В течение ряда десятилетий, когда формировались сверхкрупные энергосистемы и энергообъединения, наиболее тяжелые аварии были связаны с нарушениями устойчивости параллельной работы крупных электростанций и энергосистем, соединенных межсистемными связям. Основными задачами противоаварийного управления (ПАУ) было предотвращение именно таких аварий. В России такому сужению задач ПАУ способствовало и то, что в течение многих лет в качестве приоритетных рассматривались проблемы обеспечения системной надежности и реализации системных эффектов перед решением задач надежности электроснабжения потребителей. При этом последние практически в административном порядке были вовлечены в систему противоаварийного управления режимами Единой энергосистемы страны. Следует отметить, что до настоящего времени в стране отсутствует как система мониторинга нарушений энергоснабжения потребителей, так и исковая практика потребителей к энергетикам. ЕЭС отличается протяженной структурой и достаточно слабыми относительно мощности объединяемых энергосистем межсистемными связями.
Устойчивость ЕЭС обеспечивалась в этих условиях сбалансированностью ОЭС и крупных энергоузлов. Но ситуация меняется и уже ряд важнейших регионов, в том числе большинство крупнейших городов и регионов стали дефицитными по электрической энергии, включая Москву, Санкт-Петербург, Тюмень и др. В отечественной практике сети высшего напряжения в превалирующем случае выполнены без учета критерия надежности N-1. Понижены требования к поддержанию уровней напряжения в высоковольтных электрических сетях, недостаточна оснащенность средствами компенсации реактивной мощности, фактически отсутствуют системы автоматического регулирования напряжения на большинстве подстанций и т.п. Это приводит к передаче возмущений и отказов во внешней сети на распределительные сети и от них к конечным потребителям. Значительный рост плотности нагрузки (МВт/км2) во всех странах с развитой электроэнергетикой привел к тому, что наиболее частые аварии с серьезными последствиями для потребителей происходят именно в распределительных сетях крупных городов и мегаполисов (НьюЙорк, Лондон, Хельсинки, Москва и многие другие). Для предотвращения таких аварий, сопровождающихся нарушением электроснабжения потребителей, нужны комплексы противоаварийной автоматики (ПА), действие которых направляется на нормализацию режима работы сети всеми имеющимися средствами — управление резервами мощности, реконфигурация сети и т.д. Крайней мерой является отключение части нагрузки (ОН). Принципы управления существенно отличаются от таковых при ПАУ ЕЭС и осложняются из-за сложнозамкнутой структуры распределительной сети, множества точек воздействия, слабой наблюдаемостью состояния оборудования, непрозрачностью внутренних схем электроснабжения потребителей, значительного объема коммунальной и жизнеобеспечивающей нагрузок, отличающегося состава контролируемых параметров и процессов, требований высокой избирательности автоматики и т.д. Анализ выполнения рекомендаций по итогам московской аварии 2005 г. показывает, что все, что относится к мероприятиям по повышению режимной надежности и противоаварийного характера для системы энергоснабжения мегаполиса, практически не выполняется. Сюда относятся такие важнейшие рекомендации, как повышение живучести электростанций с выделением энергоблоков на изолированную нагрузку или собственные нужды с учетом контроля напряжения, подъем электростанций с нуля, развитие автоматики защищающей ВЛ распределительных сетей от длительной перегрузки, повышение надежности подстанций с сохранением питания собственных нужд при потересвязей с внешней сетью, саморезервирование ответственных потребителей, ужесточение расчетных возмущений с необходимостью проработки мероприятий на случай выпадения из работы подстанции (сечения, коллектора) и др.
Данные обстоятельства создают значительные риски для потребителей, особенно в системах энергоснабжения крупных городов и мегаполисов. Возможности применения ОН, способы реализации отключений и степень их отрицательного воздействия на потребителей зависят от того, планируются ли отключения заранее (например, в связи с необходимыми ремонтами в сети), или выполняются с предупреждением, оставляющим потребителю время для принятия необходимых мер, ослабляющих последствия отключения от сети, или осуществляются без предупреждения автоматикой или оператором. Для потребителей внезапная потеря электроснабжения представляет наибольшую опасность. Некоторые аспекты, существенные в плане подходов к разработке концепции противоаварийного управления распределительными сетями с воздействием на потребителей, рассматриваются ниже.
