WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 45 |

13.3.2.1. Издержки по передаче энергии и оптимальное распределение нагрузки Например, если продукция производителя с "высокими" затратами распределяется в узле Б ($30 за МВтч), а производитель с “низкими” затратами имеет резервную мощность в узле А ($20 за МВтч), то можно сделать вывод, что стоимость передачи энергии из пункта А в пункт Б равна разнице между предельными затратами на производство в А и Б (т.е.$10 за МВтч) См. Главы 10-12 для обсуждения экономически выгодной стоимости электричества и связанные с этим правила образования рыночных цен. Здесь мы предполагаем, что экономически выгодная стоимость равна предельной стоимости выработки.

СТОИМОСТЬ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ n/e/r/a • Если предельные затраты на передачу энергии были бы меньше разницы в стоимости выработки, оператор СЭП смог бы сократить суммарные издержки за счет увеличения выработки электроэнергии в А и передачи ее в Б и тем самым заменить выходную мощность более дорогого производителя; и • Если бы предельные затраты на передачу энергии были бы больше разницы в стоимости выработки, оператор СЭП смог бы сократить суммарные издержки за счет передачи меньшего объема электроэнергии из А в Б.

На основании этих предположений, можно вывести следующее общее правило:

• Аксиома 1: В системе оптимального распределения нагрузки в сети кратковременные затраты на передачу из А в Б равны разнице между предельной стоимостью выработки в Б и предельной стоимостью выработки в А.

Поэтому, если предельная стоимость выработки в А составляет $20 за МВтч и в Б $30 за МВтч, предельная стоимость передачи из точки А в Б должна составлять $МВтч, иначе что-то должно претерпеть изменения.

Это общее правило лежит в основе использования сложных моделей потоков электроэнергии в сети с целью обеспечения цен на ее передачу как побочного продукта оптимизации производства. Вычисление издержек передачи энергии производится на основе оценки предельной стоимости выработки, предусмотренной моделью, на всех участках сети. Тем не менее, это же правило применимо при любом распределении нагрузки, которое признается оптимальным или близким к оптимальному.

13.3.2.2. Стоимость передачи энергии и наличные цены для узлов сети Впервые тесная связь между платой за электроэнергию и затратами на передачу была исследована группой специалистов из Института технологии штата Массачусетс под руководством Фреда Швеппе. Объяснение понятия издержек передачи, приводимое в этой главе, представляет собой упрощенный двухузловой вариант многоузловой технической модели, для которой специалисты этого института нашли общее решение.Этот подход был принят и одобрен другими специалистами, которые отметили, что введение ясного тарифа станет ненужным, если оператор на рынке сможет обозначать экономическую ценность электроэнергии в каждом узле сети (установление наличных цен в узлах сети).62 К моменту написания этой книги не было См., например, Bohn, R.E., Caramanis, M.C. Schweppe, F.C. (1984) Optimal Pricing in Electrical Networks over Space and Time, Rand Journal of Economics, том. 13, ном. 3.

Для современной трактовки данного подхода см. Hogan, W.W. 1995) Electricity Transmission and Emerging Competition, Школа Правительства Дж.Ф.К., Гарвардский университет, МФ (подготовлено для ежегодной конференции Центра исследований в области энергосистем общего пользования, 27 апреля 1995 года).

СТОИМОСТЬ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ n/e/r/a реального примера, описывающего образование наличных цен в узлах. Норвежский рынок электроэнергии использует аналогичный подход с ценами только для четырех или пяти зон, анедлякаждогоузлаэнергосистемы.

Установление наличных узловых цен имеет некоторые достоинства при оценке передачи электроэнергии между основными рынками, как в Норвегии. Однако, такое ценообразование может и не найти универсального применения, когда тарификация на передачу перестанет быть необходимой. Соотношение аргументов может измениться в пользу установления наличных цен в узлах по мере развития компьютерной технологии. А пока мы предполагаем, что наличные цены будут рассчитаны только для тех узлов, которые представляют коммерческую необходимость. Передача энергии в узлы и из узлов потребует введения четких и ясных цен на передачу. Более того, наличные цены для узлов могут не покрыть суммарных затрат на передачу энергии там, где присутствует эффект масштаба (т.е.

имеется возможность получения экономии средств за счет масштабов операций).

Поэтому, работая над этой и следующей главой, мы исходили из предположения, что некоторая форма установления цен на передачу энергии возникнет на основе текущего ценообразования и не подвергнется радикальной реформе образования наличных цен на электроэнергию.

В любом случае, сложные алгебраические модели, используемые для описания образования наличных цен для узлов, являются наиболее простыми для понимания с точки зрения кратковременных затрат на передачу, вызванных реальными эксплуатационными факторами: потерями и ограничениями при передаче электроэнергии. Мы поочередно рассматриваем каждый из них, чтобы точно показать, каким образом затраты на передачу электроэнергии соотносятся с экономически выгодной стоимостью электроэнергии.

