Система OASIS: Резервирование мощностей электропередачи в Северной Америке.

Введение

Open Access Same Time Information System (OASIS) – это интернет-система для получения услуг, связанных с передачей электроэнергии в Северной Америке. Она является основным способом резервирования высоковольтных линий электропередачи для транспортировки оптовых объемов электроэнергии. Концепция OASIS впервые была сформулирована в Законе об энергетической политике 1992 года и закреплена в 1996 году посредством распоряжений Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC) 888 и 889.

До OASIS

Системы электроснабжения в Северной Америке развивались со временем как регулируемые монополии, коммунальным предприятиям, обладающим юрисдикцией, предоставлялись права на владение и эксплуатацию сетей передачи и распределения на определенной географической территории, а также ответственность за обслуживание всех потребителей в этой же территории. Изначально коммунальные предприятия обычно удовлетворяли собственный спрос на электроэнергию, строя местные генерирующие мощности в пределах своих систем. Позднее социальные, экономические и экологические факторы привели к новым схемам, при которых коммунальное предприятие могло заключать долгосрочные договоры на покупку или продажу электроэнергии с соседними предприятиями, либо размещать новые генерирующие мощности за пределами своей системы и заключать долгосрочные соглашения о правах на передачу электроэнергии для ее доставки в свою систему. В оперативной работе, в краткосрочной перспективе, коммунальные предприятия договаривались о "предварительном планировании" (за день вперед) или "в режиме реального времени" (в тот же день или следующий час) сделок с электроэнергией с соседними предприятиями для дополнения собственных генерирующих мощностей.

Вертикально интегрированные коммунальные услуги

По мере того, как энергетические компании начали более тесно интегрировать свою деятельность с соседними, они эволюционировали в вертикальную организационную структуру с тремя уровнями: генерация, передача и диспетчеризация. На ежедневном или операционном уровне, охватывающем ближайшие сутки, эти функции могут выполняться тремя или более сотрудниками в крупных компаниях, но в небольших компаниях могут быть объединены в обязанности одного человека. Объем поддержки бэк-офиса для каждой функции значительно различается в зависимости от масштаба энергетической компании.

Поколение

Группа управления генерацией отвечает за техническое обслуживание и эксплуатацию генерирующих мощностей, одновременно планируя будущее развитие этих мощностей – определяя сроки, местоположение и объемы необходимых инвестиций для удовлетворения будущего спроса.

Трансмиссия

Группа, отвечающая за передачу электроэнергии, занимается поддержанием системы передачи высокого напряжения и системы распределения более низкого напряжения. С ростом нагрузки или подключением новых генерирующих мощностей они модернизируют существующие объекты или строят новые линии электропередачи для обеспечения надежной поставки энергии.

Расписание

Группа планирования графиков отвечает за обеспечение достаточного электроснабжения для удовлетворения потребностей нагрузки потребителей ежедневно и почасово, а также за привлечение ресурсов для удовлетворения долгосрочных потребностей. Эти ресурсы могут быть привлечены через группу генерации или посредством закупок и продаж с другими компаниями.

Внутренние клиенты

В отличие от обычного жилого или коммерческого/промышленного потребителя, крупные потребители электроэнергии, такие как предприятия по переработке, горнодобывающие предприятия и крупные заводы, как правило, имеют возможность договариваться о тарифах, которые они будут платить своему поставщику за электроэнергию. В некоторых случаях у них даже могут быть собственные генерирующие мощности. Если они решат использовать электроэнергию поставщика вместо собственной, им также может потребоваться оплатить плату за передачу электроэнергии, поскольку эта передача может быть построена специально для удовлетворения их потребностей. Плата за услуги, предоставляемые сетевой организацией, определялась в проформа-тарифе – документе, который предоставляла сетевая организация и в котором подробно описывались требования и обязанности покупателя и поставщика, а также определения и стоимость различных видов услуг по передаче электроэнергии.