Нормативная база
В России нормативная база надежности электроснабжения потребителей с конкретными количественными требованиями, на основе которых может строиться ПА распределительных сетей, отсутствует. Имеются нормативы устойчивости ЭЭС [1], которые фактически являются требованиями к устойчивости генераторов — главным образом при коротких замыканиях (КЗ). Но для распределительных сетей наиболее опасными являются не КЗ, а перегрузки сети. При проектировании электроснабжения потребителей использовались и используются Правила устройства электроустановок (ПУЭ [2]). Однако для работы промышленных (и других) потребителей в условиях рынка ПУЭ не могут служить базисом для принятия проектных решений по вопросам, связанным с надежностью электроснабжения потребителей.
Во-первых, неконкретные формулировки, по которым предписывается определять категорию надежности электроснабжения («повреждение дорогостоящего основного оборудования», «массовый брак продукции» и пр.), не позволяют принимать решения, обоснованные технически и экономически.
Во-вторых, для объектов II категории, к числу которых относится большинство промышленных потребителей, по ПУЭ допускаются перерывы электроснабжения на время переключений питания, выполняемых вручную дежурным персоналом или даже выездной бригадой. Требования ПУЭ были приемлемы при плановой экономике, когда работа промышленных предприятий характеризовалась не четкими экономическими показателями, а выполнением государственного плана. В рыночных условиях нарушения электроснабжения гораздо более значимы. Кроме того, ущербы от простоев производства имеют не только прямое денежное выражение, но и означают риск потери рынка сбыта своей продукции. Нормативы надежности электроснабжения потребителей должны, в первую очередь, определять, в каких случаях допускается нарушение электроснабжения и какие противоаварийные меры должны применяться при тяжелых возмущениях. То и другое необходимо для построения ПА распределительной сети. Например, в Стандарте надежности электроснабжения потребителей США [3] для всех типов нарушения нормальной работы сети (B — внезапное непредвидимое отключение одного элемента системы электроснабжения, C — то же, но двух или более элементов, D — более тяжелые каскадные нарушения) указаны три рода требований: к устойчивости энергосистемы, сохранению электроснабжения потребителей, допустимости каскадных отключений.
Так, в случаях В должны обеспечиваться устойчивость энергосистемы и электроснабжение всех потребителей (за исключением тех, которые не имели другого питания, кроме как от отключенного элемента сети), а каскадные отключения недопустимы. В случаях С сохраняется устойчивость, но допускаются плановые или управляемые ограничения нагрузки, каскадные отключения опять-таки недопустимы. В случаях D общие требования не выдвигаются, но предписывается исследовать возможные события, если необходимо, то совместно с соседними системами.
Контроль частоты, напряжения и перегрузки оборудования
Сейчас самая массовая автоматика ОН (в России и за рубежом) — это АЧР [4]. В России к АЧР подключается до 60 % нагрузки. В качестве меры против аварий в распределительных сетях она может быть эффективной в случаях аварийного, режимного или ремонтного выделения части ЭЭС на изолированную работу. Однако в таких условиях, когда отделение части сети от ЭЭС является аварийным и внезапным, нужно считаться не только с возможностью сравнительно медленного и плавного снижения частоты, на что рассчитана АЧР, но и с возможностями возникновения более сложных и более опасных процессов:
• большого дефицита мощности и соответствующего быстрого и глубокого снижения частоты; в таких случаях быстродействие АЧР может оказаться недостаточным;
• большого дефицита не только активной, но и реактивной мощности и соответствующего глубокого снижения напряжения. В таких случаях процесс может развиваться как лавина напряжения, возникающая до того, как значительно понизится частота.
Лавина напряжения может создать настолько глубокий сброс нагрузки, что снижение частоты без воздействия АЧР быстро сменится ее повышением на фоне нарушения работы всех потребителей [5]. В указанных случаях нужна автоматика с очень большим быстродействием, реагирующая на сам факт аварийного разрыва электрических связей, в результате которого район выделяется на автономную работу, и с контролем предшествующего режима, определяющего величину нарушения нормального баланса как активных, так и реактивных мощностей. Поскольку многие тяжелые аварии, прямо или косвенно обусловленные значительным ростом нагрузки, проходят без снижения частоты (как было при московской аварии 2005 г.), важную роль приобретают средства управления электропотреблением помимо АЧР, наоснове автоматики ограничения снижения напряжения (АОСН) и автоматики ограничения перегрузки оборудования (АОПО). С использованием АОСН для целей ОН связаны большие проблемы, потому что напряжения в распределительных сетях сложной структуры без протяженных линий и электрически близко расположенных ТЭЦ даже при значительных перегрузках сети могут оставаться на уровнях, близких к нормальным.
