Как можно управлять потреблением электроэнергии
Управление потреблением энергии с помощью KNX
Современные цифровые технологии, которые пришли в энергетику, сделали процесс управления энергопотреблением более гибким в области производства, распределения, хранения, преобразования и потребления энергии. Для эффективной работы систем управления энергией за последние годы были разработаны ряд стандартов для глобальных систем управления энергией и протоколов, а также интерфейсов передачи данных для локальных уровней систем менеджмента электропитания, которые позволяют обмениваться данными между конечными потребителями энергии, системами хранения и генераторами (питающей линией), а также самой системой управления энергией, координирующей работы всех перечисленных частей.
Грамотное управление энергопотреблением должно происходить одновременно на нескольких уровнях:
Попробуем понять, как современные технологии могут управлять и снижать нагрузку на электрические сети в глобальном масштабе.
Рисунок 1. Основные элементы системы энергоснабжения и энергопотребления
На рисунке 1 мы видим типичное частное домохозяйство с системой управления энергосбережения. Здесь же мы видим границу между локальной системой управления энергией S2 (внутри здания) и глобальной системой управления энергией S1 (внешняя сеть, генерация, подстанции).
Область S1
Внешняя энергосистема задаёт локальной системе управления частным домом контрольную информацию (например, цены на электроэнергию или приоритет нагрузок) определяя тем самым границы, в рамках которых локальная система управления энергией может оптимизировать работу управляемых её нагрузок. Например, из области S1 может регулироваться выделяемая мощность на зарядку электротранспорта или режим внешнего освещения улицы.
Область S2
Локальная система управления электроэнергией имеет несколько другие цели и функции. На этом уровне главное: оптимизация затрат, баланс между генерируемой и потребляемой энергией, перераспределение энергии с одного потребителя на другого или отработка каких-либо пользовательских программ и режимов работы.
Перечислим некоторые возможные варианты использования локальной системы управления энергоснабжением:
Локальную систему управления электроэнергией можно рассматривать как часть глобальной системы. Например, в случае улицы или небольшого посёлка частных домохозяйств, объединённых в одну группу. В локальной системе, управляется каждый конечный элемент сети — каждая розетка, вентилятор, бойлер или зарядная станция для электромобиля. В глобальной системе управления энергией, как правило, управляются не конечные элементы, а типы нагрузок — может быть снижено освещение в районе в целом, увеличена мощность зарядных станций для электромобилей или отключены бойлеры во всём районе. Кроме того, может быть вариант управления выделяемыми объёмами электроэнергии для каждого из домохозяйств. Из чего состоит локальная система управления электроэнергией?
CEM (Customer Energy Manager) — (частная система управления энергией) как правило состоит из центрального блока / головного устройства, которое по заданному алгоритму координирует работу всех подключённых к сети нагрузок. Чаще всего такие нагрузки разбиты на типы нагрузок. Это могут быть генераторы, аккумуляторы (системы хранения энергии) вентиляция, отопление, освещение, медиаустройства. Основные задачи, которые решает локальная система управления энергией:
Для того чтобы вышеописанная глобальная система перераспределения энергии смогла заработать, необходимы её составные элементы — локальные объекты генерирующие, потребляющие, управляющие энергией и обменивающиеся друг с другом технической информацией на основе общих стандартов и протоколов. При создании сети таких локальных систем важны три основных момента:
Система должна иметь чётко сформированную конфигурацию, позволяющую идентифицировать всех её участников, как потребляющих, так и генерирующих электроэнергию.
Получение технической информации из локальных систем управления электроэнергией и, при необходимости, трансляция инструкций в них. Эта функция, помимо решения чисто административных задач, предоставляет локальным системам данные для реализации ими алгоритмов работы, сформированными конечными пользователями (снижение расходов, оптимизация потребления). Кроме того, эта функция позволяет осуществлять прямое управление подключёнными нагрузками, такими как зарядная станция для автомобилей, работу которых необходимо координировать в рамках глобальной сети.
Координация работы локальных систем и обмен информацией между ними, позволят строить прогноз общего производства и потребления в рамках всей глобальной сети. Данные по производству и потреблению электроэнергии можно представить в виде таблицы пар значений имеющихся и необходимых мощностей в каждый момент времени. Суммирование значений такой таблицы за определённый период дает общую потребность в энергии или допустимый для перераспределения её избыток. По каждому из домохозяйств.