Влияние Закона об энергетической политике 1992 года

Закон об энергетической политике 1992 года (EPAct) заложил первоначальные основы для последующей дерегулирования североамериканского рынка электроэнергии. Этот закон предписывал коммунальным компаниям обеспечивать внешним субъектам равный доступ к системам передачи электроэнергии в Северной Америке. Целью закона было предоставить крупным потребителям (и, в теории, каждому потребителю) возможность выбирать поставщика электроэнергии и, соответственно, оплачивать передачу для доставки электроэнергии от источника генерации к месту потребления. Исходя из предпосылки, что новым генерирующим мощностям будет обеспечен равный доступ к региональным сетям передачи, и стимулированный EPAct 1992 года, началось строительство новых генерирующих активов, находящихся в независимой собственности, в ответ на развитие североамериканского рынка электроэнергии. Предвидя наступление конкуренции, электроэнергетические компании начали модифицировать свои функции планирования, создавая аффилированные отделы сбыта электроэнергии. Аналогично, финансовые трейдеры и существующие энергетические компании (не специализирующиеся на электроэнергии) увидели возможности на формирующемся рынке электроэнергии и начали создавать независимые подразделения по сбыту электроэнергии. При открытом доступе любой, располагающий достаточными ресурсами и/или кредитоспособностью, мог приобрести права на генерацию, транспортировать электроэнергию по сети передачи (при наличии достаточной пропускной способности) и доставлять ее в места с более высоким спросом. После принятия EPAct 1992 года независимые владельцы/операторы электростанций (также известные как независимые производители электроэнергии, или IPP) и неаффилированные продавцы электроэнергии неоднократно обращались в FERC с жалобами на несправедливое отношение в соответствии с новыми требованиями открытого доступа. Эти жалобы, как правило, были основаны на одной и той же проблеме: вертикально интегрированные электроэнергетические компании отдавали предпочтение своим аффилированным отделам сбыта электроэнергии перед внешними субъектами, пытающимися транспортировать электроэнергию по системе. Во многих случаях продавцы электроэнергии работали параллельно с операторами передачи (или даже одно и то же лицо выполняло обе функции), и не существовало правил, предотвращающих несправедливое отношение к внешним пользователям системы передачи.

The Energy Policy Act of 1992 (EPAct) laid the initial foundation for the eventual deregulation of the North American electricity market. This Act called for utility companies to allow external entities fair access to the electric transmission systems in North America. The act's intent was to allow large customers (and in theory, every customer) to choose their electricity supplier and subsequently pay for the transmission to deliver it from the generation to serve their load. Based on the premise that new generating facilities would be allowed fair access to their regional transmission system, and precipitated by the EPAct of 1992, construction of new independently owned generation assets began in response to the development of the North American electricity market. Recognizing competition was coming, electric utility companies began modifying their scheduling functions by forming affiliated Power Marketing departments. Similarly, financial trading interests and existing energy companies (outside of electricity) saw the opportunities in the emerging electricity market and began to organize unaffiliated power marketing divisions. With open access, anyone with the proper resources and/or creditworthiness could purchase the rights to generation, move it across the transmission network (provided adequate capacity was available), and deliver it to a place of higher demand. Following passage of the EPAct of 1992, independent generation owner/operators (also called independent power producers or IPPs) and unaffiliated power marketers lodged frequent complaints with FERC about unfair treatment under the new open access requirements. The complaints generally followed the same theme: vertically integrated electric utility companies would favor their own affiliated power marketing division over external parties trying to move power on the system. In many cases, the power marketers operated side by side with the transmission operators (or it might even be the same person) and there were no rules to prevent unfair treatment of external transmission system users.

Приказы FERC 888 и 889

Для защиты и стимулирования конкуренции в генерации электроэнергии, а также обеспечения справедливого отношения к внешним пользователям системы передачи, FERC издала приказы № 888 и № 889 24 апреля 1996 года. Закон EPAct 1992 года положил начало дерегулированию электроэнергетики в Северной Америке, но именно приказы № 888 и № 889 закрепили торговлю электроэнергией как устойчивое явление.

Приказ 889, приказ "О нормах поведения"

Приказ 889 подробно описывал порядок взаимодействия всех участников рынка электроэнергии с операторами линий передачи. В нем была определена структура и функциональность так называемых узлов OASIS – защищенных веб-интерфейсов, предоставляющих доступ к рыночным предложениям и объявлениям о доступности пропускной способности каждой системы передачи. Каждый узел OASIS должен был служить единственным источником информации для рынка и клиентским порталом для подачи заявок на услуги передачи (TSR), в том числе для аффилированных энергосбытовых компаний, желающих получить доступ к линиям передачи своей материнской компании.