Пример того, что напряжения могут не снижаться значительно даже в режиме, весьма близком к границе его существования, показан на рисунке. Поэтому АОСН может не быть эффективным средством реализации ОН. В таких случаях полезнее АОПО. Но данные, полученные от АОПО на одной подстанции, не дают однозначной информации о необходимых противоаварийных мерах, потому что причины одной и той же перегрузки могут быть различными. Это может быть и местный экстраординарный рост нагрузки, и чрезмерный транзитный переток активной мощности через сеть, и большой уравнительный переток реактивной мощности. Таким образом, для определения управляющих воздействий, необходимых для предотвращения развития аварии, в общем случае требуется онлайновый анализ причин возникновения текущего аварийного или предаварийного режима. Для этого нужны данные по текущим значениям напряжения, активных и реактивных мощностей на значительном участке сети. Если располагать ПА на районных диспетчерских пунктах (РДП) с достаточным объемом измерений и иметь базу данных по доступным управляющим воздействиям (УВ), то, используя известные оптимизационные алгоритмы ввода режима в допустимую область [6], можно определить характер и точки приложения УВ. В состав УВ могут входить как выдачи рекомендаций оператору сети, так и автоматические воздействия:
• управление структурой сети (вывод необходимого оборудования из резерва, включения–отключения секционных выключателей и пр.),
• перераспределение генерации активной мощности и управление режимом напряжения,
• перераспределение по сети потоков активной и реактивной мощности с помощью современных средств управления режимами работы сетей [7],
• как крайний случай — ОН. В зарубежной практике известны системы выборочного ОН, выполняющие анализ текущего состояния энергосистемы [8], и система «интеллектуальной разгрузки» [9], обучаемая и самообучающаяся, прогнозирующая развитие процесса, исходя из текущей конфигурации сети и величин фактической нагрузки. В состав УВ могут входить также операции по включению-выключению автоматики регулирования коэффициентов трансформации (АРКТ). Это может быть весьма полезным в связи с двойственной ролью, которую играет АРКТ. Пока снижения напряжения не велики, АРКТ полезны, потому что поддерживают напряжение на шинах электроприемников близкими к нормальным значениям. Но в условиях ослабленной распределительной сети и значительных понижений напряжения действие АРКТ приводит к значительному росту токов в сети, дополнительно загружает сеть реактивной мощностью и повышает вероятность возникновения лавины напряжения. В то же время следует отметить неоправданно низкий уровень использования АРКТ в эксплуатационной практике, в том числе из-за недостаточной надежности РПН трансформаторов.
Технические средства и организационные вопросы отключения нагрузки
В настоящее время известны три способа обеспечения аварийной разгрузки сети.
1. Передача потребителям соответствующего информационного сообщения о рисках возникновения аварии Этот способ практикуется в виде указания потребителю со стороны оператора электрической сети разгрузиться на заданную величину. В отношении крупных энергоемких потребителей эта мера может быть эффективной при условии четких и взаимно обоснованных договорных отношений. У многих энергоемких потребителей имеется возможность снизить на небольшое время величину электропотребления путем остановки вспомогательного производства, перехода на такие параметры технологического процесса, при которых электропотребление снижено и т.д. Но нужно иметь в виду также и совершенно другую информационную задачу. Очень важно при появлении явных признаков высокого риска возникновения аварии информировать потребителей о возможных нарушениях электроснабжения.Здесь имеются в виду как нарушения электроснабжения вследствие самой аварии, например, отключения питающих линий, так и в результате ОН.
Своевременная информация о вероятном нарушении электроснабжения позволила бы избежать очень многих ущербов от внезапных нарушений электроснабжения, особенно у тех потребителей, о которых известно, что внезапное нарушение их электроснабжения может привести к опасности для жизни людей. Очевидно, что наибольшие трудности могут быть связаны с режимами высокого риска нарушения электроснабжения крупных городов и мегаполисов. В мировой практике известны системы общего оповещения о необходимости снижения электропотребления. Например, Стандарт США [3] предусматривает широкие оповещения о трех уровнях тревоги: «тревога 1» — когда оказались задействованными все доступные энергетические ресурсы; «тревога 2» — когда энергокомпании не могут отвечать всем энергетическим требованиям потребителей (пониженные напряжения и пр.); «тревога 3» — когда перерывы электроснабжения становятся весьма вероятными.
