Вероятность безотказной работы и вероятность отказов. Мукат Ж_Реферат_1. Аналитические зависимости между показателями надежности
 Скачать 205 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Костанайский региональный университет имени А. Байтурсынова Реферат На тему: «Аналитические зависимости между показателями надежности» Выполнила: Мұқат Ж.Қ., магистрант 2 года обучения по специальности 7М07101 – Электроэнергетика Костанай 2021 Содержание
Введение Реформирование электроэнергетики привело к образованию такого специфического товара как электроэнергия. Электроэнергия не обладает таким основным свойством присущим остальным товарам, как накопление и возможность удовлетворения растущего спроса запасами. Все это привело к образованию определенного рынка электроэнергии, учитывающего особенности электроэнергии как товара. Разделение рынка на оптовый и розничный привело к необходимости создания конкурентной среды между производителями на оптовом рынке. В процессе реформирования электроэнергетики рынок постепенно проходит этапы перехода от регулируемого к дерегулируемому, основанному на естественной конкуренции между производителями электроэнергии. Возникают различные виды взаимоотношений между производителями и оптовыми потребителями электроэнергии, что на данном этапе развития привело к образованию: рынка «за день вперед», рынка «реального времени». Постепенно рынок электроэнергии будет усложняться и пополняться новыми инструментами рыночной экономики такими как форвардный рынок и рынок фьючерсных контрактов на электроэнергию. 1. Специфика электроэнергии как товар Наиболее важными особенностями экономики энергосистем, вызванными спецификой электроэнергии как товара и которые необходимо учитывать при организации рынка электроэнергии, является следующее: 1) производство, доставка (передача и распределение) и потребление электроэнергии в силу ее физической природы происходят практически одновременно и ее невозможно складировать (накапливать) в значительных объемах. Другими словами, произведенная продукция не может накапливаться на складах производителя, потребителя или в пути, а практически мгновенно доставляется до потребителя и потребляется им; 2) электроэнергия является в высшей степени стандартизированным продуктом, поставляемым множеством производителей в «общий котел» (т.е. в общие электрические сети) и мгновенно потребляемым оттуда же множеством потребителей. Поэтому с физической точки зрения невозможно определить, кто произвел электроэнергию, потребляемую тем или иным потребителем — можно лишь контролировать объемы поставки в общую сеть от каждого производителя и объемы потребления из нее каждым потребителем; 3) электроэнергия, получаемая потребителем из энергосистемы, является товаром первой необходимости, только в редких случаях имеющим другие товары-заменители (например, переход на электроснабжение от автономной дизельной электростанции, перевод электроотопления на газовое отопление и некоторые другие случаи). По этой причине потребители обычно крайне чувствительны к перерывам в электроснабжении, а энергосистема должна обладать необходимым запасом надежности. Попутно отметим, что возможные принудительные отключения части потребителей в условиях дефицита электроэнергии или аварии, ведут к снижению потребления, но не спроса. Иными словами, спрос на рынке электроэнергии не всегда равен потреблению; 4) производители вырабатывают и поставляют в общую сеть электрическую мощность точно в соответствии со своими обязательствами (или заданием диспетчера), а все потребители суммарно потребляют электрическую мощность точно в соответствии со своими обязательствами (или прогнозом диспетчера). Но на практике в силу самого разного рода обстоятельств, как производители, так и потребители допускают отклонения от своих обязательств. Это влечет за собой дисбаланс между поставкой и потреблением. На любом другом рынке кратковременный дисбаланс между производством и потреблением товара не приводит к потере устойчивости рынка, он легко ликвидируется за счет складского запаса или товаров-заменителей. Специфика электроэнергии как товара приводит к развитию рынка электроэнергии отличного от обычных товарных рынков. 2. Развитие рынка электроэнергии 2.1 Основные этапы развития рынка электроэнергии Электроэнергетика возникла в 80-х годах XIX века, когда были построены первые небольшие электростанции на постоянном токе низкого напряжения для электроснабжения отдельных потребителей. Ввиду очевидных достоинств применения электроэнергии для освещения помещений и улиц, а также постоянно расширяющихся областей ее применения (электротранспорт, отопление, связь и т.