Узлы OASIS

Узлы OASIS полностью веб-основанные, и публичный доступ к ним ограничен. Маркетологи электроэнергии, заключившие соглашение OATT с оператором передачи, получают более полный доступ для просмотра информации о доступной пропускной способности линий электропередачи и услуг, а также о существующих заявках на услуги, поданных другими участниками рынка. Существуют также наблюдатели рынка, имеющие только права на просмотр информации, которые могут видеть активность, но не подавать заявки на услуги. На объектах передачи электроэнергии установлены лимиты передачи мощности, соблюдение которых необходимо для обеспечения надежной работы энергосистемы. Операторы передачи проводят системные исследования в различных временных горизонтах, чтобы определить необходимую пропускную способность для покрытия собственной "базовой нагрузки", а также объем резервной мощности, необходимой для предотвращения несанкционированных или случайных перегрузок, которые могут повредить высоковольтное оборудование. Разница между требуемой мощностью для покрытия нагрузки и поддержания безопасных пределов потока может быть выставлена на продажу через узел OASIS. Непредвиденные отключения и другие аварийные ситуации могут негативно повлиять на общую пропускную способность систем передачи, и в некоторых случаях операторам передачи приходится ограничивать потоки мощности, отменяя права на передачу, предоставленные покупателям через OASIS. Некоторые покупатели передачи готовы платить более высокие тарифы, чтобы избежать сокращения своих сделок, поэтому компании, осуществляющие передачу, предлагают различные приоритеты обслуживания по разным тарифам. Самый дешевый тип передачи, как правило, "нефирменный" и приобретается на почасовой основе. Ежедневный нефирменный тариф имеет немного более высокий приоритет (поскольку покупатель обязуется приобретать мощность в течение всего дня), а затем приоритет и стоимость возрастают для еженедельных, ежемесячных, сезонных, годовых или более длительных периодов. "Фирменные" услуги передачи еще дороже, но они сокращаются в последнюю очередь. Еще до появления узлов OASIS многие группы владельцев линий электропередачи передали оперативное управление своими объединенными системами передачи независимым системным операторам (ISO) различных типов. Эти ISO очень рано предоставили доступ к своим объединенным системам через OASIS, что позволяло подавать единую заявку на услугу передачи через OASIS, охватывающую несколько систем передачи. С момента создания OASIS и под давлением FERC, направленным на передачу активов передачи под контроль ISO, количество узлов OASIS сокращается, поскольку ISO берут на себя управление системами передачи и консолидируют связанные с ними функции OASIS.

OASIS nodes are entirely web based, and public access is limited. Power marketers that become signatories to a transmission provider's OATT gain more complete access so they can view existing transmission and service availability and existing service requests made by other parties. There are also market observers who have read only access, who may view activity but not request services. Transmission facilities have power transfer limits that must be maintained to allow the power grid to operate reliably. Transmission operators perform system studies in various future time frames to determine how much transfer capacity is required to serve their own "native load", and how much capacity must remain as a buffer to prevent unscheduled or accidental overflows that can damage high voltage equipment. The difference between the capacity needed to serve load and to maintain safe flow margins can be made available for purchase on the OASIS node. Unplanned outages and other system emergencies can adversely impact the total power transfer capability across transmission systems, and it sometimes becomes necessary for transmission providers to curtail power flows across the system by revoking transmission rights given to buyers on the OASIS. Some transmission buyers are willing to pay higher rates to avoid having their transactions curtailed, and as such transmission companies offer different priorities of transmission service at varying rates. The least expensive type of transmission is generally "non firm" and purchased on an hour to hour basis. Daily non firm is a slightly higher priority (because the buyer committed to purchasing all day), and increments go up from there to weekly, monthly, seasonally, yearly, or longer with the cost for each also rising incrementally. "Firm" transmission services are even more expensive, but are the last transactions to be curtailed. Even before the appearance of the OASIS nodes, many groups of transmission owners had already turned over operational control of their collective bulk transmission systems to Independent System Operators of various forms. These ISO's offered OASIS access to their collective systems very early on, so that it was often possible to make a single OASIS transmission service request that could cross multiple transmission systems. Since the inception of OASIS, and under the prodding of FERC to move transmission assets under the control of ISO's, the number of OASIS nodes is decreasing as ISO's assume control of transmission systems and consolidate their related OASIS functions.

