини‑ЭВМ ИУП оснащена соответствующими устройствами связи с объектом (ЭЭС).

Подсистема ИВП обеспечивает выполнение оперативных и плановых краткосрочных расчетов по планированию и анализу режимов, выбору установок РЗА. Подсистема строится на базе универсальных ЭВМ средней или большой производительности, позволяющих создавать необходимые архивы данных. Между подсистемами осуществляется обмен массивами информации.

Развитие АСДУ, усложнение функций диспетчерского управления потребовали значительного увеличения объема телемеханической информации: число телеизмерений, поступающих на ДЦ высших уровней управления (ЭЭС, ОДУ, ЦДУ ЕЭС), достигло 500–1000, а телесигналов – 500–1500. Это потребовало модернизации систем телемеханики на основе адаптивных методов передачи информации и центральных программируемых приемопередающих станций (ЦППС), выполненных на базе микроЭВМ типа RPT венгерского производства.

Эти ЦППС обладают следующими возможностями, отличающими их от традиционных приемных устройств телемеханики: взаимодействия с устройствами контролируемых пунктов и другими ЦППС различных типов (благодаря наличию перепрограммируемых канальных адаптеров); адаптивной ретрансляции информации на аналогичный и другие уровни управления без применения специальных ретранслирующих устройств; передачи цифробуквенной информации; подключения цифровых приборов, а также мнемосхемы диспетчерских щитов; простого сопряжения с ЭВМ ОИУК.

Эта работа проводилась совместно со специалистами фирмы «Видеотон» (Венгрия) при активном участии специалистов ВНИИЭ и ЦДУ В.А. Забегалова, В.И. Кочкарева, Г.П. Кутлера, В.Г. Орнова.

Для отображения информации в ОИУК использовались псевдографические, а в отдельных случаях и графические цветные дисплеи. Управление средствами отображения информации коллективного пользования осуществлялось от мини‑ЭВМ ОИУК через специальную микроЭВМ.

В качестве средств отображения информации коллективного пользования наряду с традиционными диспетчерскими щитами, оснащенными новыми цифровыми приборами, применяются: информационные табло, режимные щиты с представлением обобщенных показателей режима для ОЭС (ЭЭС) и др.

Новые ОИУК АСДУ к 1990 г. были внедрены в 60 ЭЭС, а также на 42 предприятиях (ПЭС) и районах (РЭС) электрических сетей и на двух предприятиях тепловых сетей. ОИУК, внедрявшиеся в электрических и тепловых сетях, а также в небольших ЭЭС, имели упрощенную структуру и менее мощные ЭВМ.

На девяти ПЭС высокого напряжения на базе мини‑ и микроЭВМ были созданы автоматизированные системы технологического управления (АСУТП), не показавшие однако высокой эффективности и не получившие поэтому распространения.

Функционирование АСДУ обеспечивалось системой каналов связи, которая на верхних уровнях диспетчерского управления (ЦДУ ЕЭС, ОДУ ЭЭС) реализуется главным образом с помощью арендованных каналов связи, а также каналов по ВЛ высокого и сверхвысокого напряжения и ведомственным кабельным и радиорелейным линиям (РРЛ). Характерная для электроэнергетики связь по линиям 35–750 кВ представляет основной вид связи в звене управления ЭЭС – ЭС или ПЭС. В ЭЭС используются также малоканальные РРЛ. Основным видом связи с подвижными объектами в распределительных сетях является УКВ‑радиосвязь. В создании сети связи диспетчерского и технологического управления важную роль сыграли работники служб телемеханики и связи ЦДУ и ОДУ М.А. Артибилов, В.Х. Ишкин и др.

С помощью ОИУК решается весь комплекс задач долгосрочного и краткосрочного планирования режимов, а также следующие задачи оперативного управления: сбор и первичная обработка (достоверизация) текущей технологической информации; формирование суточной ведомости; контроль и идентификация режима (контроль параметров режима, схемы сети, состояния оборудования; анализ ситуации; оценка изменения частоты и мощности; прогноз нагрузки); формирование модели текущего режима, оценка состояния; оценка надежности режима (расчет баланса активной мощности, оперативный расчет установившегося режима, контроль надежности режима по термической стойкости оборудования, оценка тяжести возможных аварийных нарушений схемы сети, оперативная оценка достаточности резерва по активной мощности, оперативная оценка режима по реактивной мощности с целью оценки опасности нарушения устойчивости по напряжению, оперативная оценка надежности режима по критериям статической устойчивости); ретроспективный анализ аварийных событий; контроль за состоянием средств оперативного и автоматического управления (каналов связи, средств телемеханики, устройств РЗ и ПА); оперативный контроль качества электроэнергии; оперативная коррекция режима по активной мощности; оперативный контроль за работой ГЭС и состоянием водохранилищ; формирование советов диспетчеру по реализации резервов ГЭС и по обеспечению надежности ЭЭС в текущем режиме и др.