Можно ожидать, что в России организация оповещения потребителей о вероятном нарушении электроснабжения станет возможной в соответствии с Постановлением Правительства относительно правил создания и функционирования штабов по обеспечению безопасности электроснабжения [10]. Согласно этому Постановлению, одной из задач штабов является «организация безопасной эксплуатации объектов электроэнергетики и энергетических установок потребителей электрической энергии при возникновении или угрозе возникновения нарушения электроснабжения» (п. 2,б). При этом (п. 21) «Штаб обеспечивает через средства массовой информации и другие каналы связи, в том числе с использованием инфраструктуры единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, информирование субъектов электроэнергетики, населения и иных потребителей электрической энергии о возникновении или угрозе возникновения нарушения электроснабжения, о возможном введении ограничения режима потребления электрической энергии и иных решениях, принимаемых штабом». При этом важно, чтобы решения об оповещении потребителей принимались не только при значительных чрезвычайных ситуациях, когда мобилизуется штаб по обеспечению безопасности электроснабжения, но и в случаях локальных нарушений работы сети. Особенно тогда, когда становится вероятным нарушение электроснабжения тех потребителей, у которых такое нарушение может приводить к возникновению опасности для жизни и здоровья людей, нарушению экологической безопасности и пр. Необходимо также проработать вопрос о том, какая организация должна инициировать оповещение потребителей о возникновении режима высокого риска, имея в виду, что потребители имеют договоры электроснабжения не с энергоснабжающей, а со сбытовой организацией.
2. Отключения, выполняемые на сетевых ПС, питающих промышленные энергоемкие объекты В России это — основной способ реализации разгрузки. Его принципиальный недостаток состоит в том, что он за редкими исключениями не позволяет выборочно отключать наименее ответственные электроприемники, так как концевые исполнительные органы находятся не на стороне потребителя, а на стороне энергосистемы (питающей подстанции) . Этот способ может быть применимым — пока потребители не возражают — в отношении промышленных потребителей, имеющих значительную по объему неответственную нагрузку, но в мегаполисах этот способ практически неработоспособен: промышленности мало, зато имеется множество рассредоточенных объектов, питающихся по тем же линиям, что и остальные потребители, отключение которых недопустимо.
3. Дистанционные отключения электроприемников потребителей Принципиально это наиболее щадящий потребителя способ аварийной разгрузки сети, так как обеспечивает возможность выборочных отключений. На западе такой способ ОН используется достаточно широко [11]. В качестве каналов управления используется радио или, чаще, наложение на электрическую сеть сигналов тональной частоты. Недостатком такой системы управления является отсутствие обратной связи о рабочем состоянии объектов управления и об исполнении/неисполнении ОН. В России разрабатывается аналогичная система выборочного отключения электроприемников с обратной связью [12]. При таких отключениях набрать значительные объемы отключаемой мало ответственной нагрузки возможно и в промышленных районах (вспомогательные цеха и т.п.), и в мегаполисах (уличная световая реклама, часть уличного освещения и подсветки архитектурных объектов, кондиционеры, строительные работы и пр.). Однако приходится учитывать, что подавляющая часть электроприемников не работает круглосуточно: в ночную смену не работают вспомогательные цеха, а днем не используется уличное освещение и т.д. Поэтому необходим мониторинг располагаемых ресурсов ОН. Основная сложность данной реализации ОН состоит в том, что в случаях, когда концевые исполнительные устройства находятся непосредственно на объектах потребителей, нельзя уйти от проблем экономических взаимоотношений последних с энергоснабжающей организацией.
Отключение одной нагрузки ради возможности продолжать электроснабжение других нагрузок — это услуга, оказываемая электросетевой компании со стороны тех потребителей, у которых по внешней команде отключаются электроприемники. И, как таковая, должна оплачиваться. Оформление права отключать у потребителя некоторое количество электроприемников (в том числе в аварийных условиях без предупреждения) предельно затруднено тем, что в настоящее время прямые взаимоотношения потребителя с электросетевой компанией отсутствуют (после решения вопросов технологического присоединения для новых потребителей). Имеется только договор энергоснабжения, заключаемый потребителем с энергосбытовой компанией, которая по сути является расчетно-финансовым центром и никак не может управлять надежностью электроснабжения. Решение оперативных задач живучести энергосистемы,в том числе задач аварийной разгрузки, через такого посредника технически нереализуемо.
