VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ
ÚSTAV ELEKTROENERGETIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF ELECTRICAL POWER ENGINEERING
CITLIVOSTNÍ ANALÝZA NÁKLADŮ NA VÝPADKY PLYNOUCÍ Z NEDODRŽENÍ ZÁKAZNICKÝCH STANDARDŮ NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY
DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER‘S THESIS
AUTOR PRÁCE AUTHOR
BRNO 2009
BC. JIŘÍ POLÁK
Bibliografická citace práce: POLÁK, J. Citlivostní analýza nákladů na výpadky plynoucí z nedodržení zákaznických standardů nepřetržitosti dodávky. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, 2010. 86 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Vladimír Blažek, CSc.
Prohlašuji, že jsem svou diplomovou práci vypracoval samostatně a použil jsem pouze podklady (literaturu, projekty, SW atd.) uvedené v přiloženém seznamu. Zároveň bych na tomto místě chtěl poděkovat vedoucímu diplomové práce doc. Ing. Vladimíru Blažkovi, CSc. a konzultantovi Ing. Petru Skalovi, Ph.D. za cenné rady a připomínky k mé práci, poskytnutou literaturu a svým rodičům za podporu během celé doby mého studia.
……………………………
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií Ústav elektroenergetiky
Diplomová práce
Citlivostní analýza nákladů na výpadky plynoucí z nedodržení zákaznických standardů nepřetržitosti dodávky Bc. Jiří Polák
vedoucí: doc. Ing. Vladimír Blažek, CSc. Ústav elektroenergetiky, FEKT VUT v Brně, 2010
Brno
BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Faculty of Electrical Engineering and Communication Department of Electrical Power Engineering
Master’s Thesis
Sensitivity analysis of costs on power outages resulting from nonadherence of custom - tailored standards of the continuity of power supply by
Bc. Jiří Polák
Supervisor: doc. Ing. Vladimír Blažek, CSc. Brno University of Technology, 2010
Brno
Abstrakt
6
ABSTRAKT Cílem této práce je popsat přístupy používané při regulaci nepřetržitosti dodávky elektrické energie ve vybraných zemích Evropské unie. Určit náklady na výpadky u konkrétní distribuční sítě při nedodržení zákaznických standardů používaných ve Velké Británii, Švédsku a Finsku. Náklady jsou vyhodnoceny pro celou síť i pro jednotlivé vývody. V práci je provedena citlivostní analýza nákladů na výpadky plynoucí z nedodržení standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení používaných ve Velké Británii. Náklady pro jednotlivé limity jsou zobrazeny v tabulkách a grafech. U vybraných nastavení limitů je provedeno srovnání jednotlivých vývodů podle výše nákladů na penalizace. Srovnání pořadí jednotlivých vývodů je pak provedeno pro zákaznické standardy používané ve Velké Británii, Švédsku a Finsku.
KLÍČOVÁ SLOVA:
citlivostní analýza; garantované standardy; náklady na výpadky; obnovení dodávky; násobná přerušení; Velká Británie; Švédsko; Finsko;
Abstract
7
ABSTRACT The goal of the thesis is to describe the approaches used for the regulation of the continuous supply of electric power in the selected countries of European Union and to determine the power outages costs in the specific distribution network, resulting from non-observance of the customer standards used in Great Britain, Sweden and Finland. The costs have been calculated for the entire network, as well as for the individual outputs. The thesis carries out the sensitivity analysis of the power outages costs, resulting from the breaching the supply restoration standards and the multiple interruptions standard used in the Great Britain. The costs of the individual limits are shown in the tables and the graphs. The comparison of the individual outputs according to the height of the penalty costs have been carried out on the selected set of limits. The comparison of the order of the individual outputs is then carried out for the customer standards used in Great Britain, Sweden and Finland.
KEY WORDS:
sensitivity analysis; guaranteed standards; power outages; supply restoration; multiple interruption, Great Britain; Sweden; Finland;
Obsah
8
OBSAH SEZNAM OBRÁZKŮ................................................................................................................................10 SEZNAM TABULEK ................................................................................................................................11 SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK.......................................................................................................13 1 ÚVOD .......................................................................................................................................................15 1.1 CÍLE PRÁCE ......................................................................................................................................15 2 NEPŘETRŽITOST DODÁVKY ELEKTRICKÉ ENERGIE A TEORIE SPOLEHLIVOSTI ......16 2.1 ÚVOD DO PROBLEMATIKY NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY................................................................16 2.2 ČÍSELNÉ VYJÁDŘENÍ NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY.........................................................................16 2.3 UKAZATELE SPOLEHLIVOSTI ..........................................................................................................16 2.4 OBECNÉ UKAZATELE SPOLEHLIVOSTI ............................................................................................17 3 UKAZATELÉ NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY ELEKTRICKÉ ENERGIE.................................19 3.1 ZÁKLADNÍ (LOKÁLNÍ) UKAZATELE .................................................................................................19 3.2 AGREGOVANÉ UKAZATELE .............................................................................................................20 3.3 PROBLÉMY SOUVISEJÍCÍ S URČOVÁNÍM UKAZATELŮ NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY ....................21 3.3.1 MEZIROČNÍ KOLÍSÁNÍ DAT ......................................................................................................21 3.3.2 KATEGORIE PŘERUŠENÍ ..........................................................................................................22 3.3.3 MIMOŘÁDNÉ UDÁLOSTI ..........................................................................................................23 4 UKAZATELE NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY JAKO NÁHODNÉ VELIČINY .........................25 4.1 NÁHODNÉ VELIČINY A JEJICH ROZDĚLENÍ.....................................................................................25 4.2 VYBRANÉ ČÍSELNÉ CHARAKTERISTIKY ROZDĚLENÍ .....................................................................26 4.2.1 VYBRANÉ ČÍSELNÉ CHARAKTERISTIKY ROZDĚLENÍ ...............................................................29 5 REGULACE NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY ..................................................................................34 5.1 CÍLE REGULACE NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY................................................................................34 5.2 NÁSTROJE REGULACE ......................................................................................................................34 5.3 ZÁKLADNÍ PŘÍSTUPY K REGULACI NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY: .................................................34 5.4 STANDARDY NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY ......................................................................................35 5.5 SYSTÉMOVÉ STANDARDY NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY POUŽÍVANÉ V ZEMÍCH EU .....................36 5.6 ZÁKAZNICKÉ STANDARDY NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY POUŽÍVANÉ V ZEMÍCH EU ...................37 5.6.1 FINSKO - ZÁKAZNICKÝ STANDARD .........................................................................................39 5.6.2 ŠVÉDSKO - ZÁKAZNICKÝ STANDARD ......................................................................................40 5.7 SOUČASNÁ SITUACE V ČR ...............................................................................................................41 5.7.1 STANDARDY NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY ELEKTRICKÉ ENERGIE ...........................................42 5.8 REGULACE NEPŘETRŽITOSTI V UK................................................................................................45 5.9 RPI-X@20 ........................................................................................................................................46 5.9.1 CÍLE PROJEKTU V OBLASTI REGULACE TRHU S ELEKTŘINOU .................................................47 6 VYHODNOCENÍ NÁKLADŮ NA PENALIZACE PRO ZADANOU DISTRIBUČNÍ SÍŤ ...........48
Obsah
9
6.1 INFORMACE O ZADANÉ DISTRIBUČNÍ SÍTI ......................................................................................48 6.2 NÁKLADY NA PENALIZACE - UK .....................................................................................................48 6.2.1 NÁKLADY NA PENALIZACE PRO STANDARD OBNOVY DODÁVKY - UK...................................48 6.2.2 NÁKLADY NA PENALIZACE PRO STANDARD NÁSOBNÝCH PŘERUŠENÍ - UK ...........................51 6.2.3 PODÍL NÁKLADŮ NA PENALIZACE PRO ZÁKAZNICKÉ STANDARDY POUŽÍVANÉ V UK............53 6.2.4 "PŘEKRÝVÁNÍ" UPLATŇOVANÝCH STANDARDŮ .....................................................................57 6.3 CITLIVOSTNÍ ANALÝZA NÁKLADŮ NA PENALIZACE.......................................................................58 6.3.1 CITLIVOSTNÍ ANALÝZA NÁKLADŮ NA PENALIZACE - STANDARD OBNOVY DODÁVKY (UK) .58 6.3.2 CITLIVOSTNÍ ANALÝZA - STANDARD NÁSOBNÝCH PŘERUŠENÍ (UK) .....................................63 6.4 NÁKLADY NA PENALIZACE - ŠVÉDSKÝ STANDARD .........................................................................70 6.5 NÁKLADY NA PENALIZACE - FINSKÝ STANDARD OBNOVY DODÁVKY ...........................................74 7 POROVNÁNÍ POŘADÍ VÝVODŮ PODLE NÁKLADŮ NA PENALIZACE .................................77 7.1 VLIV ZMĚNY LIMITŮ ZÁKAZNICKÝCH STANDARDŮ NA POŘADÍ VÝVODŮ ....................................77 7.2 POROVNÁNÍ POŘADÍ VÝVODŮ PODLE NÁKLADŮ NA PENALIZACE U ZÁKAZNICKÝCH STANDARDŮ V UK, FI A SWE.....................................................................................................................................80 8 ZÁVĚR.....................................................................................................................................................85 8.1 PŘÍNOS PRÁCE ..................................................................................................................................85 POUŽITÁ LITERATURA ........................................................................................................................86
Seznam obrázků
10
SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 2-1 Vanová křivka ..................................................................................................................18 Obr. 4-1 Distribuční funkce diskrétní náhodné proměnné [7].......................................................25 Obr. 4-2 Distribuční funkce spojité náhodné veličiny [7]..............................................................26 Obr. 4-3 Grafické zobrazení kvantilu [7].......................................................................................27 Obr. 4-4 Příklad distribuční funkce doby trvání poruchy a jejího vztahu k percentilům...............28 Obr. 4-5 Ukázka krabicového grafu (sledovanou veličinou je počet výpadků na vývodech) ........29 Obr. 4-6 Příklad funkce hustoty [4]. ..............................................................................................31 Obr. 4-7 Příklad distribuční funkce [4]. ........................................................................................31 Obr. 4-8 Příklad funkce hustoty logaritmicko-normálního rozdělení [4]......................................32 Obr. 4-9 Příklad distribuční funkce logaritmocko-normálního rozdělení [4]. ..............................33 Obr. 6-1Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech za celou síť..............................................................................................................................49 Obr. 6-2 Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech a za celou síť...........................................................................................................................50 Obr. 6-3 Náklady na penalizace při použití standardu násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech za celou síť. .................................................................................................................52 Obr. 6-4 Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech a za celou síť...........................................................................................................................53 Obr. 6-6 Podíly celkových nákladů na penalizace při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) za celou síť. .................................................................................55 Obr. 6-5 Podíly celkových nákladů na penalizace připadající na jednotlivé vývody při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) za dobu sledování . ......................57 Obr. 6-6 Náklady na penalizace v každém roce v závislosti na limitu...........................................60 Obr. 6-7 Celkové náklady za sledované období pro daný limit. ....................................................60 Obr. 6-8 Celkové náklady pro různé limity standardu násobných přerušení. ...............................69 Obr. 6-9 Náklady na penalizace v jednotlivých letech při použití švédského zákaznického standardu................................................................................................................................72 Obr. 6-10 Seřazení 20 nejhorších vývodů podle výše nákladů na penalizace - švédský standard. 73 Obr. 6-11 Náklady na penalizace v jednotlivých letech při použití finského standardu................75 Obr. 6-10 Seřazení 20 nejhorších vývodů podle výše nákladů na penalizace - švédský standard. 76 Obr. 7-1 Porovnání pořadí penalizovaných vývodů u švédského a finského standardu................82
Seznam tabulek
11
SEZNAM TABULEK Tab.3.1 Klasifikace přerušení podle doby trvání přerušení v evropských zemích [6].................23 Tab. 5-1 Tabulka standardů nepřetržitosti dodávky na úrovni systému [4]. .................................36 Tab. 5-2 Systémoví ukazatelé za rok 2008 [8]. ..............................................................................37 Tab. 5-3: Zákaznické standardy s limitem roční doby trvání jednoho přerušení (neplánovaného) v zemích EU [4]......................................................................................................................38 Tab.5.4: Zákaznické standardy s limitem roční doby trvání jednoho přerušení (neplánovaného) v zemích EU [4]......................................................................................................................39 Tab.5-5: Tabulka zkratek zemí použitých v tabulkách. ..................................................................39 Tab. 5-6 Penalizace podle zákaznického standardu s limitem doby trvání jednoho přerušení dodávky - Finsko. ...................................................................................................................40 Tab. 5-7 Penalizace podle zákaznického standardu s limitem doby trvání jednoho přerušení dodávky - Švédsko. .................................................................................................................41 Tab.5-6 Zákaznické standardy UK [10]........................................................................................45 Tab. 6-1Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech a za celou síť...........................................................................................................................49 Tab. 6-2 Seřazení penalizovaných vývodů při použití standardu obnovy dodávky (UK)..............50 Tab. 6-3Náklady na penalizace při použití standardu násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech a za celou síť. ...............................................................................................................51 Tab. 6-4 Seřazení penalizovaných vývodů při použití standardu násobných přerušení (UK). .....52 Tab. 6-5 Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech a za celou síť................................................................................54 Tab. 6-6 Náklady na penalizace v procentech při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech a za celou síť. ..............................................................55 Tab. 6-7 Seřazení penalizovaných vývodů při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK). ......................................................................................................................56 Tab. 6-8 "Překryv" standardů. .......................................................................................................58 Tab. 6-9 "Překryv" standardů - vývody které nelze zahrnout do standardu násobných přerušení. ................................................................................................................................................58 Tab. 6-10 Vyhodnocení nákladů na penalizace při změně limitu standardu obnovy dodávky. .....59 Tab.6-10 Seřazení penalizovaných vývodů pro jednotlivé limity. ..................................................61 Tab. 6-11 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 2h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok...................................................................................................64 Tab. 6-12 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 3h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok...................................................................................................64 Tab. 6-13 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 4h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok...................................................................................................65
Seznam tabulek
12
Tab. 6-14 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 6h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok...................................................................................................65 Tab. 6-15 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 8h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok...................................................................................................66 Tab. 6-16 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 10h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok...................................................................................................66 Tab. 6-17 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 12h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok...................................................................................................67 Tab. 6-18 Celkové náklady za dobu sledování pro jednotlivé limity..............................................67 Tab. 6-19 Seřazení limitů standardu násobných přerušení podle nákladů. ...................................68 Tab. 6-19 Seřazení vývodů dle nákladů na penalizace pro vybrané limity standardu násobných přerušení.................................................................................................................................70 Tab. 6-19 Výše penalizace pro jednotlivého odběratele - švédský standard..................................71 Tab. 6-20 Náklady na penalizace při použití švédského zákaznického standardu.........................71 Tab. 6-21 Seřazení vývodů podle výše nákladů na penalizace - švédský standard........................73 Tab. 6-22 Výše penalizace pro jednotlivého odběratele - finský standard obnovy dodávky..........74 Tab. 6-23 Náklady na penalizace při použití finského zákaznického standardu............................74 Tab. 6-24 Seřazení vývodů podle výše nákladů na penalizace - finský standard...........................75 Tab. 7-1 14 nejhorších vývodů z hlediska nákladů na penalizace pro jednotlivé standardy a limity.......................................................................................................................................78 Tab. 7-2 Pořadí vývodů ve vybraných limitech standardu obnovy dodávky..................................79 Tab. 7-3 Pořadí vývodů ve vybraných limitech standardu násobných přerušení. .........................79 Tab. 7-4 Seřazení vývodů podle pořadí při uvažování obou standardů dohromady. ....................80 Tab. 7-5 Pořadí jednotlivých vývodů podle nákladů na penalizace u zákaznických standardů v UK, FI a SWE. ........................................................................................................................81
Seznam symbolů a zkratek
13
SEZNAM SYMBOLŮ A ZKRATEK CENS
průměrné roční náklady na pravděpodobně nedodanou energii
CENS,o průměrné roční náklady na pravděpodobně nedodanou energii pro o-tého odběratele CI
(customer interruption) - ukazatel průměrné systémové četnosti přerušení
Ckwh
cena za jednu kWh nedodané energie
CML
(customer minutek lost) - ukazatel průměrné systémové doby trvání přerušení
f
funkce hustoty pravděpodobnosti
l
intenzita poruch
MAIFI ukazatel průměrné četnosti krátkodobých přerušení n
roční počet přerušení
no
počet přerušení u o-tého odběratele
nv
počet přerušení pro jedno odběrné místo v jednom roce
o
index odběratele
OG
celkový počet odběrných míst v síti
Ou
počet odběrných míst v u-tém uzlu
Ov
počet odběratelů ve sledované oblasti
Pmax,o
maximální odebíraný výkon
λ
intenzita poruch
Q
pravděpodobnost poruchy
R
pravděpodobnost bezporuchového chodu
SAIDI
ukazatel průměrné systémové doby trvání přerušení
SAIFI
ukazatel průměrné systémové četnosti přerušení
t, τ
střední doba trváni poruchy
tp,o
je průměrná doba trvání jednoho přerušení u o-tého odběratele v určeném období
Ts
doba sledování
ts
souhrnná doba trvání přerušení na vývodech
ts
střední doba mezi poruchami
Tu,o
je doba užívání maxima
tumax
doba užití maximálního výkonu
Seznam symbolů a zkratek
u
index uzlu sítě.