Влияние OASIS

После того, как появилась возможность для продавцов электроэнергии осуществлять закупки электроэнергии с использованием нескольких систем передачи, многие операторы систем передачи столкнулись с тем, что их системы стали загружены значительно сильнее. Несмотря на то, что услуги по передаче обычно приобретаются «точка-точка», на практике потоки энергии распределяются по множеству путей в соответствии с законами электротехники, и фактические потоки энергии следуют по пути наименьшего сопротивления – точнее, потоки определяются обратной пропорциональностью сопротивлений в параллельных цепях, а не только наименьшим сопротивлением. Следствием планирования сделок по электроэнергии на большие расстояния стало возникновение «петлевых потоков», вызванных прохождением энергии по альтернативным маршрутам. Операторы систем передачи оказались перед дилеммой: проблемы часто вызывались внешними факторами, а единственным доступным способом снизить нагрузку на систему передачи было сокращение собственных продаж по передаче. Это приводило к потере доходов и не всегда решало проблему перегрузки. Североамериканская корпорация по надежности электроэнергоснабжения (NERC) вмешалась для решения этой новой проблемы, угрожавшей энергосистеме Северной Америки, и представила приложение NERC Tagging. NERC Tags регистрируют всю сделку от начала до конца. Это позволило объединить все участки передачи, приобретенные на различных узлах OASIS, и определить, как общий график влияет на системы передачи и какие приоритеты передачи использованы в графике. Это позволило определить, какие графики следует сократить для снижения нагрузки на системы передачи. NERC также взяла под первоначальный контроль Информационные сети систем передачи (TSIN) – базу данных об электроэнергетической системе. В 2012 году Североамериканский совет по энергетическим стандартам (NAESB), отраслевой совет, принял на себя ответственность за TSIN. Теперь это «Веб-реестр OATI», и для пользователей требуется регистрация. Реестр представляет собой веб-базу данных, содержащую исчерпывающий перечень точек генерации, объектов передачи и точек поставки, а также определения приоритетов передачи и генерации в отношении приложений, которые его используют (различные узлы OASIS и приложение NERC Tagging).

After the doors opened to allow power marketers to move their electricity purchases across multiple transmission systems, many transmission operators saw their transmission systems loaded to much higher levels. Even though transmission services are generally obtained "point to point", in actuality power flows divide among numerous paths according to the properties of electricity and thus the actual energy flows follow the path of least resistance—actually the flows are based on the relative (not least) inverse of the resistances in parallel circuits. A result of the long distance electricity transactions being scheduled was the impact of "loop flows" caused by energy flowing on these alternate paths. Transmission system operators were faced with a dilemma: The problems were often being caused by external influences, and the only way available to them to reduce the stress on the transmission system was to curtail their own transmission sales. This resulted in a loss of revenue and still did not always solve the overloading problems. The North American Electric Reliability Corporation (NERC) stepped in to address this new problem that threatened the North American power grid by introducing the NERC Tagging application. NERC Tags captured entire transactions from beginning to end. This let them string together all the transmission legs obtained on various OASIS nodes, and then determine how the total schedule impacted transmission systems, and what priorities of transmission were used in the schedule. This let them determine which schedules should be curtailed to relieve loading on transmission systems. NERC also assumed initial control of the Transmission System Information Networks (TSIN), a database of electric power system data. In 2012 the North American Energy Standards Board (NAESB), an industry council, assumed responsibility for TSIN. It is now the "OATI Web Registry" and requires that users be registered. The registry is a web based database containing a comprehensive listing of generation points, transmission facilities and delivery points as well as transmission and generation priority definitions with regard to the applications that use it (the various OASIS nodes as well as the NERC Tagging application).