д.) этот период ознаменовался быстрым ростом числа небольших изолированно работающих электростанций с собственными электрическими сетями, проложенными к их потребителям. Таким образом, электроэнергетические компании изначально были вертикально - интегрированными структурами, осуществляющими производство, передачу и поставку электроэнергии. Высокие удельные потери электроэнергии при ее передаче на низком напряжении ограничивали дальность передачи электроэнергии несколькими километрами, что обусловило в этот период строительство электростанций преимущественно в крупных городах с их компактно расположенными потребителями и жесткую конкуренцию между производителями за потребителей. Расположенные по соседству потребители могли получать электроэнергию от разных электростанций, принадлежащих разным производителям, и улицы многих городов оказывались опутанными проводами воздушных линий электропередачи (кабели для подземной прокладки сетей стали применяться позднее). Следующий этап развития электроэнергетики пришелся на конец XIX -начало XX века, когда были изобретены и начали применяться трехфазные электрические машины (генераторы и двигатели) и трансформаторы. Это позволило строить электростанции в местах расположения первичных источников энергии (гидроэнергия рек, уголь), выдавать с них электроэнергию на повышенном напряжении, передавать ее на большие расстояния до местонахождения потребителей и трансформировать ее в низкое напряжение, требующееся для электроустановок потребителей. Это также позволило обеспечивать электроэнергией малые города и сельские населенные пункты и положило начало созданию энергосистем. Одновременно шел процесс объединения и слияния небольших независимых компаний, вызванный снижением прибыли из-за жесткой конкуренции, возможностью снижения издержек за счет отказа от прокладки параллельных линий электропередачи, присущим электроэнергетике положительным эффектом масштаба и усиливающейся критикой со стороны городских властей и общественности из-за неопрятного вида улиц, опутанных многочисленными проводами. В целях упорядочения деятельности электроснабжающих компаний городские власти стали практиковать предоставление отдельным компаниям привилегии (концессии) обеспечивать электроэнергией те или иные районы города или отдельные участки электрохозяйства города (электротранспорт, электроосвещение и т.д.)- Однако сроки действия концессии часто были непродолжительными, что не устраивало ни энергоснабжающие компании, ни их инвесторов. Указанные выше обстоятельства послужили причиной того, что вначале в США в 1907 году, а затем и в других странах, начали приниматься законодательные акты, устанавливающие, что электроснабжение отдельных населенных пунктов и регионов является естественной монополией, подлежащей государственному (общественному) регулированию. Целью регулирования было установление специально созданными комиссиями тарифов на услуги компаний -монополистов, рассчитанных на основе их издержек плюс разумная прибыль. Такой подход устраивал энергетические компании, поскольку позволял им сократить издержки, связанные с конкуренцией, устранить риск непродления концессии и, следовательно, привлекать инвестиции на более выгодных условиях. Устраивал он и потребителей, поскольку отсутствие конкуренции снижало общественные издержки за счет прекращения строительства дублирующих элементов энергосистем, а государственное регулирование не позволяло монополистам получать чрезмерно высокую прибыль. Дальнейшее развитие электроэнергетики во всех странах вплоть до последней трети XX века преимущественно происходило в условиях низкой инфляции и ознаменовалось следующими процессами: продолжалось дальнейшее слияние и укрепление отдельных независимых компаний, что позволяло за счет положительного эффекта масштаба сокращать издержки, а за счет концентрации денежных средств и привлечения инвесторов, проявлявших в этот период большой интерес к быстро развивающейся отрасли, совершенствовать технологию производства, передачи и распределения электроэнергии. Это давало возможность строить новые все более мощные электростанции и линии электропередачи все более высокого напряжения; увеличение единичной мощности генерирующих установок и повышение напряжения линий электропередачи позволили постоянно снижать удельные издержки на производство и передачу электроэнергии за счет повышения эффективности электростанций и снижения потерь при передаче. По этой причине цены (тарифы) на электроэнергию оставались стабильными, а относительно цен