Поэтому договоры энергоснабжения в части надежности являются формальными. В этих договорах нередко, по понятным причинам, записываются значительно завышенные числа нарушений электроснабжения, что неприемлемо, так как становится антистимулом к развитию сети и повышению качества ее эксплуатации. Выходом может быть заключение, дополнительно к договору энергоснабжения, трехстороннего соглашения: потребителя, энергосбытовой и электросетевой компаний. В таком соглашении могут быть проработаны вопросы взаимодействия в условиях высокого риска нарушения работы электрической сети и при аварии, а также технические и финансовые условия ограничения электропотребления. Должна быть также определена роль Системного оператора в решении таких задач. Возможна также организация рынка услуг со стороны потребителей по снижению электропотребления в аварийных условиях подобно существующему рынку услуг электростанций по поставке электроэнергии. Рынок услуг по реализации ОН, как часть создающегося рынка системных услуг, мог бы помочь выработке разумных цен на такие услуги. Договорные отношения на снижение электропотребления тогда, когда это необходимо по условиям работы электрической сети, должны касаться как объемов разгрузки, так и продолжительности отключенного состояния нагрузки: чем оно меньше, тем бо?льшие объемы разгрузки могут быть доступны. В Постановлениях Правительства [10, 13] указанные вопросы экономических отношений в связи с ограничениями потребителей при аварийных или предаварийных состояниях сети никак не затронуты. Пока нет ясности и в отношении того, в какой мере и каким образом эта задача будет решена в соответствии с Постановлением Правительства по вопросам организации конкурентной торговли генерирующей мощностью [14]. В этом постановлении дано «поручение Министерству энергетики РФ в шестимесячный срок разработать и утвердить по согласованию с Федеральной службой по тарифам порядок определения фактического коэффициента резервирования мощности для потребителей электрической энергии и мощности, принимающих и исполняющих управляющие воздействия централизованных противоаварийных систем ограничения нагрузки».
Вопросы юридического обеспечения аварийной разгрузки
Юридические проблемы возникают в случаях, когда перерыв электроснабжения потребителя в аварийных или предаварийных условиях работы электрической сети не оговорен должным образом в договоре энергоснабжения. Разрешение в необходимых случаях использовать аварийное ограничение или отключение нагрузки дает Постановление Правительства РФ № 530 [13]. В этом Постановлении (п. 182) указано: «В случае возникновения (угрозы возникновения) аварийных электроэнергетических режимов по причине возникновения (угрозе возникновения) дефицита электрической энергии и мощности и (или) падения напряжения, перегрузки электротехнического оборудования и в иных чрезвычайных ситуациях допускается полное и (или) частичное ограничение режима потребления (далее — аварийное ограничение), в том числе без согласования с потребителем при необходимости принятия неотложных мер. В таких случаях аварийное ограничение вводится при условии невозможности предотвращения указанных обстоятельств путем использования технологических резервов мощности или изменения режима потребления потребителей с регулируемой нагрузкой».
Но вопрос о наличии вины энергоснабжающей организации за последствия нарушения электроснабжения потребителя решается не этим подзаконным актом, а Гражданским кодексом. Согласно Гражданскому кодексу РФ (п. 2 статьи 547), «если … допущен перерыв в подаче энергии абоненту, энергоснабжающая организация несет ответственность за неисполнение или ненадлежащее исполнение договорных обязательств при наличии ее вины». При этом (статья 1098) «продавец или изготовитель товара, исполнитель работы или услуги освобождается от ответственности в случае, если докажет, что вред возник вследствие непреодолимой силы или нарушения потребителем установленных правил пользования товаром, результатами работы, услуги или их хранения». Таким образом, вопрос об ответственности за нарушение электроснабжения потребителя при отсутствии вины последнего однозначно сводится к установлению того факта, имели ли место обстоятельства непреодолимой силы. В Российской законодательной базе не содержится перечня признаков обстоятельств непреодолимой силы. Основные признаки таких обстоятельств (обстоятельств форс-мажор) указаны в Венской конвенции о договорах международной купли-продажи товаров (CISG), где в Статье 79 говорится : «Сторона не несет ответственности за неисполнение любого из своих обязательств, если докажет, что оно было вызвано препятствием вне ее контроля (это важный для нашей темы — тезис № 1) и что от нее нельзя было разумно ожидать принятия этого препятствия в расчет (тезис № 2) при заключении договора либо избежания или преодоления этого препятствия или его последствий». Кроме этого, существует неоднозначность в восприятии электрической энергии как товара. Введя такое определение, Гражданский кодекс РФ не раскрывает его специфичность и уникальность, например, невозможность его хранения или возврата потребителем поставщику в течение 14 дней, право чего предусмотрено ФЗ «О защите прав потребителей». Отсюда следует, что большинство обстоятельств, приводящих к нарушению электроснабжения потребителей, не являются форс-мажорными. Повреждение оборудования, отказы выключателей и релейной защиты и пр. не являются форс-мажорными, так как не подпадают под условия тезиса № 1.