В составе АСДУ распределительных сетей наряду с многими задачами, перечисленными выше, реализуются также следующие функции: контроль состояния схемы сети; оценка термической стойкости элементов сети (ЛЭП и трансформаторов); определение чувствительности РЗ и надежности действия плавких предохранителей; определение расстояния до места повреждения на ВЛ; расчеты уравнительных токов; моделирование режима сети и др.

Освоение методов искусственного интеллекта, и в первую очередь экспертных систем, позволили создать программы‑советчики диспетчера по рассмотрению оперативных заявок на вывод оборудования и средств управления в ремонт, формированию рекомендаций по восстановлению полностью погашенной ЭЭС (энергорайона) и др.

ЭВМ, работающие в составе АСДУ, используются также для реализации функций автоматического управления, основными из которых являются АРЧМ, автоматическое предотвращение нарушения устойчивости (АПНУ), автоматическая корректировка настройки ПА и др.

Специальные программы, функционирующие в составе АСДУ, используются для реализации функций обучения и тренировки оперативного персонала. С помощью ЭВМ реализуются разные формы обучения: постановка вопросов и задач обучаемому; изложение кратких сведений по изучаемой проблеме с иллюстрацией диаграммами, графиками, схемами; моделирование и пересчет режимов в процессе обучения. Система тренажера может реализовать и справочные функции, отвечать на вопросы обучаемого по интересующим его проблемам.

Возможности машинных систем обучения и тренировки оперативного персонала существенно расширяются при использовании удаленных терминалов. Персонал при этом обучается не только выполнению функций управления определенным объектом (ПЭС, ЭЭС), но и использованию средств управления (работе с клавиатурой дисплея, поиску необходимой информации и т.д.). При необходимости в обучении (тренировке) принимает участие инструктор, для которого предусматривается специальный пульт. Подобная система может использоваться одновременно дежурными нескольких ПЭС, на которых установлены соответствующие терминалы.

В 90‑х годах развернулись работы третьего этапа по переводу АСДУ на новую платформу (технические средства и программное обеспечение). Эти работы определяются необходимостью замены технически и морально устаревших средств вычислительной техники на ДЦ всех уровней управления. При этом предполагается поэтапный переход от централизованных ОИУК к децентрализованным сетевым структурам.

Вначале в качестве платформы новых ОИУК были выбраны локальные сети (ЛС) персональных ЭВМ (ПЭВМ) и программные средства MS DOS, Windows, Netware Novell, языки программирования С, Pascal, Fortran. В течение нескольких лет было переработано для ПЭВМ и существенно улучшено все прикладное программное обеспечение (ПО), реализованное ранее на ЕС ЭВМ и мини‑ЭВМ. Разработано также ПО для ПЭВМ при работе их в реальном времени, коммуникаций между ОИУК разных уровней управления, современного интерфейса для пользователей и др.

На действующих ДЦ модернизация осуществляется без нарушения функций управления за счет стыковки старой и новой платформ, постепенного перевода задач АСДУ со старых технических средств на новые и последующего исключения из ОИУК старых ЭВМ. Практически во всех ОДУ и АОэнерго ЛС ПЭВМ используются для решения основных задач АСДУ, а около 40% ОИУК ЭЭС реализованы только на базе ЛС ПЭВМ (без использования старых универсальных и мини‑ЭВМ). Кроме того, на базе ЛС ПЭВМ созданы ОИУК более чем 100 ПЭС и РЭС.

В состав сетевых ОИУК, как правило, входят одна‑две ПЭВМ для приема и обработки информации, два файл‑сервера и более, одна‑две ПЭВМ‑коммуникатора (для приема‑передачи данных по телефонным и телеграфным каналам), а также необходимое количество ПЭВМ для автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчеров и технологов. Все ПЭВМ работают под управлением MS DOS в сетевой среде Netware Novell.