В качестве примера можно привести стиральную машину, программа стирки которой состоит из ряда этапов различной длительности и с различным энергопотреблением. Трансляция стиральной машиной такой информации в виде данных о планируемых уровнях потребления и их длительностях (времени начала стирки, нагреве, полоскании, отжиме) поможет локальной системе управления энергией спрогнозировать предстоящую потребность в электроэнергии, запасти её в батареях, выдать в нужный момент в сеть или передвинуть цикл стирки на время с более дешёвым тарифом.
Оптимизация потоков энергии, получаемой и отдаваемой каждым из участников глобальной сети является её основной целью и зависит в большей степени от уровня вовлечённости в общий энергооборот каждой локальной системы управления энергией чем от используемых стандартов или протоколов передачи данных. Инструкции, передаваемые глобальной системой управления электроэнергией локальным системам, могут снижать потенциально достижимый уровень оптимизации потребления энергии.
Примером может является ограничение глобальной системой управления энергией объёма энергии, выделяемой зарядным устройства. Выполнив такую внешнюю инструкцию и снизив скорость заряда электромобиля, локальная система не сможет обеспечить полную зарядку электромобиля к установленному часу. В то же время — это внешнее ограничение сбережёт глобальную электросеть от перегрузки, вызванной планируемым одновременным началом заряда большого количества электромобилей и сохранит её работоспособность.
Рисунок 2. Пример управления энергосистемой с помощью KNX и IoT
Практический пример
Давайте рассмотрим пример того, как может быть оптимизировано энергопотребление в результате работы глобальной системы управления энергией.
На пригородной улице два электромобиля одновременно приехали на станцию зарядки (рисунок 3). Водителю зеленой машины электромобиль понадобится к 9 часам вечера (момент x). Другому водителю сегодня не повезло и вечер у него свободный. Электромобиль ему будет нужен только утром и то для поездки на работу. Мощность, доступная зарядным станциям, ограничена ( красная линия max_power).
Актуальная стоимость электроэнергии для каждого периода указана на нижнем графике. Цель обоих водителей электромобилей, естественно, заключается в том, чтобы их электромобили были полностью заряжены ко времени старта и по наиболее экономному тарифу.
Рисунок 3. Практический пример использования энергоресурсов
Левая часть рисунка, которую мы назвали «Сценарий 1» показывает наиболее экономный вариант зарядки (оба электромобиля заряжаются сразу по самым дешёвым тарифам). Однако, для такой зарядки каждому из электромобилей надо выделить полную доступную мощность. Что невозможно и образуется конфликт запросов на мощность. Если имеющаяся мощность будет поделена поровну между электромобилями, то ни один из них не будет заряжен полностью ко времени старта.
«Сценарий 2», учитывающий требуемое время старта сможет решить эту проблему. Согласно ему, глобальная система управления энергией устанавливает приоритеты в выделяемых мощностях и в первую очередь заряжает зелёный автомобиль с тем, чтобы он был полностью заряжен к 9 часам вечера. На заряд синего автомобиля вначале выделяется только оставшаяся до максимума мощность, а затем в период действия 3-го тарифа он получает единолично всю доступную мощность сети.
Согласно этому сценарию зелёный автомобиль будет полностью готов к старту в 9 часов вечера, хотя и не вся, необходимая для его заряда энергия будет куплена по самому дешёвому тарифу. Синий автомобиль так же готов к старту утром и также не вся его энергия была куплена по самому дешёвому тарифу. Но всё же он будет заряжен полностью и дешевле чем если бы заряжался равномерно с самого начала и до конца.
Техническая реализация
Отдельные участники глобальной сети управления электроэнергией могут достаточно гибко настраивать степень влияния правил глобальной сети на их работу Тем не менее все они классифицируются по нескольким типовым признакам — их функциям в глобальной сети или тем ролям, которые они выполняют:
Типы управления
Локальные системы управления энергией в свою очередь могут к информации о работе глобальной сети управления энергией и получать информацию о предстоящих режимах работы для корректировки своих локальных планов.