Суровые морозы или летняя жара, не выходящие значительно за границы климатических норм, грозовые короткие замыкания и т.п. факторы не подпадают под условия тезиса № 2. Таким образом, надежной юридической основы, снимающей ответственность электроэнергетиков за последствия нарушений электроснабжения, в России нет, потому что определение обстоятельств непреодолимойсилы отсутствует, а международное их определение сформулировано не в пользу энергетических компаний. С другой стороны, тяжелейшие последствия внезапных нарушений электроснабжения в промышленности — пожары, выбросы ядовитых веществ, загрязнение окружающей среды и пр. — нельзя считать прямым и однозначным следствием нарушения электроснабжения, так как на взрывоопасном производстве внезапное прекращение внешнего электроснабжения не является непредвидимым событием (см. тезис № 2). Дополнительная сложность юридической проблемы и непредсказуемость судебных решений, если появятся иски потребителей к энергоснабжающим компаниям, состоят в том, что сам факт нарушения внешнего электроснабжения как первопричина последующих событий у потребителя может быть квалифицирован как результат действия или бездействия электроэнергетиков. Пока нет даже подходов к удовлетворительным решениям по четкому и всеобъемлющему разграничению зон ответственности энергоснабжающей организации за последствия нарушения электроснабжения потребителя и зон ответственности самого потребителя за опасные последствия нарушений, которые он должен был предвидеть. Однако ослабить остроту конфликтов между энергоснабжающими компаниями и потребителями возможно.
О необходимых мерах:
1.
Меры в отношении тех потребителей, у которых внезапное нарушение электроснабжения может приводить к опасности для людей, экологической обстановки и пр.
Западная практика такова, что всякий такой потребитель обязан иметь систему безопасности, обеспечивающую, в зависимости от особенностей своего производственного процесса, либо безопасное и безаварийное немедленное прекращение этого процесса, либо его продолжение до окончания технологического цикла. В обоих случаях это делается за счет автономного источника электроснабжения, обеспечивающего достаточную мощность при полном прекращении внешнего электроснабжения. Технические функции, выполняемые системой безопасности, полностью определяются свойствами потребителя. В металлургическом производстве, например, основным устройством, обеспечивающим безаварийное прекращение технологического процесса, является водонапорная башня. Запас воды в ней позволяет обеспечивать работу системы охлаждения, несмотря на остановку насосных агрегатов. АЭС могут несколько суток поддерживать работоспособное состояние оборудования в изолированном от внешней системы режиме работы за счет автономного источника электроснабжения, чего не скажешь о ТЭЦ. В нашем законодательстве общего требования к «опасным» потребителям в части оснащения их системами безопасности нет, хотя требование иметь «резервный» источник электроснабжения, устанавливаемый и обслуживаемый потребителем или сетевой организацией за счет потребителя, появился в [13]. Общие требования обеспечения безопасности потребителей при нарушениях электроснабжения полезны и энергоснабжающим организациям — в плане урегулирования ответственности за последствия нарушений электроснабжения. Вопрос о том, причислять ли данного потребителя к числу «опасных» или нет, может решаться по-разному. Одна из возможностей — создание исчерпывающего перечня таких объектов или исчерпывающего перечня их признаков. Вторая возможность состоит в том, чтобы этот вопрос решал сам потребитель.
Последнее проще и, по-видимому, целесообразнее. Если потребитель, будучи предупрежденным о вероятных нарушениях электроснабжения, не заявил о возможной опасности на своих объектах или, признавая такую возможность, не имеет работоспособной системы безопасности, то он, очевидно, должен нести всю ответственность за опасные последствия нарушения внешнего электроснабжения. Такое положение нуждается в законодательном закреплении. Третья возможность появится, когда в России достаточное развитие получит система страхования потребителей от последствий нарушений электроснабжения. Тогда контролировать достаточность мер безопасности будет страховщик, и, если эти меры недостаточны, будет увеличивать страховые выплаты. Разумеется, для «опасных« потребителей, функционирующих в настоящее время, но еще не оснащенных системами безопасности с соответствующими автономными источниками питания, должно быть предусмотрено время для необходимого дооснащения производства. В течение этого переходного периода могут потребоваться дополнительные технические и организационные меры по снижению риска нарушений электроснабжения и снижению опасных последствий таких нарушений. Одной из простейших и безусловно необходимых организационных мер, о которой говорилось выше, является информирование «опасных» потребителей о возникновении обстоятельств, увеличивающих риск нарушения нормальной работы сети, с тем, чтобы потребитель мог принять свои меры, ослабляющие последствия нарушения.