Wned,o
pravděpodobně nedodaná energie pro o-tého odběratele
x
hodnota náhodné veličiny
ČR EE EU FI FR GB HU IE IT LT MO NO OM PO PT p.č č.v VO Nákl. Lim. s.poř.
Česká republika Estonsko
Evropská unie Finsko Francie Velká Británie Maďarsko Irsko Itálie Lotyšsko maloodběratelé Norsko odběrné místo Polsko Portugalsko pořadové číslo číslo vývodu velkoodběratelé náklady limit součet pořadí
14
Úvod
15
1 ÚVOD Nepřetržitost dodávky elektrické energie má, ať už přímý, nebo nepřímý, vliv na téměř všechny oblasti lidského působení. Schopnost distribuční soustavy nepřetržitě dodávat elektřinu jednotlivým odběratelům, proto vždy hrála a hrát bude velmi významnou roli. V současné době, v prostředí liberalizovaného trhu, tento význam ještě více stoupá. Proto aby jednotlivé distribuční společnosti nenavyšovaly své zisky z distribuce elektřiny na úkor její kvality, je důležitý dohled regulátora trhu s elektřinou. Právě vhodná a efektivní regulace nepřetržitosti dodávky elektrické energie přináší lepší ochranu zákazníkům a zlepšuje kvalitu elektřiny a služby související s její dodávkou. Přístup k regulaci nepřetržitosti dodávky elektřiny není pro všechny evropské státy stejný. Proto abychom lépe rozuměli této problematice, je dobré mít alespoň rámcový přehled přístupů některých zemí k regulaci nepřetržitosti dodávky. Jedním z nástrojů regulace nepřetržitosti dodávky elektrické energie jsou finanční penalizace při překročení daných limitů doby trvání výpadků dodávky elektřiny či jejich počtu u jednotlivých zákazníků. Ty mají přimět distribuční společnosti, aby svou činnost soustředili nejen na vytváření zisku, ale i na zlepšování spolehlivosti dodávky a tedy i bezporuchového fungování distribuční sítě. Pravidla pro udělování těchto penalizací jsou zahrnuta v zákaznických standardech. Provedením citlivostní analýzy můžeme mj. zjistit výši finančních prostředků, kterou by musela distribuční společnost zaplatit, při různě nastavených limitech zákaznických standardů. Dále srovnáním různých standardů můžeme určit jejich podíly na nákladech na penalizace. Detekce vývodů s nejvyššími náklady na penalizace je důležitá pro cílené a efektivní zlepšování nepřetržitosti dodávky elektřiny jednotlivým zákazníkům, za současného snižování vynaložených nákladů. Porovnání pořadí vývodů podle výše nákladů na penalizace pro daný zákaznický standard nám pak může pomoci zodpovědět například otázku, jaký má změna limitu vliv na pořadí vývodů, nebo jaký má vliv různé "zastropování" penalizace pro jednoho zákazníka.
1.1 Cíle práce Cílem práce je popsat přístupy používané při regulaci nepřetržitosti dodávky elektrické energie v jednotlivých zemích EU. Dále pak určit náklady na penalizace pro zadanou distribuční síť a její jednotlivé vývody při nedodržení standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení používaných ve Velké Británii. Vyhodnotit výsledky citlivostní analýzy na výpadky pro zákaznické standardy používané ve Velké Británii. Určit podíly nákladů na penalizace podle britského standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení. Stanovit náklady na penalizace pro celou síť i jednotlivé vývody pro švédský i finský standard obnovy dodávky. A nakonec porovnat pořadí jednotlivých vývodů sítě podle nákladů na penalizace při různých standardech a jejich nastavení.
Nepřetržitost dodávky elektrické energie a teorie spolehlivosti
16
2 NEPŘETRŽITOST DODÁVKY ELEKTRICKÉ ENERGIE A TEORIE SPOLEHLIVOSTI 2.1 Úvod do problematiky nepřetržitosti dodávky Při zkoumání nepřetržitosti dodávky elektrické energie se dotýkáme problematiky spolehlivosti. Spolehlivost je velmi široký pojem a nachází uplatnění nejen v elektroenergetice. V tomto textu se při vysvětlování pojmů často užívá nástrojů teorie spolehlivosti, nebo se z této teorie vychází. Řadu použitých pojmů, které jsou v tomto textu spojeny s nepřetržitostí dodávky elektrické energie, je možné v literatuře nalézt právě v souvislosti s teorií spolehlivosti, neboť oba pojmy spolu souvisejí.
2.2
Číselné vyjádření nepřetržitosti dodávky
Pro číselné vyjadřování nepřetržitosti dodávky ze vstupních dat používáme statistické nástroje. Jsou to např. funkce pravděpodobnosti, distribuční funkce, statistické grafy atd. Vycházíme z teorie spolehlivosti, jejíž nejběžnější vyjádření je [1]: •
intenzita poruch λ (rok -¹)
•
střední doba trváni poruchy τ (h)
•
pravděpodobnost bezporuchového chodu R (-)
•
pravděpodobnost poruchy Q (-)
•
střední doba mezi poruchami ts (h)
Intenzita poruch se vyjadřuje v počtu poruch za jednotku času (u zařízení v energetice zpravidla za rok). Střední doba trvání poruchy je udávána v hodinách nebo ve dnech. Pravděpodobnost bezporuchového chodu a pravděpodobnost poruchy se udává jako poměrné číslo (desetinný zlomek) nebo je udávána v procentech. Tyto hodnoty jsou vztaženy na dobu, za kterou se pravděpodobnost určuje. Pravděpodobnost bezporuchového chodu (nebo poruchy) je i u zařízení s konstantní intenzitou poruch funkcí času, tj. doby, na kterou se spolehlivost vztahuje. Součet pravděpodobnosti bezporuchového chodu a pravděpodobnosti poruchy téhož systému je roven 1 (100 %) [1]. Někdy splývá pojem pravděpodobnost bezporuchového chodu s pojmem spolehlivost. Střední doba mezi poruchami se udává ve dnech nebo rocích a je to poměr celkové doby provozu k celkovému počtu poruch za tuto dobu. Střední doba mezi poruchami je úměrná převrácené hodnotě intenzity poruch [1].
2.3 Ukazatele spolehlivosti Ukazatele spolehlivosti číselně vyjadřují dílčí vlastnosti spolehlivosti[4].
Nepřetržitost dodávky elektrické energie a teorie spolehlivosti
17
2.4 Obecné ukazatele spolehlivosti Základním ukazatelem bezporuchovosti neopravovaných objektů je pravděpodobnost bezporuchového provozu. Z ní jsou odvozeny další veličiny [1;4]: •
Pravděpodobnost poruchy,
•
hustota poruchy,
•
intenzita poruch,
•
střední doba bezporuchového provozu.
Bezporuchovost objektu bývá zpravidla sledována v závislosti na čase. V závislosti na povaze objektu nemusí jít vždy o astronomický čas, ale jen o dobu, po kterou je daný objekt v provozu nebo, v některých případech, o počet provozních cyklů (např. u výkonových vypínačů). Jestliže daný objekt zahájí svoji činnost v čase t = 0 a porucha nastane v čase t = τ , nazývá se doba τ , dobou do poruchy. Pravděpodobnot poruchy Q(t) vyjadřuje pravděpodobnost toho, že na intervalu (0;t) dojde k poruše. Je to neklesající funkce času. Q(t) = P(τ ≤ t)=1 - R(t)
(2.1)
Kde τ je náhodná veličina doba do poruchy. Pravděpodobnost bezporuchového provozu vyjadřuje pravděpodobnost, že na intervalu (0;t) nedojde k poruše. Je to nerostoucí funkce času. R(t) = P (τ > t)
(2.2)
Hustota pravděpodobnosti poruchy (hustota poruch) příslušná k distribuční funkci Q(t) je dána vztahem: h(t ) =
dQ(t ) dR (t ) =− dt dt
(2.3)
Poměr hustoty pravděpodobnosti poruchy a pravděpodobnosti bezporuchového stavu se nazývá intenzita poruch.
λ (t ) =
h(t ) R (t )
(2.4)
Veličiny h (t) a λ (t) mají rozměr převrácené hodnoty času. Nejčastěji [hodina-1], [rok-1]. Každá ze základních veličin Q(t), R(t), f(t), λ(t) popisuje bezporuchovost neobnovovaného objektu stejně úplně a lze z každé z nich odvodit zbývající.