Основное отличие модификаций ОИУК – способ ввода (вывода) телеинформации (функции ЦППС). Первый способ предусматривает использование специальных ЦППС (микроЭВМ RPT, приемные устройства телекомплексов). Первый вариант базируется на ЭВМ фирмы IBM System RS/6000. В состав комплекса технических средств входит четыре коммуникационных сервера, два файл‑сервера для полнографического диалога и отображения информации. АРМ диспетчера оснащаются большими графическими мониторами. Все ЭВМ RS/6000 подключены к двойной ЛС Ethernet, которая в свою очередь, через мост (бридж) связана с существующей ЛС ПЭВМ. Каналы связи и телемеханики подключаются к программируемым адаптерам, имеющимся в двух коммуникационных серверах. Этот комплекс ориентирован в основном на применение в ЦДУ ЕЭС и ОДУ и является аналогом наиболее современных ОИУК ряда ЭЭС США и Европы. Первые четыре комплекса поставлены в ЦДУ ЕЭС России, ОДУ Урала, Центра и Северо‑запада. В последующие годы планируется оснащение такими комплексами остальных ОДУ России.

Комплекс работает под управлением операционной системы OS AIX (UNIX), прикладное программное обеспечение ПО SCADA (основной объем информационных задач ОИУК) поставлено фирмой Siemens Empros. Освоение, адаптация ПО SCADA, подготовка информационного обеспечения осуществляются специалистами ВНИИЭ, ЦДУ ЕЭС и ОДУ Урала.

Второй вариант ОИУК базируется на ЭВМ фирмы «Motorola» или их аналогов «Сапсан Веста», работающих под управлением OS UNIX. Комплекс содержит две взаиморезервированные ЭВМ, включенные в ЛС и оснащенные канальными адаптерами для приема телеинформации и управления диспетчерским щитом. Эти ЭВМ выполняют основной объем задач SCADA, a диалог и отображение информации на первом этапе внедрения осуществляются с помощью ПЭВМ ЛС. В дальнейшем количество UNIX‑ЭВМ может наращиваться по аналогии с комплексом на базе ЭВМ RS/6000. Программное обеспечения SCADA для этого комплекса разработано сотрудниками ВНИИЭ и ЦДУ ЕЭС, причем оно может работать и на других UNIX‑ЭВМ (RS/6000, SUN и др.). Первые подобные комплексы апробированы и внедрены в ЦДУ ЕЭС, ОДУ Северного Кавказа и «Ленэнерго». Этот вариант ОИУК обладает меньшей производительностью, чем ОИУК на базе ЭВМ RS/6000, но проще и дешевле. Поэтому он рекомендован для большинства ЭЭС и крупных ПЭС.

ВНИИЭ совместно с Научно‑техническим центром (НТЦ) ГВЦ РАО «ЕЭС России» разработан ОИУК DC‑VAX на базе локальных и региональных вычислительных сетей, которые могут включать в свой состав VAX‑ЭВМ, MS‑DOS‑ЭВМ, UNIX‑ЭВМ OS‑2 и WINDOWS‑ЭВМ. В качестве ядра системы предусматривается использование VAX‑совместимых ЭВМ (VAX и DEC‑VAX) производительностью 10–24 млн. и 80 млн. операций в секунду соответственно. ЭВМ оснащены ОЗУ с объемом памяти 32–512 Мбайт и накопителями на магнитных дисках 3–5 Гбайт. Надежность ядра системы и сохранность информации обеспечиваются использованием кластерной структуры технических средств, «теневых» дисков и резервированием всех основных элементов комплекса технических средств. В качестве серверов АРМ в первой версии системы используются VAX‑совместимые ЭВМ.

Приватизация и акционирование электроэнергетических предприятий России определяют необходимость расширения состава АСДУ за счет комплекса программ, поддерживающих функционирование федерального оптового рынка электрической энергии и мощности. Подобная подсистема под названием Billing and Accounting (Учет и банковские расчеты) успешно функционирует в составе комплекса EMS АСДУ стран с развитой электроэнергетикой.

Поскольку ФОРЭМ, функционирующий в основных сетях ЕЭС России, жестко регулируется и в перспективе его правила будут, безусловно, корректироваться в направлении дерегулирования и усиления конкуренции, представляет интерес изучение опыта ряда стран (Англии, Норвегии, США и др.), значительно продвинувшихся в этой области.