Признаками возникновения режима с высоким риском нарушения работы сети могут быть ее значительные перегрузки, аварийные отключения части линий или трансформаторов и просто ремонтные режимы, но такие, при которых у потребителей первой категории число находящихся в работе независимых источников питания снижается до одного. В приложениях к договорам энергоснабжения должны быть отражены как минимум:
• сведения, предоставляемые потребителем, о тех опасностях для людей, экологической обстановки и пр., которые могут возникнуть вследствие внезапного нарушения электроснабжения, или указания на отсутствие такой опасности;
• наличие у потребителя необходимой системы безопасности, мощность, потребляемая ею, и необходимая продолжительность ее действия;
• параметры автономного источника электроснабжения, обеспечивающего питание системы безопасности;
• сведения, предоставляемые потребителю, о фактических параметрах надежности электроснабжения с учетом места присоединения потребителя к сети наоснове статистики нарушений за ряд лет (включая кратковременные нарушения — на время КЗ и АПВ).
2.
Меры в отношении потребителей, у которых внезапные нарушения электроснабжения, в том числе кратковременные, приводят к большим экономическим ущербам без возникновения опасности для людей и окружающей среды
Попытки в рыночных условиях нормировать уровни надежности электроснабжения таких потребителей бесперспективны, потому что величины ущерба различаются для разных потребителей на несколько порядков. Следовательно, в разных конкретных случаях будут рентабельны разные затраты на повышение надежности электроснабжения. Кроме того, значительные различия в требованиях к надежности электроснабжения возникают из-за разной чувствительности потребителей к кратковременным нарушением электроснабжения [15]. Если для потребителя существенны только длительные нарушения электроснабжения, то полезно увеличивать число питающих линий (независимых источников питания). Если для потребителя опасны кратковременные нарушения электроснабжения, которые возникают, как известно, значительно чаще, чем длительные, то бессмысленно стремиться к большому числу питающих линий, так как это увеличит число КЗ, а нужно ориентироваться на современные средства быстродействующего управления режимами работы сети, на накопители энергии, обеспечивающие питание потребителя во время паузы АПВ, и пр.
Опасная иллюзия — считать, что достаточно иметь три–четыре уровня надежности электроснабжения и можно легко, просто и правильно проектировать системы электроснабжения разнородных потребителей. Так можно поступать только в отношении мелких потребителей, например, коммунально-бытовых, и то до тех пор, пока нарушения их электроснабжения не вызывают заметного протеста. При проектировании систем внешнего и внутреннего электроснабжения потребителей, имеющих большие экономические ущербы от нарушений электроснабжения, необходимо проводить технико-экономические сопоставления разных противоаварийных мероприятий — как во внутренней системе электроснабжения, так и во внешней. Для того, чтобы такой анализ был практически возможен, необходимо [16]:
• введение требований в отношении разработки противоаварийных мероприятий в общие нормы проектирования или в конкретные технические задания;
• информационное обеспечение — получение от электросетевых компаний достоверных сведений по статистике нарушений электроснабжения в районе предполагаемого подключения потребителя и по другим параметрам системы внешнего электроснабжения;
• методическая помощь проектировщикам для успешного выполнения указанных проектных работ (поскольку такие задачи проектировщикам раньше решать почти не приходилось). Очень важным элементом системы проектирования развития энергосистем вообще и систем электроснабжения потребителей в частности должен стать статистический анализ нарушений нормальной работы ЭЭС и учет их при решении конкретных проектных задач. При этом нужно иметь в виду, что затраты на предпроектную проработку требований к надежности электроснабжения потребителя и на проектирование противоаварийных мероприятий, учитывающих конкретные свойства потребителя и конкретные особенности сети, к которой он будет подключен, как правило, гораздо меньше ущербов от аварийных нарушений работы потребителей.
3.
Информация для потребителей
Большую часть юридических проблем, связанных с определением ответственности за последствия нарушений электроснабжения, можно разрешить, введя дополнения в Технические условия на присоединение и в договоры энергоснабжения. В договорах целесообразно предусматривать:
• оповещение потребителя о возникновении условий высокого риска нарушения нормальной работы сети, а также о таких ремонтных режимах, при которых значительно повышается вероятность нарушения электроснабжения (например, при выведении в ремонт одной из двух линий, питающих потребителя);
• выдачу потребителю информации о прогнозируемой продолжительности возникшего перерыва электроснабжения;
• согласование параметров самозапусков двигателей для нормальной и ремонтных схем внешнего электроснабжения (если эти самозапуски могут создавать значительные снижения напряжения в сети): максимально допустимых токов самозапуска и, соответственно, минимально допустимых напряжений;
• согласование нормальных величин реактивной мощности, потребляемой или генерируемой потребителем .