Nepřetržitost dodávky elektrické energie a teorie spolehlivosti
18
Střední doba do bezporuchového stavu, která je pro neobnovované objekty rovna střední době do poruchy, se definuje jako střední doba náhodné veličiny τ – doby do poruchy. ∞
∞
0
0
E (τ ) = ∫ t ⋅ h(t )dt = ∫ R(t )dt
(2.5)
Střední doba bezporuchového provozu je již agregovanou (integrální) hodnotou. Představuje jediné číslo na rozdíl od veličin Q(t), R(t), f(t), λ(t), které jsou funkcemi. Jedná se o charakteristickou hodnotu pro danou funkci, a proto nenese úplnou informaci a má tak omezenou vypovídající schopnost. Jednou z velmi důležitých funkcí v teorii spolehlivosti je intenzita poruchy λ(t), definovaná pro dobu do poruchy x, se spojitou distribuční funkcí Q(t) a hustotou f(t) pro taková t, pro která je Q(t)<1.
λ (t ) =
f (t ) 1 − Q(t )
(2.5)
Na obr. 2-1 je její typický tvar. Tato křivka se nazývá vanová. Je rozdělena na tři části. První období I. se nazývá obdobím časných poruch a je typické jejich zvýšeným množstvím (období dětských nemocí). Tyto poruchy jsou zaviněny různými výrobními vadami, vadami při montáži, ale i chybami při samotném návrhu. Po jejich odstranění však intenzita poruch klesá, došlo k záběhu výrobku či objektu, a k poruchám dochází spíše z vnějších příčin. Intenzita poruch je téměř konstantní a toto období II. se nazývá obdobím normálního využívání. Konečně období III. je charakterizováno procesy stárnutí, projevuje se degradace materiálu a intenzita poruch opět narůstá. Toto období se nazývá období poruch dožitím. [1]
Obr. 2-1 Vanová křivka
19
Ukazatelé nepřetržitosti dodávky elektrické energie
3 UKAZATELÉ NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY ELEKTRICKÉ ENERGIE Nepřetržitost dodávky elektrické energie je možné popsat řadou různých ukazatelů, které jsou speciálně určeny pro tyto sítě a v jiných oblastech elektroenergetiky se nepoužívají. Ukazatele nepřetržitosti dodávky mohou být vypočítávány pro celou zemi nebo její část, pro každého provozovatele soustavy, pro každý vývod nebo dokonce pro každého jednotlivého zákazníka. Pokud není výslovně uvedeno jinak, zahrnují se do výpočtu ukazatelů pouze dlouhodobá přerušení. [4] Ukazatele spolehlivosti distribučních sítí rozdělujeme na: •
základní ukazatele,
•
agregované ukazatele.
3.1 Základní (lokální) ukazatele Zachycují nepřetržitost dodávky elektrické energie u o-tého odběratele [4] : •
počet přerušení u tohoto odběratele v určeném období no (nejčastěji v roce)
•
souhrnná doba trvání přerušení u tohoto odběratele v určeném období (nejčastěji v roce) no
t s ,o = ∑ t i , o
(3.1)
i =1
kde t s ,o je doba trvání i-tého přerušení v určeném období u o-tého odběratele, •
průměrná doba trvání jednoho přerušení u tohoto odběratele v určeném období (nejčastěji v roce) t p ,o =
t s ,o no
(3.2)
Tyto ukazatele charakterizují dodávku u jednotlivých odběratelů. Dá se tedy říci, že ji charakterizují z pohledu zákazníků. V u-tém uzlu sítě zachycují nepřetržitost dodávky elektrické energie ukazatele: •
počet přerušení v tomto uzlu v určeném období nu (nejčastěji v roce)
•
souhrnná doba trvání přerušení v tomto uzlu v určeném období (nejčastěji v roce) nu
t s , u = ∑ t i ,u i
(3.3)
Ukazatelé nepřetržitosti dodávky elektrické energie
20
kde t i ,u je doba trvání i-tého přerušení v určeném období v u-tém uzlu, •
průměrná doba trvání jednoho přerušení v tomto uzlu v určeném období (nejčastěji v roce) t p ,u =
t s ,u
(3.4)
nu
3.2 Agregované ukazatele Pro získání přehledu o nepřetržitosti dodávky v síti jako celku (příp. v její určité části) je obvykle prováděna agregace jednotlivých údajů o přerušeních. Jsou vypočítávány tzv. agregované ukazatele spolehlivosti dodávky, které mají obvykle podobu průměrné hodnoty. Mezi nejobvyklejší globální ukazatele patří [4]: SAIFI (system average interruption frequency index) ukazatel průměrné systémové četnosti přerušení
SAIFI =
∑n O u
u
u
OG
=
∑n
o
(3.5)
o
OG
Kde: Ou - je počet odběrných míst v u-tém uzlu, OG - je celkový počet odběrných míst v síti, no - je počet přerušení u o-tého odběratele.
Pozn. V některé literatuře bývá používáno také označení CI (customer interruption). SAIDI (system average interruption duration index) ukazatel průměrné systémové doby trvání přerušení
SAIDI =
∑t
s ,u
u
OG
Ou
=
∑t
s ,o
o
(3.6)
OG
Kde t s ,u je souhrnná doba trvání přerušení Pozn. Ukazatel SAIDI bývá také označován CML (customer minutek lost). CAIDI (customer average interruption duration index) ukazatel průměrné doby trvání přerušení u odběratele CAIDI =
SAIDI SAIFI
Mimo uvedený způsob výpočtu jsou někdy jednotlivá přerušení „vážena“ podle:
(3.7)
Ukazatelé nepřetržitosti dodávky elektrické energie •
počtu postižených stanic nebo transformátorů,
•
nedodaného výkonu.
21
Tyto způsoby výpočtu se používají v případech, kdy nelze díky nedostatku dat provést výpočet podle rov. ( 3.5 ) až ( 3.6 ). Jednotlivé způsoby výpočtu vedou k odlišným hodnotám ukazatelů, což ztěžuje posuzování hodnot ukazatelů v širším měřítku (srovnávání v rámci Evropy apod.). Narůstající citlivost odběrů na krátkodobá přerušení vedla k zavedení ukazatelů i pro tato přerušení. Obvykle je používán ukazatel průměrné četnosti krátkodobých přerušení MAIFI (momentary average interruption frequency index):
MAIFI =
∑n
( kr ) o
o
(3.8)
OG
Kde: no(kr) - je počet krátkodobých přerušení u o-tého odběratele v daném období (obvykle roce).
