Аннотация 2
Автореферат 3
Введение 7
1 Особенности ГАЭС и ее функции в энергосистеме 9
1.1 Характеристика потребления и генерации электроэнергии в 2016 г. по
ОЭС Северо-Запада, ОЭС Центра, ОЭС Средней Волги и ОЭС Юга 12
1.1.1 ОЭС Северо - Запада 12
1.1.1.2 Покрытие суточных графиков нагрузки ОЭС Северо-Запада 14
1.1.2 ОЭС Центра 16
1.1.2.1 Покрытие суточных графиков нагрузки ОЭС Центра 18
1.1.3 ОЭС Средней Волги 20
1.1.4 ОЭС Юга 23
1.1.4.1 Покрытие суточных графиков нагрузки ОЭС Юга 25
1.2 Прогноз потребления электроэнергии до 2030 г. По ОЭС Центра, ОЭС
Северо-Запада, ОЭС Средней Волги и ОЭС Юга 26
1.3 Характеристика структуры генерирующих мощностей по ОЭС Северо-
Запада, ОЭС Центра, ОЭС Средней Волги и ОЭС Юга 27
1.4 Прогноз развития генерирующих мощностей 30
1.4.1 ОЭС Центра 30
1.4.2 ОЭС Средней Волги 31
1.4.3 ОЭС Юга 32
1.5 Состояние и конфигурация электросетей и их прогнозное развития 33
1.5.1 ОЭС Центра 34
1.5.2 ОЭС Северо-Запада 35
1.5.3 ОЭС Юга 36
1.5.4 ОЭС Средней Волги 37
1.6 Дефицит регулировочных мощностей. Анализ фактических перетоков
мощности между ОЭС 38
1.6.1 ОЭС Центра 39
1.6.2 ОЭС Северо-Запад 41
1.6.3 ОЭС Средней Волги 43
1.6.4 ОЭС Юга 46
1.7 Вывод по главе 48
1.7.1 Характеристика потребления и генерации электроэнергии в 2016 г. по
ОЭС Северо-Запада, ОЭС Центра, ОЭС Средней Волги и ОЭС Юга 48
1.7.2 Характеристика структуры генерирующих мощностей по ОЭС Северо-
Запада, ОЭС Центра, ОЭС Средней Волги и ОЭС Юга 49
1.7.3 Дефицит регулировочных мощностей. Анализ фактических перетоков
мощности между ОЭС 51
2 Основные принципы функционирования оптового рынка электроэнергии и
мощности 53
2.1 Участники оптового рынка электрической энергии и мощности..
2.2 Торговые площадки ОРЭ
2.3 Рынок на сутки вперед и балансирующий рынок
2.4 Рынок мощности
2.5 Долгосрочный рынок мощности
2.6 Рынок системных услуг
2.6.1 Регулирование частоты и активной мощности энергосистемы
2.6.2 Режим регулирования напряжения в энергосистеме. Услуга
синхронного компенсатора 62
2.6.3 Резервирование мощности: вращающийся, не вращающийся резервы 65
2.7 Зарубежный опыт регулирования рынка услуг по обеспечению системный
надежности
3 Варианты формирования доходов ГАЭС
3.1 Технологические преимущества ГАЭС
3.2 Регулирование суточного графика генерации ГАЭС в ОЭС Центра
3.2.1 Участие ГАЭС в регулировании суточного графика генерации ГАЭС 71
3.2.2 Моделирование регулирование суточного графика генерации ГАЭС в
ОЭС Центра 75
3.3 Анализ вариантов формирования доходов ГАЭС в условиях ОРЭМ 78
3.3.1 Структура затрат и тарифа на электроэнергию 78
3.3.2 Продажа и покупка электроэнергии Загорской ГАЭС по регулируемым
договорам (РД)
3.3.3 Продажа и покупка электроэнергии Загорской ГАЭС на рынке
сутки вперед (РСВ)
3.3.4 Продажа и покупка электроэнергии Загорской ГАЭС
балансирующем рынке (БР)
3.3.5 Продажа и покупка электроэнергии Загорской ГАЭС на рынке
системных услуг 83
3.4 Вывод по главе 88
3.4.1 Предложение по обеспечению эффективного участия ГАЭС на ОРЭМ
с учетом технологических особенностей 88
3.4.2 «Свой» тариф ГАЭС на заряд 89
3.4.3 Создание энергокомплекса 90
3.4.4 Надбавка к тарифу за системные услуги 90
3.4.5 "Своя" цена для ГАЭС на продажу электроэнергии 90
Заключение 92
Список использованных источников 93
Приложение А Электропотребление по ОЭС Северо-Запада 95
Приложение Б Электропотребление по ОЭС Центра 96
Приложение В Электропотребление по ОЭС Юга 99
Приложение Г Прогноз развития генерирующих мощностей 101
Приложение Д Дефицит мощностей по ОЭС Центра 102
Приложение Е Дефицит мощностей по ОЭС Северо-Запада 105
Приложение Ж Дефицит мощностей по ОЭС Средней Волги 108
Приложение И Дефицит мощностей по ОЭС Юга 111
Приложение К График генерации и цены на РСВ в ОЭС Центра 114
Недостаток в Европейской части ЕЭС России регулировочного диапазона электростанций, обусловленный структурой генерирующих мощностей, содержащей большую долю ТЭС и АЭС, вынуждает привлекать к регулированию суточного графика потребления генерирующие мощности ОЭС Урала и Сибири с организацией больших перетоков мощности в часы максимальных и минимальных нагрузок. По данным СО ЦДУ, величины перетоков мощности достигают 5000 МВт в вечерние часы и 3000 МВт в ночные часы. Одновременно достигает предельной загрузка внутрисистемных контролируемых сечений ОЭС Урала.