4.
Страхование рисков, связанных с нарушениями электроснабжения Страхование рисков при нарушениях надежности электроснабжения является для потребителей и поставщиков энергии эффективной стратегией управления соответствующими рисками. Приобретение страховки для конечного потребителя энергии является одним из способов выявления, контроля, устранения или минимизации последствий нарушений электроснабжения. Страховые компании заинтересованы в сборе информации и стимулировании использования стратегий управления рисками и контроля за потерями для снижения вероятности или масштаба потерь в случае отключений электроэнергии. В условиях обоюдной заинтересованности механизмы страхования превращаются в дополнительный рыночный экономический инструмент, который позволяет снижать потери от нарушений электроснабжения, создавать мотивации и систему приоритетов в процессе обеспечения договорных уровней надежности. Поэтому в целом механизмы страхования способствуют увеличению надежности поставки энергии и смягчения последствий нарушений электроснабжения. Создание инструментов страхования надежности в электроэнергетике позволит привлечь к процессу управления надежностью большой круг страховых компаний, которые будут рассматривать это как расширение рынка своих услуг и будут задействованы в стимулировании стратегии управления рисками и контролем за масштабом потерь.
Выводы
1. Необходима разработка концепции противоаварийного управления большими распределительными электрическими сетями, сочетающей локальную автоматику (действующую при перегрузках тупиковых линий и трансформаторов, при угрозе лавины напряжения на некотором участке сети и т.п.) и централизованной системы управления, обеспечивающей сбор необходимой информации о состоянии сети, параметрах ее режима, величинах нагрузки и текущих ресурсах управляющих воздействий, выполняющей онлайновые расчеты и передачу команд управляющих воздействий (на генераторы, устройства управления режимами работы сети и ограничение нагрузки) для ввода режима в допустимую область.
2. Для обеспечения необходимых объемов ОН, особенно в крупных городах и мегаполисах, нужно развивать системы дистанционного отключения электроприемников и их комплексов с установкой исполнительных устройств непосредственно у потребителей, по договорам с ними и с соответствующей оплатой.
3. Юридические нормы, определяющие меру ответственности электроэнергетических компаний за последствия нарушений электроснабжения при авариях и за ограничения потребителей для предотвращения развития аварий, в России отсутствуют. Собственного определения обстоятельств непреодолимой силы нет. Если эти обстоятельства понимать в соответствии с международными нормами, то нужно признать, что большинство аварийных состояний в электрических сетях, сопровождающихся нарушениями электроснабжения потребителей, нельзя квалифицировать как действие обстоятельств непреодолимой силы.
4. Отсутствуют также нормы, определяющие, кто виновен в тяжелых последствиях, возникших в результате нарушений внешнего электроснабжения потребителей (взрывы, пожары, выбросы ядовитых веществ и пр.), так как нарушения электроснабжения от сети общего назначения тоже не являются обстоятельствами непреодолимой силы.
5. Для того, чтобы в значительной мере урегулировать положения, указанные выше, целесообразно следующее.
a. Нужно создать законодательную базу, в соответствии с которой каждый потребитель, внезапное нарушение электроснабжения которого может привести к опасности для людей, экологической обстановки и т.д., должен иметь систему безопасности, предотвращающую такие последствия.
b. Если нарушения электроснабжения потребителя могут приводить к значительным экономическим ущербам, то проектирование систем его внутреннего и внешнего электроснабжения нужно вести с проработкой противоаварийных мероприятий, обоснованных технически и экономически, на основе конкретных данных по статистике нарушений работы соответствующей сети.
c. Проблемы взаимоотношений энергоснабжающей организации и потребителя в отношении противоаварийных мер у каждой из сторон, информирования потребителя о возникновении условий высокого риска нарушения нормальной работы сети и пр. должны быть детально проработаны и включены в договоры энергоснабжения.
d. Необходим запуск рынка вспомогательных системных услуг в части снижения электропотребления в предаварийных и аварийных условиях.
e. Необходимо развивать механизмы страхования рисков при нарушениях электроснабжения, как дополнительный рыночный экономический инструмент, который позволит компенсировать потери у потребителей от нарушений электроснабжения.