Коммерческие отношения между субъектами ФОРЭМ, в которых диспетчерские подразделения энергокомпаний (ЭК) участвуют во взаимодействии с другими подразделениями, ответственными за реализацию функций экономического управления, охватывают разные временные уровни: перспективное планирование (годы), долгосрочное планирование режимов (месяцы, год), краткосрочное планирование (сутки, неделя), оперативное управление (минуты, часы).

В процессе перспективного и долгосрочного планирования диспетчерские подразделения играют вспомогательную роль, давая оценку допустимости (с точки зрения надежности и пропускной способности соответствующих участков электрической сети) и эффективности реализации тех или иных контрактов и соглашений.

В процессе краткосрочного планирования и оперативного управления диспетчерские подразделения (в том числе дежурный персонал) непосредственно осуществляют функции оператора или брокера на оперативном оптовом рынке электроэнергии и мощности (ООРЭМ). При этом можно выделить следующие функции, реализуемые диспетчерским персоналом, выступающим в роли оператора ООРЭМ: формирование состава участников ООРЭМ (Англия); формирование цен на ООРЭМ [Англия; Норвегия; Нью‑Йоркский пул (НП), США]; корректировка цен на ООРЭМ при изменении схемы, режима сети, состава работающих агрегатов; формирование на основании показаний счетчиков электроэнергии и других приборов расчетных документов на ООРЭМ (Норвегия, НП); претензионная работа с субъектами ООРЭМ по оформленным коммерческим документам; контроль оплаты по оформленным документам. Рассмотрим коротко, как реализуются перечисленные функции диспетчерскими подразделениями национальных сетевых компаний (НСК) Англии и Норвегии, а также службами НП (США).

Состав участников ООРЭМ формируется НСК Англии для 48 коммерческих (диспетчерских) интервалов продолжительностью 0,5 ч каждый накануне рабочих суток. При этом к работе в каждом диспетчерском интервале привлекаются агрегаты, владельцы которых предложили поставлять электроэнергию по наименьшим ценам. Если за электроэнергию, произведенную теми же агрегатами, ЭК или независимые производители запросили слишком высокую цену, диспетчер НСК эти агрегаты к работе не допускает, оставляя часть из них в резерве. Стоимость поставляемой производителями электроэнергии для каждого диспетчерского интервала определяется граничной стоимостью, предложенной за электроэнергию, поставляемую последним допущенным к работе агрегатом.

В Норвегии цена электроэнергии для каждого диспетчерского интервала (1 ч) определяется диспетчерской службой (накануне для суточного ООРЭМ или за неделю для недельного оптового рынка электроэнергии и мощности – ОРЭМ). Заметим, что почти вся электроэнергия в Норвегии производится на гидроэлектростанциях. Экономическая характеристика представляет собой данные о намерении субъекта рынка продавать или покупать электроэнергию в зависимости от цен, устанавливающихся на ОРЭМ. Естественно, что при малых ценах ЭК будет стремиться покупать электроэнергию, а при высоких – продавать. На основании этих данных диспетчерский персонал НСК – оператор рынка строит две обобщенные характеристики для ЭЭС в целом, отображающие зависимость суммарного значения предлагаемой к продаже (покупке) мощности (электроэнергии) от цены на нее. В точке пересечения двух кривых определяется цена на электроэнергию в соответствующем диспетчерском интервале. При отсутствии сетевых ограничений для всей ЭЭС определяется для каждого интервала одно значение цены. При наличии узких мест определяется несколько цен, по одной для каждого района, отделенного от остальной части ЭЭС ограничивающим перетоком мощности сечением.

В Англии к граничной цене на электроэнергию для каждого диспетчерского интервала, определяемой при формировании графика и уточняемой по результатам работы, добавляется ряд составляющих, учитывающих участие электростанций в поддержании требуемых значений частоты и напряжения в контрольных точках, их подготовку к «подъему с нуля», а также наличие в ЭЭС резервов мощности. Последняя составляющая может существенно влиять на цену, увеличивая ее в десятки раз. Диспетчер НСК оперативно информирует субъектов ООРЭМ о существенном повышении цены, что стимулирует их реагировать в нужную сторону на изменение режима: поставщиков – увеличивать производство электроэнергии, а потребителей – снижать ее потребление.