Планирование объёмов
Как описано в подразделе «Координация», локальные системы управления электроэнергией отправляют свои планы потребления энергии в глобальную систему управления электроэнергией (см. Рисунок 2). В ней обрабатываются все планы, вырабатывается оптимальный вариант и данные о планируемом выделении энергии каждой из систем отсылаются обратно локальным системам управления энергии, которые скорректируют свой план работы в соответствии с общим планом.
Преимущество планирования распределения электроэнергии на основе объёмов потребления заключается в абстрагировании от внутренних процессов каждого конкретного домохозяйства. Локальным системам управления энергией выдаются только граничные условия внутри которых каждая система вольна сама выбирать наилучшее решение для своего абонента.
Планирование процессов
В некоторых случаях необходимо не выделение абстрактных объёмов энергии, а прямое управление потребителями энергии. В этих случаях глобальной системе должен быть доступен больший объём информации о каждом из потребителей. Это может быть одновременное включение или выключение уличного освещения у всех домохозяйств улицы или ограничение питания насосов, поливающих газоны. Такого рода управление может реализовываться на базе в KNX (например, с помощью телеграммы/команды Transport Layer Connect переключающей статус оборудования из режима 1 «TL открыт» в режим 2 «TL закрыт».
Вопрос управления энергией является неотъемлемой частью будущей технологии управления зданием. KNX уже сейчас обеспечивает в зданиях функции экономии и оптимизации энергозатрат и объединение нескольких локальных систем управления электроэнергией в одну глобальную только увеличит положительный эффект от использования технологий умного здания в энергосбережении.
Источник: Компания «АСберг АС»
Ценозависимое потребление
Технология ценозависимого потребления
Возможность потребителей влиять на спрос – ключевая черта любого эффективно функционирующего конкурентного рынка. Это утверждение справедливо для любого рынка, и рынок электроэнергии не исключение. Особые свойства электроэнергии как товара (одновременность производства и потребления, невозможность создания складских запасов или замены другим товаром) привели к тому, что исторически потребители не имели практической возможности влиять на баланс спроса и предложения, а, следовательно, и на цены на рынке. Потребители электроэнергии не уменьшают потребление при росте цены на электроэнергию. В условиях такой неэластичности спроса активной стороной, полностью определяющей цену электроэнергии, выступают производители.
Управление спросом (анг. « Demand Response », далее – DR ) подразумевает снижение энергопотребления конечным потребителем при определенных экономических сигналах рынка электроэнергии с получением выручки за осуществление такого снижения потребления.
Снижение потребления электроэнергии может осуществляться за счет использования локальных источников энергоснабжения потребителя (в том числе резервных генерирующих объектов, накопителей энергии и др.), регулирования интенсивности работы двигателей насосно-перекачивающих систем, изменения уставки термостата для систем кондиционирования и/или холодильных установок, изменения или останова производственного цикла, частичное отключение освещения и других действий.
Управление спросом не включает в себя изменение энергопотребления, обусловленное нормальной операционной деятельностью предприятия (например, снижение потребления электроэнергии в праздничные дни).
Участие потребителей в технологиях управления спросом позволяет получить индивидуальный экономический эффект (получение платы за оказание услуг) не только им самим, но и всем участникам рынка за счет снижения выработки дорогостоящей электроэнергии низкоэффективными генерирующими мощностями.
В настоящее время в России предпринимаются первые шаги по стимулированию потребителей к участию в повышении энергоэффективности и выравниванию графиков нагрузки, например, за счет внедрения дифференцированных по времени суток тарифов.
В целях создания условий для повышения энергоэффективности работы Единой энергосистемы России за счет привлечения потребителей оптового рынка к активному участию в регулировании спроса на электрическую энергию и мощность, получившему название ценозависимого потребления, принято постановление Правительства Российской Федерации от 20 июля 2016 г. № 699 «О внесении изменений в Правила оптового рынка электрической энергии и мощности, утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 27.12.2011 №1172».