Аналогичные режимные трудности существуют и в ОЭС Юга. Режим ОЭС Юга в условиях работы Волгодонской АЭС в базовом режиме и ограниченных возможностях суточного регулирования мощности ТЭС характеризуется дефицитом пиковой мощности в часы максимума нагрузки и избытком генерирующей мощности в часы дневных и ночных провалов. Регулирование суточного графика нагрузки осуществляется в основном за счет ГЭС ОЭС Юга и энергоблоков Ставропольской, Невинномысской ГРЭС и Краснодарской ТЭЦ. Использование ГЭС в регулировании графика нагрузки в значительной степени зависит от обеспеченности гидроресурсами и водохозяйственных ограничений.
В этой ситуации даже сравнительно небольшое динамическое возмущение, особенно сопровождаемое нештатным действием защит и автоматики, может привести к такому развитию аварийных процессов, которое приведет к погашению значительной части потребителей, разделению ЕЭС на несинхронно работающие части с вероятным повреждением генерирующего и сетевого электрооборудования. Ликвидация подобного рода нарушений технологически очень сложна и занимает значительное время. Кроме того, динамические возмущения в энергосистеме, возникающие при отключении загруженных линий электропередачи, создают угрозу безопасной эксплуатации электростанций, в том числе атомных. В подтверждение этого можно было бы привести неоднократные примеры.
Требования оптимизации работы тепловых электростанций, минимизации межсистемных широтных перетоков мощности приводят к необходимости увеличения высокоманевренных генерирующих мощностей. Уже сегодня очевидно, что для обеспечения регулировочного диапазона в Европейской части ЕЭС России на уровне 2016 года необходимо его увеличение на 5000-6000 МВт.
Решение проблемы может быть найдено за счет строительства ГАЭС, обладающих максимальными маневренными возможностями. Причем, в отличие от других маневренных электростанций, которые могут покрывать только пиковые нагрузки, ГАЭС могут работать в насосном (двигательном) режиме в провале графика нагрузок, обеспечивая более благоприятный базисный режим ТЭС и АЭС, а также способствуя снижению межсистемных перетоков мощности. Дополнительно к основным функциям - балансированию мощности - ГАЭС по своим технологическим возможностям может привлекаться к регулированию дополнительных режимных параметров — частоты и напряжения
В ходе диссертационного исследования были рассмотрены и проанализированы проблемы функционирования ГАЭС. Мировой опыт использования ГАЭС в электроэнергетике подтвердил их техническую эффективность в обеспечении экономичности и живучести энергосистем, в повышении надежности электроснабжения и качества поставляемой электроэнергии. Также, использование ГАЭС в целях регулирования электрических режимов доказало, что они являются не только генерирующим источником, но и источником оказания системных услуг, способствующих как оптимизации суточного графика нагрузок, так и повышению надёжности и качества электроснабжения. Анализ зарубежного опыта работы энергосистем с преобладанием ТЭС и АЭС показал, что для их оптимальной работы необходимо иметь в структуре генерирующих мощностей 10:12 % мощности ГАЭС. В России доля ГАЭС составляет в настоящее время 0,5 %.
Объектом диссертационного исследования являлась Загорская ГАЭС, которая участвует в функционировании графика нагрузки ОЭС Центра. Для обоснования целесообразности ГАЭС приведен подробный анализ по регионам энергосистем европейской части России, который показал, что наиболее разуплотненным график нагрузки имеет ОЭС Центра, а именно московская область.
Одним из важнейших факторов, повлиявших на развитие энергосистем, стало появление рыночных условий их функционирования. Развитие энергетического рынка требует нового концептуального подхода к обоснованию эффективности энергосистем. Рыночные условия функционирования энергосистем, изменение условий покупки-продажи электроэнергии и мощности увеличивают роль системных факторов, обеспечивающих надежность и качество энергоснабжения. В этих условиях роль ГАЭС, которые используются как системный регулятор, особенно возрастает.
Однако ГАЭС потребляет больше электроэнергии, чем расходует, т.е. формально она является убыточной. Для обоснования целесообразности функционирования ГАЭС был произведен расчет функционирования ГАЭС на ОРЭМ с учетом системных факторов и приведены предложения по улучшению рыночных и системных условий в сторону улучшения экономических показателей работы ГАЭС.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
