Достаточность ресурсов

Достаточность ресурсов ( RA , также достаточность поставок ) в области электроэнергетики — это способность электрической сети удовлетворить спрос конечного потребителя на электроэнергию в любое время (обычно это проблема пикового спроса ). РА – составляющая надежности электрической сети . Например, в электрической сети в любое время должна быть доступна достаточная неиспользованная генерирующая мощность для устранения серьезных сбоев оборудования (например, отключения атомной энергоблока или высоковольтной линии электропередачи ) и падения энергии переменных возобновляемых источников (например, ветер стихает). Стандарт адекватности должен соответствовать выбранному индексу надежности , обычно это ожидаемая потеря нагрузки (LOLE) на 1 день в 10 лет (так называемый «1 из 10»).

Установленная резервная маржа

Установленный резервный запас (IRM) — это объем генерирующей мощности, превышающий ожидаемую нагрузку, рассчитанный для удовлетворения ожиданий потери нагрузки , обычно 1 день в 10 лет. IRM используется для измерения достаточности генерирующих мощностей и служит руководством для оценки потребностей в изменениях мощности. При обсуждении будущих потребностей в мощности плановой резервной маржи в качестве метрики используется термин . Североамериканская корпорация по надежности электроэнергетики (NERC) по умолчанию использует целевой резерв в размере 15% для преимущественно теплоэнергетических систем и 10% для гидроэлектростанций . IRM отличается от маржи операционного резерва (ORM). Расчеты ORM учитывают перебои в выработке и передаче тока и предполагают, что все нагрузки, реагирующие на спрос , и потребители прерываемой мощности подключены. Таким образом, ORM ниже, чем IRM ( CAISO допускает ORM всего на уровне 3%). ).

Вертикально интегрированное коммунальное предприятие

В случае с вертикально интегрированной электроэнергетической компанией RA было частью комплексного планирования ресурсов , осуществляемого самой коммунальной компанией, а дополнительные расходы согласовывались с регулирующими органами, которые представляли несвободных потребителей . У этих компаний-монополистов был стимул переоценивать пиковый спрос, чтобы наращивать мощности и оправдать повышение тарифов, утвержденных регулирующими органами. Отсутствие мощностей в целом не было проблемой.

Дерегулированная сеть

В дерегулированной энергосистеме участникам рынка необходимы какие-то стимулы для создания и поддержания генерирующих и передающих ресурсов, которые однажды могут быть востребованы для поддержания баланса энергосистемы, но большую часть времени простаивают и не приносят дохода от продажи электроэнергии. электричество. Требование установленной мощности ( ICAP ) используется некоторым независимым системным оператором для соблюдения требований RA. ICAP позволяет участнику энергетического пула избежать создания собственных резервных генерирующих мощностей для удовлетворения требований RA и вместо этого приобретать «кредиты ICAP» у какой-либо другой компании в пуле, которая уже имеет такие мощности (вероятность того, что две компании упадут ниже целевых показателей RA). одновременно считается незначительным). Обязательство ICAP предъявляется не покупателем, а региональной передающей организацией , которая также требует от поставщиков предлагать все доступные ресурсы на день вперед («обязательное предложение»). Если вызывается подразделение, получившее оплату ICAP, оно должно работать.

Типичный регулирующий орган требует, чтобы организация, обслуживающая нагрузку, приобретала контракты RA с гарантированной мощностью на 110–120% своей годовой пиковой мощности. Как и любая схема, основанная на мощности, этот подход опирается на достоверные оценки гарантированной мощности. Эти оценки легко выполнить для обычных управляемых источников . но сложно в случае гидроэнергетики и возобновляемых источников энергии, поскольку доступная энергия из этих источников, как правило, сильно коррелирует на большой географической территории. Включение солнечных и ветровых генераторов в структуры гарантированной мощности представляет проблемы из-за их непостоянства (см. Кредит мощности ). и может потребоваться использование накопителей энергии .

Ценовой предел и RA

Рынки электроэнергии уникальны в своей потребности в механизме RA. даже несмотря на то, что характер производства электроэнергии с высокими фиксированными затратами и низкими предельными издержками довольно типичен для других отраслей, в которых нет проблем с возмещением производственных затрат и получением прибыли на инвестиции по рыночным ценам. Однако потребители электроэнергетических компаний часто не имеют возможности переключить свое потребление с периодов высоких цен (возьмем, к примеру, потребности в отоплении помещений ). В этих обстоятельствах ценообразование дефицита не оказывает немедленного воздействия на потребление и становится карательным. «Только энергетические рынки могут привести к достижению точки равновесия на рынке, которая не соответствует тому, что хотят видеть пользователи и регулирующие органы», поэтому каждый оптовый рынок электроэнергии в мире в той или иной форме опирается на ограничения предложения .

Волак указывает на сочетание ограничений предложения и стратегии смягчения дефицита электроэнергии ( веерные отключения ), что приводит к необходимости механизма RA (Волак называет эту зависимость внешним эффектом надежности ): ценовой предел создает стимул для организаций, обслуживающих нагрузку (LSE), недоплачивать для электроэнергии на срочном рынке , в то время как веерные отключения электроэнергии одинаково наказывают как LSE, которые закупили достаточные ресурсы, так и те, которые этого не сделали. В результате возникает проблема нехватки денег (в виде отсутствия инвестиций в генерирующие мощности). По словам Волака, более низкие лимиты предложений усложняют ситуацию. а также электрификация отопления помещений, внедрение электромобилей и увеличение доли переменных возобновляемых источников энергии .

Источники

• Тезак, Кристина (24 июня 2005 г.). Достаточность ресурсов – алфавитный суп! (PDF) . Стэнфордско-Вашингтонская исследовательская группа.
• Волак, Фрэнк А. (июль 2021 г.), Долгосрочная достаточность ресурсов на оптовых рынках электроэнергии со значительным прерывистым использованием возобновляемых источников энергии (PDF) , Национальное бюро экономических исследований, doi : 10.3386/w29033
• Агаард, Тодд; Клейт, Эндрю Н. (2022). «Слишком много никогда не бывает достаточно: формирование спроса на рынке электрической мощности» (PDF) . Журнал энергетического права . 43 (1). Вашингтон: 79–124.
• Печман, Карл (1993). «Ограниченный моделью выбор и определение потребности в генерирующих мощностях» . Регулирование мощности: экономика электроэнергии в век информации . Спрингер США. стр. 77–97. дои : 10.1007/978-1-4615-3258-3_5 .
• PJM (25 августа 2021 г.). «Руководство PJM 20: Анализ достаточности ресурсов PJM» . PJM . Планирование достаточности ресурсов
• НКРЭ (май 2013 г.). «Летняя оценка надежности 2013 г.» (PDF) . nerc.com . Североамериканская корпорация по надежности электроснабжения . Проверено 10 апреля 2023 г.