Подробная информация о постановлении приведена в разделе Регламентирующие документы
Безучетное потребление электроэнергии. Реальные случаи из судебной практики 2020 года
Споры в области электроснабжения – одни из самых распространенных. И очень часто рассматриваются дела о взыскании безучетного потребления электроэнергии. Эта проблема может коснуться любого – от частного лица до крупного промышленного предприятия. И даже изменение законодательства о «перемене собственности» приборов учета на гарантирующих поставщиком и сетевых организаций, внедрение смарт-счетчиков до сих пор не снимают эту проблему для потребителя.
Что такое безучетное потребление и в чью пользу чаще всего решаются споры? Рассмотрим некоторые актуальные примеры из судебной практики за 2020 год.
Приборы учета, показания которых используются при определении объемов потребления электроэнергии должны соответствовать требованиям законодательства РФ об обеспечении единства измерений. В том числе, соответствовать классу точности, быть надлежащим образом допущенными в эксплуатацию и иметь неповрежденные контрольные пломбы и (или) знаки визуального контроля.
Из анализа судебной практики следует, что действующее законодательство обуславливает безучетное потребление электроэнергии совершением потребителем различных действий, которые условно разделяется на две группы.
К первой группе относятся действия потребителя, выразившиеся во вмешательство в работу прибора учета, в том числе нарушение (повреждение) пломб или знаков визуального контроля. К этой же группе относятсянарушения потребителем обязанности по сохранности прибора учета и несвоевременное извещение об утрате или неисправности прибора учета.
Совершение перечисленных действий не требует установления судом каких-либо последствий, связанных с достоверностью показаний приборов учета после их совершения, и является основанием для квалификации их в качестве безучетного.
Ко второй группе относятся иные, не связанные с вмешательством в работу прибора учета действия потребителя, которые привели к искажению данных об объемах потребления электроэнергии. Соответственно, в таком случае факт безучетного потребления неочевиден и подлежит доказыванию в судебном порядке.
Но, на самом деле есть еще и третья группа. К этой группе относится истечение межповерочного интервала прибора учета и самостоятельная замена потребителем прибора учета и трансформаторов тока без соответствующего уведомления сбытовой организации.
Определение Верховного суда от 13 августа 2020 года
Очень часто суды занимают достаточно жесткую позицию, но данный случай интересен как раз тем, что он был решен в пользу потребителя. Верховный суд подробно изучил материалы дела, доказательную базу, и изменил решение предыдущих судов.
В 2013 году между гарантирующим поставщиком и потребителем был заключён договор электроснабжения. Через пару лет представители сетевой организации осмотрели приборы учёта и выявили случай безучетного потребления. Они увидели, что на трансформаторах тока не стояли пломбы. Сумма, которую потребовали от потребителя, было достаточно солидной – около 15 млн. рублей. Естественно, потребитель был не согласен и с самим фактом безучетного потребления, и отказывался платить деньги.
Поставщик обратился с иском о взыскании, и суд первой инстанции решил, что безучетное потребление доказано. Его поддержали и другие инстанции – апелляционная, кассация. За период безучетного потребления с потребителя взыскали 12 млн. рублей. Сумма на 3 млн меньше первоначально заявленной, но и с ней ответчик не согласился. Он подал кассационную жалобу в Верховный суд, и здесь ход дела изменился.
Потребитель заявил, что на трансформаторах пломб не было изначально, еще при заключении договора и при установке приборов. Гарантирующий поставщик и сетевая организация ответили, что обязанность потребителя – следить за наличием пломб. То есть он должен был заметить это и уведомить поставщиков. Однако Верховный суд признал такие заявления несостоятельными, потому что обязанности по пломбированию трансформатора тока и приборов учета закон оставляет за гарантирующим поставщиком и сетевой организацией. Тем более, в материалах дела не было доказательств того, что эти пломбы на трансформаторе тока действительно находились. В акте допуска прибора учета не было информации, что пломба установлена. А значит, нет доказательств, что трансформатор действительно был опломбирован. Было решено, что предыдущие инстанции неверно рассматривали спор, и дело вернулось на рассмотрение в суд первой инстанции.
Верховный суд также обратил внимание на то, что учёт был проведён неверно: приборы были установлены в 2014 году, допуск их был тогда же, и даже если он не был проведен, то нужно считать период безучетного потребления с того момента, когда должна была быть проверка.
Как видим, это дело закончилось благополучно для потребителя.