В Норвегии в случае возникновения в процессе работы узкого места в сети диспетчер оперативно изменяет региональные цены по обе стороны от узкого сечения, стимулируя увеличение производства электроэнергии в дефицитной части и снижение – в избыточной. В Норвегии также существует понятие о «регулировочном» ОРЭМ (РОРЭМ), под которым понимаются объявляемые диспетчером с целью поддержания нормального значения частоты в ЭЭС за 15–20 мин до наступления соответствующего диспетчерского интервала торги с целью увеличения (при пониженном значении частоты в ЭЭС) или уменьшения (при повышенном значении частоты в ЭЭС) поставок электроэнергии в сеть. Как первая, так и вторая операция реализуются и оплачиваются на конкурсной основе.

В НП США, в состав которого входят девять ЭК, предусмотрена оперативная (каждые 6 мин) оптимизация режима ЭО по активной мощности. Достигаемая при этом прибыль распределяется по граничным стоимостям. Оперативно фиксируются также согласуемые через диспетчера НП поставки по граничным ценам «аварийной» электроэнергии (в случае аварийного выхода из строя агрегата) и «дополнительной» электроэнергии и мощности (в случае оперативного вывода агрегата в ремонт).

Сложные взаиморасчеты между субъектами ОРЭМ, обусловленные изложенными стимулирующими конкуренцию способами назначения цен на электрическую энергию и мощность, определяют необходимость широкого использования в оперативных рыночных отношениях работающих в РВ ЭВМ АСДУ.

5.6.3. ЧЕЛОВЕКО‑МАШИННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННЫМИ ЭЭС

Как было показано, оперативное управление ЭЭС осуществляется автоматизированной системой диспетчерского управления, и деятельность оперативно‑диспетчерского персонала представляет собой совокупность связанных между собой функций.

Чтобы обеспечить нормальное функционирование системы, а также правильную реакцию на возникающие возмущения, оперативно‑диспетчерскому персоналу необходимо решать такие задачи, как планирование, контроль, регулирование и диагностирование.

Процесс решения задач человеком при диспетчерском управлении В.Н. Пушкин назвал оперативным мышлением, показав, что оперативное мышление диспетчера – основное звено переработки информации в управляющей системе. По данным анализа функций оперативного мышления А.А. Башлыков и А.П. Еремеев построили структуру процессов оперативного

мышления, базирующуюся на понятии модели оперативного мышления для диспетчерского управления (рис. 5.12). Модель содержит всю информацию, характеризующую объект управления, и данные об операторах. Для целенаправленной обработки информации с помощью механизмов мышления организуется логическая последовательность процессов, характеризующих оперативное мышление. Индуктивные механизмы – это процессы обучения и адаптации. Дедуктивные механизмы – процессы анализа и классификации ситуаций, планирования, выбора, решения задач, диапазона, реактивной деятельности.

Единая энергетическая система Российской Федерации (ЕЭС России) представляет собой постоянно развивающийся автоматизированный комплекс электрических станций и сетей, объединенных общим режимом работы и единым централизованным оперативно‑диспетчерским управлением.

Известные особенности энергосистемы (совмещенность во времени процессов производства, распределения и потребления электроэнергии, быстрота протекания переходных процессов, тесная режимная связь между электростанциями, удаленными на большие расстояния) обусловили высокий уровень автоматизации управления всем сложным технологическим комплексом от источника до потребителя электроэнергии и теплоты.

С развитием энергосистем, расширением объема автоматизации и телемеханизации энергетических объектов менялась не только структура оперативно‑диспетчерского управления, но и сам характер и способ труда оперативного персонала. Теперь большинство подстанций работает без постоянного дежурного персонала, оперативный персонал снят с небольших гидроэлектростанций, уменьшена его численность на ГЭС средней и большой мощности, распространено дежурство на дому, созданы оперативно‑выездные бригады, прибывающие на контролируемый объект по мере необходимости.

Каждый элемент энергосистемы находится в управлении оперативного руководителя только одной ступени управления. Однако он может находиться в ведении нескольких оперативных руководителей одной или разных ступеней управления.

^{Рис. 5.12. Модель оперативного мышления}

Состояние аварийности в отрасли подтолкнуло более предметно заниматься подготовкой персонала, в том числе выработкой определенных, диктуемых техническим прогрессом в энергетике требований к его квалификации. Здесь на первый план выступает правильность принимаемых решений, т.е. умение адекватно оценить режимную ситуацию (состояние среды и функционирование объекта), а также предвидеть последствия выполняемых действий: ведут ли они к достижению ожидаемого результата или будут отрицательными.

Не менее важна и своевременность вмешательства, т.е. оперативность действий в рамках функционирующей большой производственной системы.