13.3.2.3. Потери при электропередаче Потери энергии при передаче (следовательно, и затраты на передачу) возрастают экспоненциально на любой линии. Предельные потери увеличиваются почти пропорционально потоку электроэнергии.63 Поэтому кратковременные предельные затраты при отдельно взятом заказе на электропередачу зависят от существующего потока энергии в сети, связанного с другими пользователями системы. Для определения предельных затрат предположим, что другие потоки останутся неизменными. Затем рассмотрим эффект дополнительных потоков энергии в сети. В приведенных ниже примерах эта теория применяется к отдельно взятой линии, которая соединяет два узла (“Запад” и “Восток”) и не имеет ограничений при электропередаче.

Для читателей, интересующихся техническими вопросами, потери представляют собой квадратичную или "квадратную" функцию" тока ("I", которая пропорциональна линейному потоку МВтч при постоянном напряжении) и линейную функцию сопротивления (R, которая зависит от длины линии и главных характеристик). Суммарные потери часто представлены следующим выражением: потери=I2R.

Предельные потери в связи с увеличением потока на линию (т.е. дополнительный ток) представлены первой производной, 2I R.

СТОИМОСТЬ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ n/e/r/a Для начала, предположим, что энергия движется с Запада на Восток. Если возрастание потребностей на Востоке совпадет с ростом производства на Западе, возрастет и поток электроэнергии в сети на линии Запад – Восток, что существенно повлияет на потери при электропередаче. Увеличение или уменьшение суммарных потерь в системе составляет предельную стоимость передачи энергии с Запада на Восток. Если предельная стоимость положительна, то производитель на Западе должен поставлять больше, чем требуется на Востоке.

Например, любой производитель, отправив дополнительные 100 МВтч на Запад, может узнать, что там могут использовать только дополнительные 95 МВтч. В этом случае предельные физические потери энергии составят 5 МВтч (или 5% от объема выработки). Это показано на Рис. 13.1, где стрелкой обозначена вся сеть, соединяющая Восток и Запад.

Предельная стоимость транспортировки электроэнергии с Запада на Восток легко определяется через физические потери энергии. Чтобы вычислить стоимость этих потерь, а вместе с ними и кратковременные предельные затраты на передачу энергии, следует рассмотреть разницу цены баланса между Западом и Востоком. Если предельная стоимость выработки на Западе составляет $10 за МВтч, то общая стоимость дополнительных 100 МВтч составит $1000. Потребители получат только МВтч, но им нужно будет заплатить сумму в $1000, чтобы покрыть возросшие издержки производителя. Это подразумевает цену в $10,53/МВтч на Востоке (сумма в $1000, разделенная на 95 МВтч). Отсюда следует, что цена на транспортировку увеличилась на 53 цента/МВтч, это повышение цены и определяет краткосрочные предельные затраты на передачу электроэнергии с Запада на Восток.

Рис. 13.Потери при электропередаче.

100 МБтч 95 МВтч @$ 10.00/МВтч @$ 10.53/МВтч Восток Запад Стоимость электропередачи=53сенты/МВтч • Аксиома 2: В любой системе, где электропередача не имеет ограничений, кратковременные предельные затраты на передачу вычисляются из предельных физических потерь электроэнергии.

В общем, потери увеличиваются с расстоянием. Чтобы обеспечить узлы системы, которые удалены, производитель должен увеличить цену, чтобы покрыть свои первоначальные затраты на производство. Однако, дополнительный приток энергии на линию только приведет к росту суммарных потерь, если его направление будет СТОИМОСТЬ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ n/e/r/a совпадать с существующим чистым потоком энергии в сети. Если же дополнительный приток энергии на линию направить в противоположную сторону, то потери сократятся и краткосрочные предельные затраты на электропередачу будут отрицательными.

Например, если пользователи системы запросят дополнительный поток энергии с Востока на Запад, который опять же будет направлен против потока энергии в сети, суммарные потери снизятся. Только 95 МВтч на Востоке будет достаточно, чтобы удовлетворить потребность в 100 МВтч на Западе; предельный эффект составит экономию в 5МВтч. В этом случае, если бы предельная стоимость выработки на Востоке была $10,53 за МВтч, то затраты на производство в общем составили бы $1000, и производителю нужно было бы брать $10 за МВтч на Западе. Другими словами, эффект транспортировки электроэнергии с Востока на Запад, против чистого потока электричества в сети, снизил бы цену на электроэнергию. Таким образом, кратковременные предельные затраты на передачу с Востока на Запад были бы меньше на 53 цента за МВтч или равны отрицательной стоимости передачи электроэнергии по направлению Запад-Восток.