Определение Верховного Суда от 11 августа 2020 года
А вот следующее судебное дело окончилось для потребителей неудачно. Верховный суд не нашел оснований для пересмотра нижестоящих инстанций и отказал в передаче дела в судебную коллегию.
В 2012 году был заключен государственный контракт на поставку электроэнергии. Абонент обязался её оплачивать. В 2016 году сетевая организация провела проверку и выявила факт безучетного потребления. Трансформаторы были неисправны: в первичной цепи была нагрузка, а во вторичной ее не было, на луче Б отсутствовал ток, к тому же истек межпроверочный интервал.
Организация уведомила потребителя о том, что будет составлять акт о безучетном потреблении. Потребитель на пришел на оформление, потому акт составили в присутствии двух незаинтересованных лиц.
Все суды признали, что акт был оформлен корректно, в нем указана вся информация о приборах учета, трансформаторах тока, потребителе и периоде самого безучетного потребления. Возникает логичный вопрос: почему сетевая организация приехала с инструментальной проверкой через 4 года после заключения договора, когда уже истек межповерочный интервал? Тем более, что было видно, что в трансформаторе отсутствует ток – нет нагрузки. Кроме того, в 2016 году выставлялись счета, которые абонент оплачивал. Суд принял то во внимание и отнял от заявленных исковых требований около 300 тысяч рублей, но сам факт безучетного потребления посчитал доказанным.
Абонент заявил о необходимости экспертизы, но суд установил, что она уже проводилась в рамках другого дела с участием тех же самых лиц. Судебные акты были признаны не подлежащими отмене, это же поддержал и Верховный суд.
Определение Верховного суда от 3 августа 2020 года
Это дело интересно в первую очередь количеством событий. В первой инстанции отказали поставщику в иске, апелляция частично удовлетворила требования. Изначально иск запрашивал около 1.3 млн рублей и еще неустойку. Апелляция признала, что сумма примерно 900 тысяч, а кассация взыскала с ответчика полную стоимость – те же 1.3 млн. Потребитель обратился с конституционной жалобой в Верховный суд, и началось новое разбирательство. Что же произошло и почему Верховный суд решил досконально изучить это дело и определить виновных?
В 2007 году СНТ и гарантирующий поставщик заключили договор энергоснабжения. В 2017 году представители компании приехали с очередной проверкой. По ее результатам выяснилось, что истек межповерочный интервал на трансформаторе тока. Оформили акт, который предписывал устранить замечания, отвели для того некоторый срок. Если СНТ за это время не устранит замечания, то оформят уже акт о безучетном потреблении электроэнергии.
Товарищество пыталось сделать это за счет снабжающей и сетевой организации, велись переговоры по телефону и переписка по электронной почте. Однако результата не было, в СНТ сами поменяли трансформаторы тока с истекшим межповерочным интервалом и сообщили об этом гарантирующему поставщику.
В течение следующих 7 месяцев поставщик принимал показания приборов учета, начислял им стоимость электроэнергии, но потом представители сетевой организации провели еще одну проверку. В ее результате оформили акт о неучтенном потреблении: зафиксировали, что товарищество самостоятельно провело демонтаж и допуск, из-за этого на приборе учета нет необходимой пломбы энергосбытовой компании. Дело передали в суд.
На первой инстанции решили, что факт безучетного потребления не доказан, так как действия СНТ правильными, им пришлось принять самим менять прибор учета трансформатора тока. Апелляция подтвердила, что это была именно необходимость, но письменного подтверждения – заявления с требованием приехать и устранить замечания, – направленного заказным письмом, не было. У СНТ была только переписка по электронной почте, а она не является доказательство для суда. Решение апелляции поддержала кассацией, которая тоже признала, что СНТ не должно было самостоятельно менять трансформатор тока, к тому же на нем нет пломбы, есть еще недочеты.
СНТ обратилось с кассационной жалобой в Верховный суд, который увидел несоответствия в деле и затребовал материалы. Инстанцию заинтересовало, имеет ли право гарантирующий поставщик решать, что потребление было безучетным, если он принимал показания этих же приборов учета. Если были нарушения, то как он мог считать по этим приборам стоимость фактической потребленной электроэнергии? Также важный вопрос, почему электронные письма с заявками СНТ оставались без ответа, не было ли это спланировано.