Ukazatel MAIFI řadíme také mezi agregované ukazatele. Pravděpodobně nedodaná elektrická energie (CEN) je dalším důležitým ukazatelem spolehlivosti. Pravděpodobně nedodaná elektrická energie Wned,o, se pro případ o-tého odběratele sítě stanoví na základě četnosti přerušení no podle vztahu: Wned ,o =
no ⋅ t p ,o ⋅ Tu ,o ⋅ Pmax, o Ts
(3.9)
Kde: tp,o - je průměrná doba trvání přerušení Tu,o - je doba užívání maxima Ts - je doba sledování (doba, za kterou je Wned,o určována) Pmax,o je maximální odebíraný výkon
Kromě těchto uvedených ukazatelů je možné zavést ještě další ukazatele. Ovšem toto velké množství ukazatelů ztěžuje orientaci v údajích při srovnávání spolehlivostí různých sítí. Ukazatele spolehlivosti by nám naopak měly usnadnit porovnávání spolehlivosti distribučních sítí, i za cenu ztráty množství cenných informací o spolehlivosti sítě, které třeba lépe zachycují různé spolehlivostní charakteristiky. [4]
3.3 Problémy související s určováním ukazatelů nepřetržitosti dodávky 3.3.1 Meziroční kolísání dat Pro srovnání spolehlivosti různých distribučních sítí nebo jejich částí používáme výše uvedené ukazatele nepřetržitosti, které se snaží charakterizovat spolehlivost sítě určitým průměrem. Avšak díky přirozenému meziročnímu kolísání hodnot ukazatelů zprůměrňováním
Ukazatelé nepřetržitosti dodávky elektrické energie
22
ztratíme velkou část důležitých informací o situaci v síti. Prvky distribučních sítí z technického hlediska stejné vykazují nehomogenní spolehlivost. To je podstatou stochastického rozložení hodnot sledovaných jevů. Proto není vhodné porovnávat spolehlivost jednotlivých částí sítě nebo různých sítí pro období jednoho roku či kratší, nýbrž je pro adekvátní statistické zhodnocení nutná doba delší, optimálně se jeví období sledování v průběhu minimálně deseti let. V tomto období je možné postihnout většinu vnějších vlivů, které mají tendenci se vracet ve víceletých periodách. Je možné připustit i kratší období sledování při nedostatku dat, ale ne kratší než pět let. Nutné je proto důsledné dlouhodobé sledování všech přerušení se všemi parametry, protože způsob zaznamenávání a hodnocení přerušení se může v čase měnit. Jedině dostatečně obsáhlá databáze kontinuální v čase může poskytnout spolehlivé podklady pro praktická opatření pro udržení a zlepšení spolehlivosti dodávky. [4;6]
3.3.2 Kategorie přerušení Země, které sledují nepřetržitost dodávky, rozlišují přerušení na plánovaná a neplánovaná (jedinou výjimkou je Valonská oblast v Belgii). Plánované přerušení jsou vázána na předchozí oznámení, ale v jednotlivých zemích jsou různě nastaveny podmínky a termíny oznamování a jejich rozdíly jsou značné (24 hod - 30 dní – může být ještě v dané zemi rozdělen dle napěťové hladiny nebo velikosti zákazníka). Česká republika se s oznamovací povinností 15 dní předem řadí mezi několik zemí s nejdelšími oznamovacími dobami.[6] Výsledné hodnoty ukazatelů nepřetržitosti dodávky mohou být podstatně ovlivněny hranicemi, které jsou vymezeny pro dlouhodobá a krátkodobá přerušení. Některé země navíc sledují i přechodná přerušení. Tyto rozdíly v jednotlivých evropských zemí jsou znázorněny v tabulce Tab.3.1. Až exoticky působí v tomto porovnání Nizozemsko, které za dlouhodobá přerušení považuje přerušení s dobou trvání delší než 1 min. Můžeme si ještě všimnout, že některé země zahrnují přerušení s t = 3 min jako dlouhodobá a některá ještě jako krátkodobá. I tento na první pohled nepatrný rozdíl mezi ≤ a < může ovšem výrazně změnit hodnoty ukazatelů a tím i jejich vypovídací schopnost, neboť počet přerušení s t = 3 min může být nezanedbatelné množství a to zejména ve venkovních sítích. [6]
23
Ukazatelé nepřetržitosti dodávky elektrické energie Tab. 3.1 Klasifikace přerušení podle doby trvání přerušení v evropských zemích [6]. Země
Přechodná přerušení
Rakousko Belgie (Bruselská oblast) Estonsko Německo Lucembursko Belgie (Vlámská oblast) Dánsko Finsko Norsko Portugalsko Slovinsko Švédsko Belgie (Valonská oblast) Belgie(Federální úroveň) Litva Velká Británie Česká republika Maďarsko Itálie Polsko Rumunsko Francie Nizozemsko Španělsko
Krátkodobá přerušení
Dlouhodobá přerušení
t > 3 min
t ≤ 3 min
t > 3 min
t < 3 min
t ≥ 3 min
t≤1s
1 s < t ≤ 3 min
t > 3 min
t<1s
1 s ≤ t < 3 min
t ≥ 3 min t > 1 min
t ≤ 0,5 s
0,5 s < t ≤ 3 min
t > 3 min
3.3.3 Mimořádné události Na nepřetržitost dodávky má významný vliv mimořádně nepříznivé počasí a další mimořádné okolnosti. V takovýchto situacích vznikají velmi dlouhá přerušení, která se i přes svoji nízkou četnost nezanedbatelně promítají do agregovaných ukazatelů nepřetržitosti dodávky. V jednotlivých evropských zemích jsou velké rozdíly v pohledu na mimořádné události a jejich definice. Tyto rozdíly jsou převážně způsobeny růzností klimatických podmínek v jednotlivých zemích, a proto ani jejich sjednocení není prakticky možné. Je ovšem vhodné, aby každé zveřejnění dat o nepřetržitosti dodávky obsahovalo informace o přerušeních, která jsou vyloučena resp. zahrnuta. Je též záhodno jasně definovat jednotlivé pojmy, aby nedocházelo k chybné interpretaci. [6]
Ukazatelé nepřetržitosti dodávky elektrické energie
24
3.3.3.1 Postoj k mimořádným situacím ve vybraných zemích EU Zajímavý je například vývoj přístupu k mimořádným událostem v Itálii. V prvním regulačním období (2000-2003) byly za mimořádné události uznány ty, u kterých o to provozovatel distribuční soustavy požádal a jejich výjimečnost prokázal na základě meteorologických měření nebo vládního vyhlášení kalamity apod. Tento postup byl, jak pro stranu regulátora, tak pro distribuční společnosti, administrativně náročný a vedl k několika sporům. Proto v druhém regulačním období (2004-2007) zavedl regulátor (AEEG) statistickou metodu identifikace dní s mimořádnými událostmi. Tato metoda byla alternativou k dříve používanému administrativnímu přístupu a distributor si mohl vybrat, kterou z nich bude v regulačním období uplatňovat. Pro třetí regulační období (2008-2011) vyvinul AEEG zjednodušenou statistickou metodu pro identifikaci mimořádných událostí. Tuto metodu musí používat všechny společnosti (ve zvláštních situacích lze uplatnit výjimky). [6] Ve Velké Británii jsou od roku 2005 zohledněny mimořádné události v zákaznickém standardu doby trvání jednoho přerušení. Limit doby trvání přerušení dodávky se prodlužuje v závislosti na denním počtu poruch v síti na daném území (porovnávaném s dlouhodobým průměrem), resp. počtu postižených zákazníků, a dále se snižují i kompenzace při nedodržení standardu (základní částka i každých dalších 12 hodin nad limit). Existují 4 kategorie [6]: •
za normálních podmínek je limit 18 hodin
•
za nepříznivých podmínek kategorie 1 a 2 je 24 h, resp. 48 h
•
za podmínek kategorie 3 je vypočítáván v závislosti na počtu postižených zákazníků.
Při všech kategoriích nepříznivých povětrnostních podmínek se uplatňuje omezení kompenzace na maximálně 200 £. Česká republika V České republice nejsou kumulace poruch vlivem nepříznivých povětrnostních podmínek zahrnuty do výkazu dodržování standardu plynulosti, pokud PDS do 10 pracovních dnů ode dne, ve kterém došlo k mimořádnému přerušení distribuce, oznámí vznik takové skutečnosti Úřadu a způsobem nevzbuzujícím důvodné pochybnosti prokáže.[2]
25
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
4 UKAZATELE NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY JAKO NÁHODNÉ VELIČINY 4.1 Náhodné veličiny a jejich rozdělení Náhodné veličiny rozdělujeme na [4]: diskrétní – nabývají ve stanoveném intervalu spočteného počtu hodnot spojité – nabývají libovolné hodnoty z určitého intervalu čísel, mají ve stanoveném intervalu spojitý průběh. Náhodná veličina X se nazývá diskrétní, když existuje posloupnost reálných čísel {xi} a posloupnost nezáporných reálných čísel {pi} taková, že platí: P ( X = xi ) = pi a
∑
P ( X = xi ) = ∑ pi = 1 .
i
i
(4.1)
Rozdělení pravděpodobnosti náhodné proměnné X je pak možno popsat distribuční funkcí
F ( x) = P( X < x) =
∑ p( x ) .
xi < x
i
(4.2)
Obr. 4-1 Distribuční funkce diskrétní náhodné proměnné [7] Náhodná veličina X se nazývá spojitá, když existuje taková nezáporná integrovatelná funkce f, že pro všechna x ∈ ℜ platí x
F ( x) = P( X < x) =
∫ f (t )dt. .
−∞
(4.3)
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
26
Funkce f se nazývá funkce hustoty pravděpodobnosti náhodné veličiny X a F distribuční funkce náhodné veličiny X.
Obr. 4-2 Distribuční funkce spojité náhodné veličiny [7] Při řešení problematiky nepřetržitosti dodávky mohou vystupovat jako diskrétní náhodné veličiny roční počet poruch na vedení nebo roční počet přerušení dodávky u zákazníka. Jako příklad spojitých náhodných veličin můžeme uvést dobu trvání poruchy, doba do poruchy, doba trvání přerušení dodávky nebo souhrnná roční doba trvání přerušení dodávky. Mezi spojité náhodné veličiny ovšem patří i agregované ukazatele SAIFI, SAIDI nebo nedodaná elektrická energie. [4]
4.2 Vybrané číselné charakteristiky rozdělení Pro přehledné hodnocení vyjádření informace, která je obsažena v pravděpodobnostní funkci, můžeme použít číselné charakteristiky rozdělení. Jedná se o shrnutí informací o náhodné veličině do jednoho nebo více čísel, víme-li podle jakého rozdělení se daná veličina chová. Z těchto číselných charakteristik, ale není už možný plný zpětný převod rozdělení. [4] Číselné charakteristiky mohou vyjadřovat [4]: •
polohu rozdělení,
•
rozsah kolísání hodnot,
•
koncentraci hodnot,
•
rozptýlení hodnot,
•
symetričnost rozdělení,
•
špičatost atd..
