Центральное место в теории функциональной надежности ЭЭС занимает проблема определения и использования в технико-экономических расчетах ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям. Суть проблемы заключается в том, что надежность того или иного устройства или системы в целом должна быть оценена в денежном выражении. Действительно, совершенно недостаточно сказать, что надежность электроснабжения оценивается вероятностью 0,95. Много это или мало? К каким последствиям может привести ненадежность, выражении и вероятностью 0,05? Что нужно сделать для того, чтобы увеличить надежность?—Создать дополнительные резервы? А сколько это будет стоить и до какой степени целесообразно вкладывать дополнительные затраты? Все эти вопросы решаются пока с большой степенью неопределенности. И причина этого, прежде всего, в том, что очень трудно оценить в денежном выражении последствия от аварийного прекращения электроснабжения. Здесь сказывается индивидуальный характер производства: специфика технологии и наличие технологических резервов, наличие запасов сырья (полуфабрикатов) и готовой продукции, возможность предприятия наверстать отставание в выпуске продукции, приспособленность оборудования и технологии к внезапным нарушениям электроснабжения и др. Кроме того, практически невозможно оценить в рублях моральный ущерб от нарушения электроснабжения. Действительно, как оценить то, что из-за отключения электроэнергии вы не посмотрели любимую телепередачу и от этого весь следующий день у вас было скверное настроение? Число таких примеров можно продолжать до бесконечности. Однако нельзя быть пессимистом и заявлять, поскольку невозможно точно оценить последствия от ненадежности электроснабжения, то нет смысла и заниматься этой проблемой вообще. Для многих производств уже сегодня ущерб от недоотпуска электроэнергии подсчитывается достаточно точно, устанавливаются нормативы по надежности, выполнение которых обязательно. Ожидается, что переход предприятий на самофинансирование и самоокупаемость приведет к еще большему упорядочению платы за МВт недоотпущенной электроэнергии.
При определении ущербов следует постоянно помнить, что перерывы в электроснабжении были, есть и будут. К ним морально все подготовлены. Цель оценки ущербов заключается в том, чтобы обосновать те или иные мероприятия по повышению надежности электроснабжения [3].
Большой вклад в развитие проблемы оценки ущербов и их использование при технико-экономических обоснованиях принимаемых решений в ЭЭС внесли Н. С. Афонин, П. И. Головкин, А. А. Заика, Л. М. Зельцбург, В. Г. Китушин, В. В. Михайлов, К. П. Мещеряков, В. А. Непомнящий, В. Р. Окороков, Ф. И. Синчугов, Э. П. Смирнов, В. И. Старостин, И. А. Сыромятников, И. А. Тепляков, Е. М. Червонный, Ш. Ч. Чокин, Э. М. Фархадзаде и другие советские ученые. Достаточно полно как в научном, так и в практическом отношении данная проблема освещена в [2, 20, 21].
Критерий оптимизации. Резерв мощности на электростанциях, пропускная способность системообразующих связей и вообще любые мероприятия по резервированию элементов ЭЭС определяются по критерию минимума приведенных затрат с учетом математического ожидания ущерба от недоотпуска электроэнергии
3 = ЕнК + И + У, (4.1)
где Ен — нормативный коэффициент эффективности; К — капитальные затраты; И — ежегодные издержки, включающие в себя затраты на топливо, потери энергии, амортизационные отчисления.
При оценке вариантов развития больших ЭЭС в формуле приведенных затрат последняя составляющая, как правило, значительно меньше первых двух, поэтому чувствительность затрат к фактору надежности незначительна.
Кроме того, такие величины, как потери энергии или народнохозяйственный ущерб, вычисляются для системы в целом, отсюда в процентном отношении изменение потерь или ущерба в ЭЭС, вызванное внедрением того или иного мероприятия, направленного на повышение надежности, находится в пределах точности приведенных затрат (варианты считаются равноэкономичными, если приведенные затраты отличаются не более, чем на пять процентов).
Более чувствительным при оценке эффективности проводимою мероприятия является коэффициент эффективности капитальных вложений
где ∆И, ∆У — уменьшение соответственно годовых издержек и ущерба, вызванное дополнительными капитальными вложениями ∆К.
Критерий оптимальности в данном случае преобразуется в минимум коэффициента эффективности. Дополнительные капитальные вложения имеют смысл лишь при отрицательных Еr. Поскольку Еr— постоянная величина входит во все сравниваемые варианты, то в качестве критерия оптимальности можно считать максимум
(4.2)
Таким образом, более эффективным считается тот вариант, дли которого на рубль капитальных вложений имеется большая экономия годовых издержек и среднего ущерба от недоотпуска электроэнергии. При этом Е не должен быть меньше Ен, где Ус ущерб энергосистеме; Уf — ущерб у потребителей системы из-за снижения частоты; Уогр — ущерб у потребителей из-за внезапных нарушений (ограничений) электроснабжения.
