Эра энергетической гибкости
Пока быстро нарастающая пандемия COVID-19 и беспрецедентные меры по борьбе с ней ставят на паузу мировую экономику, а вместе с ней и энергетический переход, возникает возможность задуматься о стратегическом будущем энергосистем и энергетических рынков. Wood Mackenzie называет это будущее ни больше ни меньше новой эрой гибких энергосистем (flexible grid), или эрой энергетической гибкости.
Стадии развития “умной” энергетики. Источник: Wood Mackenzie
Стадия «умных сетей» (smart grid) характеризуется централизованным ответом энергосистем и электрических сетей на вызов распределенной энергетики и ВИЭ за счет новых — цифровых — технологий. Самым важным качеством, которое обеспечивают «умные сети», на этом этапе становится надежность электроснабжения в усложняющихся условиях работы, достигаемая за счет наблюдаемости, цифровизации и роста числа измерений. Главными драйверами изменений на этом этапе остаются энергоснабжающие и сетевые компании.
Стадия «энергетической передовой линии» (grid edge), которая как раз завершается на рубеже 2020 года, отличается активной интеграцией распределенной энергетики в сети, выстраиванием локальных экосистем активных потребителей, появлением у них возможности вносить вклад в управление энергосистемами, апробацией новых регуляторных моделей. Можно сказать, что эта стадия сосредоточилась на новых практиках, связанных с распределенными источниками энергии и гибкости, в частности, на практиках по управлению энергетической гибкостью. Главными драйверами на этой стадии были технологические компании — операторы таких новых цифровых практик.
Наконец, следующая стадия «гибких энергосистем», скорый переход к которой обещает Wood Mackenzie, будет отличаться тем, что за счет переформатирования энергетических рынков и появление национальных или даже региональных рынков гибкости распределенные энергетические ресурсы начнут оказывать полезное действие на энергосистемы в целом и станут полноправными участниками управления этими энергосистемами. Например, сегодня в США 32 ГВт распределенных энергетических мощностей оказывают прямое или опосредованное агрегаторами влияние на оптовый рынок электроэнергии. При этом процесс развития локальных рынков на уровне распределительных сетей продолжится, и рынки образуют сложную вертикаль от крупных региональных объединений до одноранговых торговых площадок локальных сообществ. Ключевыми драйверами, как не трудно понять, на этой стадии становятся как раз операторы новых рынков — стейкхолдеры, определяющие правила этих рынков.
В профессиональном сообществе последние два года продолжается активная дискуссия на тему о том, как должны быть устроены такие новые рынки энергетической гибкости.
Временные рамки и масштабные уровни торговли энергетической гибкость. Источник: IEA — ISGAN
Интересный вариант сегментации рынка гибкости дает доклад международной группы в рамках Международной сети по развитию умных сетей (ISGAN), действующей как программа Международного энергетического агентства (IEA) [2]. ISGAN определяет четыре сегмента по тому, в каких целях используется энергетическая гибкость:
1. Гибкость для управления балансом мощности. Сегмент, в котором на краткосрочном периоде (до часа) торгуется энергетическая гибкость, используемая для поддержания баланса мощности в энергосистеме, включая регулирование частоты.
2. Гибкость для управления балансом энергии. Сегмент, в котором на среднесрочном и долгосрочном (от суток до нескольких лет) торгуется энергетическая гибкость, которая используется для управления балансом спроса и предложения энергии, в том числе для управления рынков электроэнергии и долгосрочного планирования использования энергетических ресурсов.
3. Гибкость для управления передачей энергии. Сегмент, в котором на горизонте от нескольких минут до нескольких часов торгуется энергетическая гибкость, влияющая на пропускную способность электрических сетей и возможности транспорта электроэнергии и мощности от центров генерации к центрам потребления.
4. Гибкость для управления качеством электроэнергии. Сегмент, в котором в краткосрочном режиме (от секунд до нескольких минут) торгуется энергетическая гибкость, оказывающая локальное воздействие на уровень напряжения в электрических сетях и поддерживающая необходимое качество электроэнергии.
Чрезвычайно интересный анализ вариантов торговли гибкости применительно к городскому энергетическому сообществу был подготовлен в прошлом году европейским фондом USEF («Универсальным фреймворк по умной энергетике») [3]. Этот доклад любопытен в первую очередь тем, что рассмотрение городского энергетического сообщества захватывает максимально широкий круг стейкхолдеров. Он позволяет посмотреть на возможности торговли гибкостью, охватывающей взаимоотношения просьюмеров, состоящего из них городского сообщества, энергоснабжающих компаний, сбытовых компаний, локальных (розничных) генераторов, агрегаторов, сетевых компаний (TSO и DNO), операторов распределенных энергосистем (DSO) и системных операторов. Подготовленные USEF схемы позволяют выделить следующие необходимые уровни рынков энергетической гибкости:
- Локальный одноранговый рынок энергетического сообщества, на котором просьюмеры торгуют друг с другом и с местными генераторами;
- Розничный рынок гибкости, в рамках которого торговля гибкостью будет происходить между просьюмерами, сбытовыми компаниями и энергоснабжающими компаниями;
- Оптовый рынок гибкости, на котором за счет агрегаторов локальные энергетические сообщества, просьюмеры и местные генераторы получают возможность опосредованно торговать с субъектами оптового рынка и операторами распределенных энергосистем (DSO).
Модель торговли энергетической гибкостью и взаимного оказания услуг вокруг городского энергетического сообщества. Источник: USEF
При этом USEF практически повторяет выводы ISGAN и выделяет три предмета управления гибкостью, или три рыночных платформы, на которых гибкость необходима для разных задач [4]:
1. Рыночная платформа — управление рынком электроэнергии за счет гибкости. Соответствует гибкости для управления балансом энергии в подходе ISGAN.
2. Балансирующая платформа — управление балансом мощности и частотой. Соответствует гибкости для управления балансом мощности у ISGAN.
3. Платформа управления сетями — управление в интересах TSO и DSO. Соответствует объединению гибкости для управления передачей и качеством электроэнергии в подходе ISGAN.
Предметы торговли энергетической гибкость. Источник: USEF
В настоящее время в ряде стран Европы, в первую очередь, в Великобритании, начался переход к пилотированию рыночных площадок для торговли гибкость. Но еще ни одна из стран, даже лидеров энергетического перехода, не ввела общенациональную модель рынка гибкости даже в режиме эксперимента. Россия и НТИ Энерджинет — за счет механизма регуляторных пилотов — могут выйти в этой области в лидерскую позицию пионеров такого движения и попасть в число первых в мире, кто построит собственный рынок энергетической гибкости.
Подготовлено IC ENERGYNET / Автор: Игорь Чаусов
Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.