Mezi nejrozšířenější číselné charakteristiky rozdělení patří střední hodnota. Je-li X diskrétní náhodná veličina s pravděpodobnostní funkcí f (xi), je střední hodnota určena
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
E ( X ) = ∑ xi ⋅ f ( xi ),
27
(4.4)
i
sumace se provádí přes celou množinu hodnot xi, Pro spojitou náhodnou veličinu X s funkcí hustoty pravděpodobnosti f (x) je střední hodnota E( X ) =
∞
∫ x ⋅ f ( x)dx
(4.5)
−∞
Střední hodnota patří mezi nejčastěji používanou charakteristickou hodnotu náhodné veličiny. Při praktických analýzách nepřetržitosti dodávky se osvědčuje sledování vybraných kvantilů.
Kvantil je bod na číselné ose, v němž distribuční funkce F(x) nabývá předem zadané hodnoty. Obecně je tedy kvantil takové číslo α, pro které platí F x (α ) = P X ≤ x (α ) = α
(4.6)
Graficky je kvantil znázorněn na Obr. 4-3.
Obr. 4-3 Grafické zobrazení kvantilu [7].
Jinou formou je procentní kvantil100α, který se získá vyjádřením hodnot distribuční funkce ne číslem mezi 0 a 1, ale v procentech. Pro některé kvantity jsou zavedeny speciální názvy: •
medián – pro x0,5,
•
horní kvartil – pro x0,75,
•
dolní kvartil – pro x0,25.
Rozdíl mezi horním a dolním kvartilem (x0,75 - x0,25) se nazývá mezikvartilové rozpětí. V mezikvartilovém rozpětí se nachází 50 % ze sledovaných hodnot. Platí, že 50 % hodnot je menších než medián, nebo že 90 % hodnot je menších než 90-tý percentil. Při hodnocení
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
28
spolehlivosti například z hlediska počtu výpadků, nám percentily ukazují, jaká část doby výpadků byla kratších než daná doba. Používají se převážně hodnoty vyšších percentilů (80-tý, 90-tý případně 95-tý percentil).
Obr. 4-4 Příklad distribuční funkce doby trvání poruchy a jejího vztahu k percentilům. Graficky zobrazují vybrané percentily tzv. krabicové grafy, které dávají rámcový (zjednodušený), ale velmi názorný přehled o rozdělení. Krabicové grafy v podstatě vymezují obdélníkem o délce odpovídající mezikvartilovému rozpětí oblast, do které spadá 50 % hodnot sledované veličiny. V místě mediánu je vyznačena čára rozdělující obdélník na dvě části. Od obou protilehlých stran obdélníku pokračují úsečky s délkou přibližně odpovídající 1,5-násobku mezikvartilového rozpětí. Pozorované hodnoty ležící mimo tento násobek mezikvartilového rozpětí jsou vyznačeny samostatně (někdy jsou považované za odlehlá pozorování). [4]
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
29
Obr. 4-5 Ukázka krabicového grafu (sledovanou veličinou je počet výpadků na vývodech) Z Obr. 4-5 můžeme tedy vyčíst, že 50 % vývodů v celé síti mělo počet výpadků v rozmezí 1 - 5. A že 50 % vývodů mělo počet výpadků nižších než 3 a 75 % vývodů mělo počet výpadků menších než 5 (horní kvartil) a 25 % vývodů počet výpadků menších než 1 (dolní kvartil).
4.2.1 Vybrané číselné charakteristiky rozdělení V teorii spolehlivosti se nejčastěji používají pro diskrétní náhodné veličiny [4]: •
Poissonovo rozdělení,
•
Negativní binomické rozdělení,
a pro spojité náhodných veličiny: •
Rovnoměrné rozdělení,
•
Logaritmicko normální rozdělení,
•
Exponenciální rozdělení,
•
Weibullovo rozdělení,
•
Rozdělení gama.
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
30
4.2.1.1 Vybraná rozdělení diskrétních náhodných veličin Poissonovo rozdělení Diskrétní náhodná veličina X má Poissonovo rozdělení s parametrem λ (λ > 0), když nabývá hodnot xi = 0,1,2,…. S pravděpodobnostmi P ( X = xi ) =
λx
i
xi !
e −λ .
(4.7)
4.2.1.2 Vybraná rozdělení spojitých náhodných veličin Rovnoměrné rozdělení. Náhodná veličiny X má rovnoměrné rozdělení, má-li konstantní hustotu pravděpodobnosti na intervalu hodnot
, kterých může nabýt. Má tedy funkci hustoty pravděpodobnosti 1 f ( x) = b − a 0
x ∈< a; b > pro
(4.8) x ∉< a; b >
Pro distribuční funkci náhodné veličiny X s rovnoměrným rozdělením platí
0 x − a F ( x) = b − a 1
x x>b
(4.9)
Logaritmicko-normální rozdělení. Spojitá náhodná veličina X má logaritmicko-normální rozdělení s parametry µ a δ(-∞ < µ < ∞, δ > 0), je-li její funkce hustoty pravděpodobnosti
(ln x − µ ) − 1 2 e 2δ f ( x) = δ ⋅ x 2π 0
2
x>0
(4.10)
x≤0
Distribuční funkci tohoto rozdělení lze vyjádřit jako
ln x − µ Φ F ( x) = δ 0
x>0 x≤0
Kde Φ je distribuční funkce normovaného normálního rozdělení a platí pro ní
(4.11)
31
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
Φ(u ) =
1 2π
u
∫e
−
t2 2
dt
(4.12)
−∞
Jedná se o nesymetrické rozdělení , které má smysl jen pro kladné hodnoty viz Obr.4-7.
Obr. 4-6 Příklad funkce hustoty [4].
Obr. 4-7 Příklad distribuční funkce [4]. Exponenciální rozdělení. Spojitá náhodná veličina X má exponenciální rozdělení s parametry A a δ (-∞ < A < ∞, δ > 0), jestliže funkce hustoty pravděpodobnosti je 1 − x −δ A e f ( x) = δ 0
x>A x≤ A
(4.13)
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
32
Funkce hustoty pravděpodobnosti je pro x > A klesající funkcí a její tvar závisí na parametru δ. Distribuční funkce exponenciálního rozdělení je x− A − 1 − e δ F ( x) = 0
x>A x≤ A
(4.14)
Jednoduchost a snadnost manipulace s exponenciálním rozdělením vedly k tomu, že jej využívá řada matematických teorií. Weibullovo rozdělení. Spojitá náhodná veličina X má Weibullovo rozdělení s parametry δ a c (δ>0, c>0), jestliže její funkce hustoty pravděpodobnosti je c ⋅ x c −1 − x δ f ( x) = δ c e 0
c
x>0
(4.15)
x≤0
Pro distribuční funkci pak platí: x 1 − e − δ F ( x) = 0
c
x>0
(4.16)
x≤0
Vliv parametrů Weibullova rozdělení na průběh jeho funkce hustoty a distribuční funkce názorně ukazuje Obr.4-8 a 4-9. Z porovnání vztahů pro Weibullovo a exponenciální rozdělení plyne, že exponenciální rozdělení (bez posunu, tj. s A = 0) je speciálním případem Weibullova rozdělení pro c = 1.
Obr. 4-8 Příklad funkce hustoty logaritmicko-normálního rozdělení [4].
Ukazatele nepřetržitosti dodávky jako náhodné veličiny
33
Obr. 4-9 Příklad distribuční funkce logaritmocko-normálního rozdělení [4]. Většina spolehlivostních výpočtů probíhá tak, že ze znalosti spolehlivosti jednotlivých prvků systému je proveden výpočet celkové spolehlivosti systému. Proto spolehlivostní výpočty mají dvě základní fáze. První fázi představuje získání vstupních spolehlivostních údajů, druhou fázi pak představuje samotný výpočet spolehlivosti. Další fází pak může být zhodnocení výsledků výpočtu popř. stanovení opatření pro zvýšení spolehlivosti. Je však sporné, zda tyto další fáze řešení problému patří do samotné problematiky výpočtu spolehlivosti. Je nutno konstatovat, že ve většině případů je daleko složitější a pracnější získat hodnověrná vstupní spolehlivostní data, než provést samotný spolehlivostní výpočet. [1]
Regulace nepřetržitosti dodávky
34
5 REGULACE NEPŘETRŽITOSTI DODÁVKY 5.1 Cíle regulace nepřetržitosti dodávky Smyslem regulace je pobízet distribuční společnosti pomocí bonifikací a penalizací ke smysluplnému provádění opatření v sítích s důrazem na udržení, případně zlepšení, spolehlivosti dodávky zákazníkům. Protože distribuční sítě mají z hlediska spolehlivosti značnou „setrvačnost“, neprojeví se vliv opatření v sítích na jejich spolehlivost okamžitě, ale s časovým, mnohdy několikaletým, posunem. A právě zde hraje regulace významnou úlohu. Zabraňuje snížení úrovně spolehlivosti v důsledku redukcí nákladů distribučních společností. S ohledem na zmíněnou setrvačnost je pro distribuční společnost výhodné již nyní zvažovat při rozhodování o opatřeních v síti dopady těchto opatření na případné náklady vzniklé v důsledku přerušení dodávky elektrické energie. [5] Cíle regulace se v jednotlivých zemích liší. Obecně však lze tento cíl vystihnout následovně [5 ]: •
zlepšení úrovně nepřetržitosti (Velká Británie, Maďarsko, Irsko, Portugalsko),
•
zlepšení úrovně nepřetržitosti a omezení regionálních rozdílů v nepřetržitosti mechanismem konvergence (Itálie),
•
dosažení přijatelné sociálně ekonomické úrovně nepřetržitosti – udržení současné
•
úrovně spíše než její zlepšování (Norsko, Švédsko).