Автоматизация управления объектами позволяет решить большинство из этих задач. Однако во всех случаях окончательное решение остается за человеком, несущим всю полноту ответственности за ошибочные действия как свои, так и средств автоматики. Человек ответственен перед другими за деятельность вверенного ему объекта, пусть и оснащенного самыми совершенными средствами автоматизации.

С точки зрения профессиональной подготовки эксплуатационный персонал должен владеть умением самостоятельно управлять производственным процессом, контролировать деятельность средств автоматики, знать особенности технологического оборудования и систем управления, с тем чтобы определять возможный диапазон изменения режимов работы оборудования и энергосистем, а также нести полную ответственность за принимаемое решение и за конечный результат.

Во всех случаях надежность человека зависит от следующих факторов:

степени инженерно‑психологического согласования техники с психофизиологическими возможностями оператора при решении возникающих задач;

уровня обученности и тренированности;

психофизиологических особенностей личности, порогов чувствительности, в том числе физиологического состояния в данный момент.

Для всей системы диспетчерского управления сложным энергообъединением характерно то, что по мере перехода от низшего звена к высшему функции управления расширяются соответственно увеличению объема и усложнения задач по ведению режима. Объем же оперативных задач относительно сокращается, при этом ответственность не только не снижается, а, как правило, возрастает.

На низших звеньях диспетчерского управления в электрических сетях чисто оперативные функции считаются основными. В энергосистемах разработка и ведение режима составляют уже значительную часть функций Центральной

диспетчерской службы. На диспетчера энергосистемы возлагаются оперативные функции, которые не могут быть переданы подчиненному оперативному персоналу.

Наиболее ответственна работа оперативного персонала во время аварийных ситуаций, сопровождающихся психологическими и физиологическими стрессами, интенсивность которых связана с внезапностью и возможными тяжелыми последствиями для страны.

Анализ нарушений в работе энергетического оборудования показывает, что из множества причин (например, оперативный персонал не способен успешно ликвидировать аварийные ситуации) основные – профессиональная непригодность и низкий уровень подготовленности к действиям в аварийных ситуациях.

Программа обучения эксплуатационного персонала должна разрабатываться на базе квалификационных требований, должностных инструкций с учетом того, что подготовка эксплуатационного персонала для объектов энергетики – одно из главных направлений в обеспечении надежности энергетического производства, где скорость протекания технологического процесса очень велика, а последствия ошибочных действий в силу высокой взаимосвязанности энергетических процессов со всеми сторонами человеческой деятельности особенно масштабны.

Наиболее эффективны такие средства обучения, как специализированный тренажер‑советчик при плановом изменении состояния, эксплуатационном обслуживании и обеспечении безаварийной и экономичной работы оборудования, а также комплексный (КТ) и специализированный (СТ) тренажеры при ведении режимов работы оборудования на всем протяжении технологических процессов.

Программно‑технические комплексы (ПТК) специализированных тренажеров‑советчиков, КТ и СТ используются как средства отработки навыков и как автоматизированные обучающие системы (АОС) для получения и углубления теоретических знаний.

Энергосистемы России имеют многообразную программную продукцию для тренинга персонала на базе ПЭВМ. На предприятиях создаются условия для реализации и функционирования системы подготовки персонала с использованием АОС и, в первую очередь, ПЭВМ.

Реализуется отраслевая система подготовки эксплуатационного персонала. По программе методологического и материального обеспечения планируется четырехуровневая система подготовки персонала на производстве: отраслевой тренажерный центр; региональные тренажерные центры; центры тренажерной подготовки и учебно‑курсовые комбинаты энергообъединений; пункты тренажерной подготовки при энергопредприятиях.

Основные законы трансформаций и эволюции структур систем человек – машина – среда:

Первый закон взаимной адаптации (коадаптики) утверждает, что синтез и динамика развития любой системы есть процесс взаимной адаптации компонентов системы между собой и системы с внешней средой.

Для обозначения процесса повышения степени взаимной адаптации внутренних компонентов системы человек – машина – среда (СЧМС) целесообразно применять термин конвергенция, а для высокой степени – синхронизация. Обратные процессы – дивиргенция, десинхронизация. Состав системы, ее структура и стратегия относительны. Стратегия – это внешнее функциональное проявление закономерности процессов взаимной адаптации внутренних компонентов системы (структуры) при взаимной адаптации системы с внешней средой.

Второй закон определяет существование и развитие живой системы как процессы взаимной опережающей многоуровневой адаптации компонентов сист