Особенности и функции логистического управления в электроэнергетике

Электроэнергетика отличается особой спецификой, выраженной в постоянном оперативном управлении энергетическим производством, так как основная особенность электроэнергетики – это непрерывность и практическое совпадение во времени процессов производства, распределения и потребления электроэнергии. Отсюда возникают основные технические и организационные, управленческие и логистические проблемы электроэнергетики, поскольку в ней полностью отсутствует прямая возможность складировать готовую продукцию энергетического потока, в то время как режим работы региональных энергосистем (РЭС), территориально объединенных энергосистем (ОЭС) и единой энергосистемы страны – РАО ЕЭС России должен быть направлен на покрытие переменной части суточных, недельных, сезонных и годовых графиков электрических нагрузок.

В связи с этим при планировании энергетического производства нельзя ориентироваться только на показатели мощности электроснабжения. Здесь обязательно необходимо учитывать порой крайне неравномерный режим электропотребления.    Эта    особенность    в    корне    отличает электроэнергетические предприятия от подавляющего большинства других производственно-коммерческих структур, где основной задачей обычно является нацеленность на ритмичный режим работы [1], а не на оперативное, с высочайшей надежностью выполнение электроэнергетических заказов потребителей. Иначе и быть не может, так как даже при кратковременном нарушении работы энергосистемы или ее перегрузке потребители рискуют недополучить электроэнергию, а то и вовсе оказаться отключенными от энергосистемы с вытекающими отсюда последствиями. Чтобы до предела снизить вероятность появления такой ситуации при отсутствии «склада электроэнергии» необходимо постоянно сохранять баланс между генерированием электроэнергии и ее потреблением, включая потребление на собственные нужды и технологический расход по транспорту энергии (потери в сетях). Обеспечить данный баланс при переменной электрической нагрузке и аварийных ситуациях можно двумя путями: созданием определенных резервных мощностей региональных энергосистем (РЭС) и созданием мощных межсистемных (энергетических и маневренных) электрических и информационных связей между РЭС для перетока электроэнергии в случае необходимости из одной РЭС в другую. При этом эти два подхода, взаимно дополняя друг друга, в совокупности позволяют значительно сократить величину так называемого «вращающегося резерва» на электростанциях. Например, для Единой энергосистемы Европейской части бывшего СССР общий аварийный резерв оказался втрое меньше суммы необходимых резервов отдельных объединений при их изолированной работе [2].

Аварийный режим является самым сложным режимом, но он носит кратковременный характер. Поэтому основная деятельность энергетиков через органы оперативного управления должна быть направлена на ведение оптимальных (нормальных) режимов. С учетом поставленных задач основным принципом такого управления является принцип иерархии – подчинение режима каждого низшего звена требованиям соблюдения оптимального режима высшего звена. Так, режим работы электростанции должен быть подчинен требованиям режима РЭС, режим РЭС – режиму ОЭС и т.д.

Здесь можно определенно говорить о четко выстроенной системе требований к отдельным элементам и подсистемам электроэнергетики, при которой «формальная возможность достижения глобальной цели состоит в выполнении всех частных требований, предъявляемых к подсистемам ЛС на всех иерархических уровнях» [3], т.е

NS

Go=ПП Gn

n = 1 i = 1

(1.1)

Следует подчеркнуть, что реальные функции органов оперативного управления значительно шире, чем смысл укоренившихся в практике слов «оперативный», «диспетчерское» или «оперативно-диспетчерское». Если раньше эти функции включали чисто технологические и инженерные аспекты: долгосрочное и краткосрочное планирование режимов; ведение нормального режима; действия по предотвращению и ликвидации аварий; автоматическое управление нормальными и аварийными режимами, то в рыночных условиях к ним добавились элементы оперативного учета и контроля оплаты потребителями за поставленную электроэнергию и установленную мощность.

Считается, что задачи, которые решаются для различных иерархических уровней энергосистемы (ЕЭС, ОЭС, РЭС, ПЭС, МЭС), в рамках указанных выше функций в основном имеют типовой характер и отличаются лишь масштабом управляемой системы [4], т.е. с точки зрения управления электроэнергетической системой ее подсистемы и субсистемы имеют гомогенный характер.

В этой связи перечислим основные задачи, которые должны решаться при долгосрочном и краткосрочном планировании режима, например, на уровне региональных энергосистем:

распределение активных и реактивных мощностей между электростанциями, отраслями и предприятиями обслуживаемого региона;

разработка эксплуатационных схем электрических сетей;

планирование графиков ремонтов и замены технологического оборудования электростанций, подстанций и др.

разработка тарифной политики для потребителей региона; планирование мероприятий по энергосбережению.

При краткосрочном планировании режимов уточняются решения, полученные при долгосрочном планировании в связи с изменившимися физическими и экономическими условиями эксплуатации РЭС.

При решении задач на уровне ЕЭС каждая ОЭС на общей схеме представляется в виде одного или нескольких элементов с эквивалентной энергетической характеристикой ее генерирующих источников. В этом случае решение задачи оперативного управления сводится главным образом к определению межсистемных электрических потоков и загрузкой наиболее мощных электростанций. При переходе к уровню ОЭС информация декомпозируется: ОЭС представляется в виде совокупности находящихся в ее ведении РЭС. На данном уровне определяются перетоки электричества по межсистемным и важнейшим внутрисистемным линиям электропередачи.

Для РЭС и сетевых предприятий (ПЭС) появляются свои специфические задачи, обусловленные функциями в области планирования и ведения режимов. Так для РЭС одной из главных задач является распределение электрических и тепловых нагрузок между агрегатами, а на электросетевых предприятиях к задачам, связанным с конкретным ведением режимов, относятся:  выбор эксплуатационной схемы сети, выбор закона регулирования напряжения в центрах питания распределительных сетей, расчет потокового распределения в замкнутых сетях и т.п. Следует заметить, что на уровне филиалов РЭС и сетевых предприятий среди функций оперативного управления преобладают функции диспетчерского управления:  переключения, локализации и ликвидации последствий аварийных ситуаций. На уровне центрального аппарата РЭС и ПЭС больший приоритет имеют задачи по прогнозированию режима отпуска энергии и поступления оплаты за нее. С повышением до уровня ОЭС и ЕЭС объем и сложность решений этих задач возрастают.

Многолетняя практика показала, что такая целевая структуризация принимаемых решений и иерархическая система требований к отдельным подсистемам электроэнергетики в целом обеспечивает подчинение режима каждой отдельной энергосистемы оптимальному режиму ЕЭС и, наоборот, режим работы ЕЭС зависит от сигналов обратной связи с ОЭС и РЭС. Вглядываясь глубже в существо данного высокоорганизованного процесса с позиций логистики, в электроэнергетике можно увидеть своеобразный гибрид управления логистическим процессом по «тянущему» и

«толкающему» способам с использованием концепций «точно в срок» и «реагирования на спрос».