на большинство других потребительских товаров даже снижались. Это создало условия для обеспечения электроэнергией все большего круга потребителей и расширения сфер ее промышленного и бытового применения; • в западных странах, особенно в США, электроэнергетика в начале этого периода сформировалась в виде двух основных видов вертикально-интегрированных структур - муниципальных компаний и компаний, принадлежащих инвесторам. Первые из них были регулируемыми естественными монополиями, обеспечивавшими электроэнергией тот или иной населенный пункт, вторые продавали вырабатываемую ими электроэнергию, как правило, близлежащим муниципальным компаниям и также регулировались государством. Межрегиональные электрические связи в большинстве стран были развиты слабо. В странах социалистического лагеря, и, в первую очередь, в СССР электроэнергетика развивалась в сторону все большей интеграции - от отдельных региональных энергосистем к объединенным энергосистемам нескольких регионов и единой энергосистеме страны. Важным следствием процесса интеграции в этих странах стало создание развитых межсистемных электрических сетей, позволяющих передавать большие потоки электроэнергии между энергосистемами и регионами. В западных странах с начала 70-х и вплоть до 90-х годов прошлого века, характеризовавшихся высокими темпами инфляции, имели место следующие процессы: • происходил постоянный и существенный рост постоянных и переменных издержек энергетических компаний, стремившихся возместить все свои издержки через тарифы. Это, естественно, вело к росту цен на электроэнергию и вызывало недовольство потребителей, многие из которых причину роста цен усматривали в неэффективности регулирования. К этому же периоду относится усиление критики энергетических компаний и государственных органов: за строительство атомных станций - из-за их высокой стоимости и проблем безопасности, гидроэлектростанций - из-за затопления больших массивов плодородной земли и проблем судоходства и крупных угольных электростанций - из-за загрязнения окружающей среды. По мнению критиков, принятие соответствующего законодательства и переход на рыночные отношения способны были ослабить эти негативные явления; • потребление электроэнергии перестало расти прежними темпами и практически стабилизировалось из-за перехода на новые энергосберегающие технологии, в то время как из-за привлекательности отрасли для инвесторов повсеместно имелся неоправданный избыток генерирующих мощностей, оплачиваемых в итоге потребителями; • в ряде стран имели место крупные системные аварии и в целях повышения надежности работы отдельных энергосистем повсеместно стали строиться межсистемные линии электропередачи, что сделало возможным торговлю электроэнергией между энергосистемами. Все эти процессы и соображения, а также замедление роста положительного эффекта масштаба в отрасли и, в первую очередь, в генерации, поставили в повестку дня вопрос об отказе от монополии и переходе к дерегулированию и конкуренции в тех сферах деятельности, где это было целесообразно сделать. Таковыми в электроэнергетике являются производство электроэнергии и ее поставка, в то время как передача и распределение, по очевидным причинам, в любом случае являются естественными монополиями. Дополнительным обстоятельством, позволившим либерализовать отношения на рынке электроэнергии, стал достигнутый к этому времени качественно новый уровень информационных технологий и средств измерения и связи, необходимый для передачи и обработки увеличенного объема информации, вызываемого усложнением отношений участников рынка, В связи со сказанным выше, в начале 90-х годов прошлого столетия в ряде стран (Великобритания, отдельные штаты США, страны Скандинавии и некоторые другие) были проведены реформирование и реструктуризация электроэнергетики, предусматривающих дерегулирование отрасли и переход к конкуренции. Дополнительным импульсом к дерегулированию электроэнергетики в странах Евросоюза стали директива Европарламента, принятая в 1998 году и направленная на создание единого, как и в отношении других товаров, рынка электроэнергии и проведенная в ряде стран (Великобритания, Чили) приватизация основных объектов электроэнергетики. В итоге, в настоящее время уже несколько десятков стран перешли или переходят к дерегулированию и конкуренции на рынке электроэнергии. Начался этот процесс и в республиках бывшего СССР. 2.2 Недостатки и достоинства регулирования Регулирование является альтернативой конкурентному ценообразованию и, в идеале, на регулируемом рынке цены должны быть равны предельным издержкам производителей