5.2 Nástroje regulace K dosažení těchto cílů využívají regulátoři (nebo jiný stanovený orgán) různé nástroje, které můžeme rozdělit do dvou kategorií [5]: •
přímé ekonomické nástroje – založené na standardech nepřetržitosti dodávky, které jsou spojeny s penalizacemi (příp. bonusy, resp. pobídkami) placenými distribuční společností jednotlivým odběratelům, příp. regulátorovi, nebo které vstupují do jiných regulačních mechanismů ovlivňujících zisk společnosti,
•
nepřímé nástroje – zveřejňování srovnávacích studií kvality dodávky, povinnost realizovat při nedostatečné úrovni spolehlivosti v dané síti rozvojové programy navržené distribuční společností a schválené regulátorem nebo jiným orgánem státní správy apod.
5.3 Základní přístupy k regulaci nepřetržitosti dodávky: •
přístup orientovaný na kvalitu dodávky, který se soustřeďuje na úroveň nepřetržitosti dodávky u jednotlivých odběratelů prostřednictvím posuzování základních ukazatelů spolehlivosti. Vyžaduje sledování nepřetržitosti u všech odběratelů, což může v případě jeho zavádění i pro hladinu NN přinášet komplikace.
•
přístup orientovaný na kvalitu soustavy, který je zaměřen na nepřetržitost provozu soustavy jako celku a pracuje s vyhodnocováním zvolených agregovaných (systémových) ukazatelů. Jeho zavedení se ukazuje jako snazší.
Regulace nepřetržitosti dodávky
35
5.4 Standardy nepřetržitosti dodávky Nejvýznamnějšími nástroji regulace nepřetržitosti jsou standardy nepřetržitosti dodávky. Standardem nepřetržitosti dodávky stanovuje regulační úřad nebo odpovídající orgán interval, ve kterém se má nacházet vybraný spolehlivostní ukazatel. V případě, že ukazatel nabude hodnoty, která je mimo stanovený interval a představuje horší úroveň nepřetržitosti dodávky, bude distribuční společnost vystavena finančnímu postihu. V určitých případech je možné, aby distribuční společnost v případě, že ukazatel nabude hodnoty, která je mimo stanovený interval, ale představuje lepší než stanovenou úroveň nepřetržitosti, obdržela bonifikaci. [4;5] Každý standard nepřetržitosti dodávky má obecně tyto tři atributy [4];[5] : •
posuzované ukazatele spolehlivosti (základní nebo agregované),
•
limity každého z posuzovaných ukazatelů (číselné hodnoty),
•
ekonomická vazba (pobídka/penalizace, přímá/nepřímá).
Pokud chybí některý ze základních atributů, nelze korektně hovořit o standardu. Bohužel se ale tak v některých případech děje. Standard bez ekonomické vazby, příp. i bez limitu, ztrácí význam a stává se pouze jiným, zavádějícím názvem pro daný ukazatel spolehlivosti. [4;5] Posuzovaným ukazatelem může být kterýkoliv ze základních a agregovaných ukazatelů spolehlivosti. Právě na základě posuzovaných ukazatelů jsou standardy rozlišovány [4;5]: •
zákaznický standard nepřetržitosti dodávky, u kterého je posuzovaným ukazatelem základní ukazatel spolehlivosti. Tento standard je určený k ochraně jednotlivých zákazníků a stanoví minimální úroveň kvality dodávky, která má být dodržena u každého jednotlivého zákazníka na posuzované napěťové hladině a v definované oblasti sítě. Je obvykle spojen s penalizačními platbami vyplácenými ročně distribuční společností zákazníkům, u kterých byl překročen daný limit.
•
systémový standard nepřetržitosti dodávky, u kterého je posuzovaným ukazatelem agregovaný ukazatel spolehlivosti. Standard tak nedefinuje úroveň kvality u každého jednotlivého zákazníka, ale definuje ji pro určitou napěťovou hladinu a určitou oblast sítě. Je používán jako nástroj pro zlepšování síťového celku. Ekonomický dopad na distribuční společnost při jeho nedodržení může mít různý charakter (platby regulátorovi, regulace zisku, plošné penalizace všem odběratelům v dané oblasti).
Podle počtu ukazatelů zahrnutých do standardu můžeme dále rozlišovat [4;5]: •
složený standard – obsahující více posuzovaných ukazatelů, mezi kterými je definována určitá logická relace („nebo“, „a“) nebo podmínka.
Limity a ekonomická vazba se mohou měnit v závislosti na napěťové hladině, zásobované oblasti, typu zákazníka apod. Na základě ekonomické vazby (jak nastínil již první odstavec této kapitoly) je možné rozdělovat standardy (obecněji také regulační schémata) na [4];[5]: •
asymetrické, tj. pouze s penalizační (příp. pouze s bonifikační) složkou,
•
symetrické, tj. s penalizační i bonifikační složkou.
Regulace nepřetržitosti dodávky
36
Praxe v evropských zemích i jinde ve světě ukazuje, že některé standardy mají nastavenu přímou ekonomickou vazbu tak, že výše penalizace, resp. bonifikace odráží míru překročení limitu. U jiných standardů znamená překročení limitu vyplacení paušální částky nezávislé na míře překročení limitu. Můžeme tak odlišovat [4;5]: •
standard se skokovou penalizací, resp. bonifikací – výše penalizace, resp. bonifikace nezávisí na míře překročení limitů,
•
standard s proporcionální penalizací, resp. bonifikací – výše penalizace, resp.bonifikace závisí na míře překročení limitů.
5.5 Systémové standardy nepřetržitosti dodávky používané v zemích EU Systémové standardy jsou v platnosti v 8 z 19 ve (13) sledovaných zemí: v Itálii (od r. 2000), Norsku a Irsku (od r. 2001), Velké Británii (od r. 2002), Maďarsku a Portugalsku (od r. 2003), Švédsku (od r. 2004) a Estonsku (od r. 2005). Další země vyjádřily zájem o využívání pobídkového schématu v budoucnu: Finsko (od r. 2008), Francie a Litva (od r. 2008), Polsko, Španělsko a Slovinsko (viz Tab. 5-1).[4] Tab. 5-1 Tabulka standardů nepřetržitosti dodávky na úrovni systému [4].
Systémové standardy
Zvláštní plány Jiné schéma režimu pobídek, resp. penále Zájem
GB (SAIDI, SAIFI) HU (míra výpadků, poruchy/km, průměrná doba obnovy (vn), průměrný počet vzájemně závislých poruch (nn), SAIDI, SAIFI, procento zaznamenaných obnovení za 3 hod až 24 hod) IE (SAIDI a ztráty do 2005; SAIDI, SAIFI a ztráty od 2006) IT (SAIDI) NO (ENS) PT (ENS) SE (SAIDI, SAIFI) ES (TIEPI-MV, NIEPI-MV, 80procentní TIEPI-MV) EE (není k dispozici) ES, PT, SE EE, GB, HU, IE, IT, NO, PT, SE ES, FI, FR, LT, PL, SI
Regulace nepřetržitosti dodávky
37
Systémový (obecný) standard v ČR Systémový standard plynulosti distribuce je definován následujícími ukazateli [2]: a) četnost přerušení distribuce elektřiny daná počtem přerušení dodávek nebo distribuce elektřiny za kalendářní rok, (počet přerušení/rok/zákazníka) SAIFI, b) souhrnná doba trvání všech přerušení distribuce elektřiny v minutách za kalendářní rok (minut/rok/zákazníka) SAIDI, c) průměrná doba trvání jednoho přerušení distribuce elektřiny v minutách v kalendářním roce(minut/přerušení) CAIDI. Předmětem tohoto sledování jsou ve smyslu vyhlášky ERÚ [2]: - nahodilá (poruchová/neplánovaná) přerušení distribuce: - plánovaná přerušení distribuce s trváním delším než 3 minuty (tzv. dlouhodobá přerušení distribuce ve smyslu ČSN EN 50160 [2]). Hodnoty systémových ukazatelů pro jednotlivé distributory v ČR za rok 2008 jsou zaznamenány v Tab.5-2. Tab. 5-2 Systémoví ukazatelé za rok 2008 [8].