Понятие того, что стоимость "обратного хода" является отрицательной, иногда не допускается, поскольку немногие производители хотят поставлять энергию в регион, где она будет стоить дешевле. Однако если затраты на транспортировку измерят для удобства вычисления относительно центрального узла системы, как предлагается далее, концепция отрицательной стоимости приобретет важное значение. Стоимость электропередачи из А в Б вычисляется по двум этапам: от А до центрального узла и от центрального узла до Б. На одной из этих стадий стоимость может быть отрицательной, даже если общая стоимость является положительной или равна нулю.

Например, если производитель и потребитель находятся в одном районе, стоимость электропередачи от одного другому будет равна нулю. Однако, это можно вполне представить в виде двух сделок: доставки до центрального узла при стоимости (скажем) 53 цента/МВтч и доставки от центрального узла к потребителю при стоимости -53 цента/МВтч, при этом общая стоимость будет равна нулю, как и требовалось. Тогда, если не брать в расчет отрицательные затраты, (по крайней мере, кратковременные) распределение нагрузки пройдет неэффективно.

13.3.3. Ограничения при электропередаче Не все заявки на передачу электроэнергии можно удовлетворить путем увеличения потоков или потерь. На систему электропередачи действуют три вида ограничений: по температурному режиму, напряжению и стабильности. Независимо от причины, они обычно вынуждают ОСЭП ограничивать максимальный поток энергии на некоторых линиях. Некоторых производителей, энергия которых, возможно, была распределена с целью снижения общей выработки, заменят другими в более выгодных районах. Это резко меняет предельную стоимость электропередачи на разных концах участка ограничения, и разница стоимости на разных концах этого участка превышает стоимость предельных потерь на линии. Однако, кратковременные предельные затраты на передачу энергии продолжают отличаться от предельных затрат на выработку.

СТОИМОСТЬ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ n/e/r/a • Аксиома 3: При ограничениях на поток энергии на линию, кратковременные предельные затраты на передачу энергии равны разнице между предельными затратами на выработку (т.е. экономической ценностью электроэнергии) на разных концах участка ограничения.

Влияние ограничений можно проиллюстрировать, если рассмотреть систему передачи, которая состоит из двух зон А и Б, со спросом, равным Х и Y. ”Кривые поставки” для каждой зоны показаны на Рис. 13.2 и 13.3. В каждой зоне предельная стоимость производства возрастает по мере распределения более дорогостоящей энергии: то есть кривые предложения растут по наклонной вверх. Если бы зоны были не связаны, то предельные затраты на производство определяли бы экономическую ценность электроэнергии в $12 МВтч в зоне А и $20 МВтч в зоне Б: точки, где кривые поставки пересекаются с уровнем спроса, есть цены на рынке в каждой зоне.

Теперь повернем график для зоны Б на 180 градусов и переместим его в график для зоны А. На Рис.13.4 показан общий спрос для двух зон Х + Y, который удовлетворяется выработкой энергии в той или другой зоне. При отсутствии ограничений, электропередача ничего бы не стоила (если не брать во внимание потери), и задача вычисления минимальных затрат потребовала того, чтобы предельные затраты были равны в обеих зонах. Это достигается при пересечении двух кривых предложения, где выработка в зоне А равна Х + Ти Y– Тв зоне В. Поток на линии из А в В в МВтч, был бы Т, и предельная стоимость выработки составила бы $17 за МВтч для каждой зоны.

Рис.13.Издержки производства в зоне А.

$/МВтч Спрос X МВт Зона A СТОИМОСТЬ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ n/e/r/a Рис.13.Издержки производства в зоне Б.

Спрос $/МВтч Y Зона Б МВт Рис. 13.Совместное производство.

$/МВтч $/МВтч МВт X X+L X+T X+Y Зона A Зона Б Однако при ограничениях на электропередачу достичь того же результата между двумя зонами невозможно. Например, если пропускная способность линии передачи между А и Б (L) меньше уровня электропередачи без ограничений между ними, то уровень выработки в зоне А нужно будет свести к Х + L. На Рис.13.4 показано, что это уменьшит цену на выработку в зоне А от $17 МВтч до $14 МВтч. Энергию, СТОИМОСТЬ УСЛУГ ПО ПЕРЕДАЧЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ n/e/r/a выработанную в зоне А нужно будет заменить более дорогостоящей энергией на другом конце участка ограничения. Предельная стоимость выработки в зоне Б возрастет до $18 за МВтч, также увеличиться и общая стоимость выработки для двух зон вместе.

В этом примере, краткосрочная предельная стоимость передачи энергии из А в Б составляет $4 за МВтч. Она рассчитана как разница между предельными затратами на выработку в двух зонах ($18 за МВтч минус $14 за МВтч). Подобным образом, краткосрочные предельные затраты на передачу из Б в А будут минус $4 за МВтч.

Краткосрочные предельные затраты можно представить тремя альтернативными способами:

Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 45 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.