Верховный суд РФ поддержал позицию СНТ.
Итак, мы разобрали три по-своему интересных судебных дела, два из которых решились в сторону потребителей. Радует тот факт, что проявляется тенденция к более внимательному отношению к доказательственной базе, к действиям традиционно сильных сторон по договору и профессиональных участников рынка – гарантирующих поставщиков и сетевых организаций. У каждого спора свои особенности и, в связи с этим, индивидуальные последствия.
Безучетное потребление электроэнергии – это очень актуальная проблема.
Необходимо относиться ответственно и внимательно к своим приборам учета, не допускать срывов пломб, вмешательства в его работу и это позволит избежать последствий безучетного потребления.
Дополнительно посмотреть обзоры судебной практики вы можете на нашем сайте.
Управление спросом на электроэнергию
Агрегатор оказывает услуги квалифицированного посредника (является субъектом электроэнергетики, обеспечивает сбор и передачу данных с приборов учета и принимает/передает команды на разгрузку от СО ЕЭС, ведет аналитику исполнения и формирует рекомендации по участию в рынке управления спросом).
СО ЕЭС ежеквартально по результатам конкурсной процедуры отбирает потребителей, готовых оказать данные услуги. По результатам исполнения услуги СО ЕЭС оплачивает Агрегатору стоимость услуги по цене, сложившейся по итогам конкурсного отбора. Агрегатор, соответственно, оплачивает услугу потребителю по цене договора, заключенного между ним и потребителем.
По команде Системного оператора Единой энергетической системы (https://so-ups.ru/) Вы снижаете мощность, потребляемую электроустановками Вашего предприятия, до 5 раз в месяц на 2-4 часа, и за это ежемесячно получаете дополнительный доход.
Максимальная цена снижения на 2021 год определяется ФАС РФ исходя из среднемесячного объема 501 МВт и средневзвешенной цены отборов за 2020 год (
351 тыс. руб. за 1 МВт).
Таким образом, АО «Атомэнергопромсбыт», как квалифицированный Агрегатор для СО ЕЭС, предлагает Вам заключить доходный для Вашего предприятия договор на оказание услуги по снижению нагрузки потребления электроэнергии.
Услуга предназначена для предприятий, заинтересованных в источниках дополнительного дохода, которые:
1. Готовы обеспечить снижение потребления по отношению к плановому потреблению в указанные СО ЕЭС часы на период 2 или 4 часа не более 5 раз в месяц.
Значительный потенциал снижения нагрузки может заключаться как в возможностях технологического оборудования сокращать потребление на короткие временные интервалы (до 4 часов), так и в инфраструктурных процессах на предприятии: резервные объекты генерации электроэнергии, промышленные накопители электроэнергии, освещение, централизованные системы подачи сжатого воздуха, кондиционирование, охлаждение, вентиляция, водо- и теплоснабжение, технологические процессы сушки, электрообогрева и другое.
2. Используют почасовой учет электроэнергии по всему контуру предприятия.
Для прохождения квалификационного отбора Вашим предприятием необходимы данные о всех приборах коммерческого учета на объектах, заявляемых для участия в оказании услуги управления спросом.
Заявленные объекты подтверждаются следующими документами:
3. Имеют потенциал экономии – до 600 – 700 тыс. руб. за 1 МВт снижения.
Мы будем рады предоставить Вам бесплатную дополнительную консультацию по данному вопросу и, в зависимости от используемого Вами оборудования, предложить различные стратегии снижения нагрузки для участия в услуги управления спросом. Для получения бесплатного расчета потенциала экономии оставьте заявку.
4. Прошли ежеквартальный конкурсный отбор Системного оператора Единой энергетической Системы.
В обязанности Агрегатора управления спросом входит успешное прохождение конкурсных отборов, проводимых Системным оператором ЕЭС, на оказание услуг управления спросом.
АО «Атомэнергопромсбыт», как Агрегатор управления спросом, успешно участвует во всех конкурсных отборах, проводимых Системным оператором ЕЭС на оказание услуг управления спросом.
Все взаимодействие с Системным оператором ЕЭС мы берём на себя: от прохождения конкурсного отбора до оплаты Вам услуг по снижению нагрузки!