в долговременном периоде и производители должны иметь стимулы для снижения своих издержек. Однако ни один из методов ценообразования, разработанных и опробованных на практике за многолетнюю историю регулирования рынков, не позволяет одновременно достичь обеих вышеуказанных целей. Объясняется это прежде всего тем, что установление цен (тарифов) регулятором является бюрократическим и трудоемким процессом, требующим получения и анализа большого объема объективной информации о рынке и издержках производителей, в связи с чем пересмотр цен (тарифов) не может происходить часто. Поэтому регуляторы вынуждены устанавливать цены (тарифы) неизменными на какой-либо достаточно длительный период времени. При этом, если цены (тарифы) установлены на основе издержек производителя, обычно исторических, то с той или иной степенью точности производитель компенсирует все свои издержки долговременного периода, включая доход на инвестированный капитал и прибыль. Но при этом стимулы минимизировать свои издержки, например, за счет совершенствования технологии, у производителя отсутствуют, так как в следующем периоде это неизбежно приведет к снижению цены (тарифа) на его продукцию. Минимизация издержек не принесет ему ожидаемой прибыли (как это было бы на конкурентном рынке), а только удешевит его продукцию для потребителей. Следовательно, производитель не заинтересован в инновациях, и отрасль будет развиваться не так динамично, как она могла бы. В этом смысле более приемлемым является установление цен (тарифов) в виде ценового потолка, обычно на основе какой-либо формулы, учитывающей инфляцию и научно-технические прогнозы. В этом случае у производителя появляется стимул минимизировать свои издержки, так как в течение периода действия тарифа вся экономия от снижения издержек будет принадлежать ему. Но для того, чтобы производитель успел воспользоваться плодами своих инноваций, срок действия должен быть достаточно длительным - 5 лет и более. Другим условием ценообразования на основе ценового потолка ^является установление цены (тарифа) на таком уровне, чтобы добросовестный и инициативный производитель не обанкротился. Однако точно прогнозировать на много лет вперед развитие процессов, влияющих на издержки производителей, дело очень трудное и потому цены (тарифы) при этом подходе часто оказываются завышенными и не отражающими предельные издержки. Таким образом, ни один из основных подходов регуляторов к ценообразованию не может сравниться по своей эффективности с ценообразованием на конкурентном рынке. В то же время, у регулируемого рынка электроэнергии в виде вертикально - интегрированной монополии есть и ряд преимуществ перед конкурентным рынком. К ним, прежде всего, следует отнести: • возможность легко решать такие задачи государственной политики, как субсидирование менее развитых территорий и отраслей экономики, сниженные тарифы для малообеспеченных слоев населения и использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии (в принципе, решение этих задач возможно и на либерализованных рынках, но при этом возникают значительные трудности); возможность присутствия на рынке крупных и очень крупных относительно пиковой нагрузки энергосистемы производителей, что на конкурентном рынке неприемлемо из-за их рыночной власти, полное использование положительного эффекта масштаба производства; возможность привлечения более дешевых кредитов и инвестиций, т.к. риски для инвесторов на монопольном рынке меньше, чем на конкурентном; наилучшие возможности для оптимизации режимов электростанций и, соответственно, переменных издержек производства, • "более высокая надежность энергосистемы из-за централизации вопросов оперативного управления, эксплуатации и развития. Необходимо также отметить, что преимущества конкурентного ценообразования полностью могут проявиться только на рынках совершенной или абсолютной конкуренции, тогда как на практике большинство рынков, в том числе и рынки электроэнергии, таковыми не являются. Имеющийся на сегодня опыт либерализации рынков электроэнергии в разных странах также неоднозначен - есть успешные примеры, но есть и откровенно неудачные. Поэтому из сказанного выше можно сделать следующие выводы: либерализация может быть эффективна на тех рынках электроэнергии, на которых обеспечен достаточный уровень конкуренции, т.е. имеется много средних и мелких относительно нагрузки энергосистемы производителей и отсутствуют крупные производители, обладающие рыночной властью; до перехода к конкуренции необходимо провести тщательный анализ предпосылок и последствий перехода к конкуренции; |