5.6 Zákaznické standardy nepřetržitosti dodávky používané v zemích EU Zákaznické standardy nepřetržitosti dodávky obsahují limity, které mají být dodrženy u každého jednotlivého zákazníka, který je připojen k síti. V rámci zákaznických standardů jsou hodnoceny základní ukazatele spolehlivosti. Jako posuzované ukazatele se tedy objevují u těchto standardů [4]: •
roční počet přerušení,
•
roční souhrnná doba trvání přerušení,
•
doba trvání jednoho přerušení.
Standardy se mohou lišit v závislosti na typu zákazníka (domácnosti, podnikatelský maloodběr atd.), ale také v závislosti na úrovni napětí sítě. Zákazníci, kteří neobdrží služby stanovené standardem, jsou oprávněni získat kompenzační platby od distributora. Tyto kompenzační (z pohledu distributora „penalizační“) platby mohou být buď automatické, nebo na požádání postižených zákazníků, mohou se lišit podle typu zákazníka, a v některých případech,
38
Regulace nepřetržitosti dodávky
podle rozdílu mezi skutečnou hodnotou ukazatele a limitem. Stanovení standardů pro jednotlivé zákazníky znamená, že je nutné mít systém měření na úrovni jednotlivých zákazníků, kteří si mohou dělat nároky na kompenzace. [4] Zákaznické standardy s limitem ročního počtu přerušení, jak je možné vidět v tabulce Tab.5-3, již zavedlo 8 zemí. Tři země (Španělsko, Portugalsko a Polsko) zavedly zákaznické standardy s limitem doby trvání jednoho přerušení (viz. Tab. 5-4). Tab. 5-3: Zákaznické standardy s limitem roční doby trvání jednoho přerušení (neplánovaného) v zemích EU [4]. Země BE (Wall.)
Standard
4 hod.
Podmínky Mimořádné události (vyšší moc) jsou vyloučeny
20 hod. (v létě) 24 hod. (v zimě); v r. 2008 přísnější standardy
Mimořádné události (vyšší moc) jsou vyloučeny
FI
FR
EE
GB
HU
LT
Kompenzace Ekonomická kompenzace na požádání. Po 4 hod. musí být instalován mobilní zdroj.
Odškodnění pouze v případě, že se jedná o vinu distributora.
Automaticky u 3 největších distribučních společností; na požádání u státních společností
nn<63A: od 8 € (do 48 hod) do 28 € (více než 96 hod) vn: od 0,77 €/kW do 2,3 €/kW podle doby trvání
12 hod.
Mimořádné události (vyšší moc) jsou vyloučeny; kromě toho v případě rizika bezpečnosti práce pracovníků může distributor odložit zahájení počítání času
Zákazník musí požádat o kompenzaci, ale Provozovatel distribuční soustavy by měl zajistit snadnost. Mnoho společností platí kompenzace automaticky.
Přerušení 12 hod. až 24 hod.: kompenzace 10 % poplatků zákazníka za síť za rok; přerušení 24 hod. až 72 hod.: kompenzace 25 %; přerušení 72 hod. až 120 hod.: kompenzace 50 %; nad 120 hod.: 100%, max.350€/přerušení
6 hod.
Mimořádné události (vyšší moc) jsou vyloučeny
automaticky
Vyloučení extrémního počasí. Některé mimořádné události vyloučeny
Na požádání zákazníka
Mimořádné události vyloučeny
Automaticky u 1 společnosti ze 6, u ostatních 5 na požádání
18 hod. (normální počasí); 24 hod. až 141 hod. pro mimořádné události 12 hod. (u jednotlivých poruch); 18 hod. (u několika poruch) 24 hod. (přísnější standardy u zvláštních dohod pouze u některých zákazníků)
Mimořádné události vyloučeny
Na požádání zákazníka
Pro každých 6 hod. přerušení 2 % z pevné složky tarifu závislé na odebírané energii (4 % po 12 hod., …) 50 Ł domácnosti, 100 Ł ostatní zákaz., +25 Ł za každých dalších 12 hod.; 25 Ł (do 36 Ł) + 25 Ł za každých dalších 12 hod. až do 200 Ł (všechny typy zákazníků) Domácnosti:automatické platby do 8 €, na požádání 20 €. Ostatní zákazníci: od 12 € (nn, automaticky) do 120 € (vn na požádání)
Není definováno
39
Regulace nepřetržitosti dodávky
Tab.5.4: Zákaznické standardy s limitem roční doby trvání jednoho přerušení (neplánovaného) v zemích EU [4]. Země
Standard
ES
Zákazníci vn: města: 4 hod./rok, příměstské oblasti: 8 hod./ rok, konc. venkov: 12 hod./rok; rozptýlený venkov: 16 hod./rok; Zákazníci nn: města: 6 hod./ rok, příměstské oblasti: 10 hod./rok, konc. venkov: 15 hod./rok; rozptýlený venkov: 20 hod./rok; Zákazníci vn (>36 kV): 6 hod/rok
PL
PT
zákazníci nn: 60 hod./rok
Zákazníci vn: města: 4 hod./rok, příměstské oblasti: 8 hod/rok, venkov: 16 hod./rok; Zákazníci nn: města: 6 hod./rok, příměstské oblasti: 10hod./rok, venkov: 20 hod./rok; Zákazn. vn (>36 kV): 4 hod./rok
Podmínky
Mimořádné události jsou vyloučeny
Využitelné pouze u přerušení kvůli přenosovým službám; mimořádné události (vyšší moc) jsou vyloučeny Vyloučeny jsou všechny mimořádné události kvůli vyšší moci, veřejnému zájmu, bezp.důvodům, smlouvám se zákazníkem a okolnosti připisované zákazníkovi
Kompenzace
Automaticky
Sleva = PW*DH*5*P PW= fakturovaný průměrný roční výkon, DH= rozdíl mezi počtem hodin přerušení u zákazníka a hodinami v požadovaném standardu; P= cena za kWh pro neoprávněného zákazníka nebo P = poslední roční průměrná hodinová cena za kWh na burze pro oprávněného zákazníka
Na požádání zákazníka
Za každou nedodanou jednotku elektrické energie by zákazník měl být oprávněn dostat slevu = 5cena elektřiny za období přerušení
Automaticky
Kompenzace závisí na standardu, skutečné době přerušení registrované pro každého zákazníka, úrovni napětí a nasmlouvané energii
Tab.5-5: Tabulka zkratek zemí použitých v tabulkách. Seznam zkratek zemí EE FI FR GB HU IE IT LT NO PO PT
Estonsko Finsko Francie Velká Británie Maďarsko Irsko Itálie Lotyšsko Norsko Polsko Portugalsko
5.6.1 Finsko - zákaznický standard Ve Finsku je zaveden zákaznický standard s limitem doby trvání jednoho přerušení dodávky. Tento standard se týká "dlouhých přerušení" s dobou trvání jednoho přerušení 12 hod. Při jeho překročení musí provozovatel distribuční soustavy zaplatit zákazníkovy penalizaci.
Regulace nepřetržitosti dodávky
40
Penalizace jsou odstupňovány podle doby trvání výpadku. Výše penalizace se také odvíjí od roční platby za distribuci elektřiny. Postup výpočtu penalizace je znázorněn v tabulce 5-6. Tab. 5-6 Penalizace podle zákaznického standardu s limitem doby trvání jednoho přerušení dodávky - Finsko. Doba trvání přerušení ti Penalizace 12 hod ≤ ti < 24 hod 10 % z ceny za distribuci 24 hod ≤ ti < 72 hod 10 % z ceny za distribuci 72 hod ≤ ti < 120 hod 50 % z ceny za distribuci ti ≥ 120 hod 50 % z ceny za distribuci Pozn. Maximální penalizace je však omezena na 700 euro. O penalizaci musí zákazník provozovatele distribuční soustavy požádat podle finského zákona o trhu s elektřinou "v přiměřeném čase", ale provozovatel by měl zajistit, aby tato procedura byla snadná. Mnoho společností platí penalizace automaticky [14] Výjimkou z uplatňování standardu jsou mimořádné situace. Jako mimořádná je brána situace, kdy jsou splněny 3 podmínky: •
Přerušení je mimo kontrolu distributora (bouře, sníh),
•
přerušení je nepřiměřené pro to, aby je distribuční společnost mohla vzít v úvahu při svém provozu,
•
distribuční společnost by se nemohla vyhnout přerušení, ani kdyby fungovala velmi dobře.
Pokud by pracovníkům distributora při obnově dodávky hrozila bezpečnostní rizika, může distributor odložit zahájení počítání času.
5.6.2 Švédsko - zákaznický standard Ve Švédsku platí zákaznický standard nepřetržitosti dodávky s limitem doby trvání jednoho přerušení [12]. Tento standard je zaveden od 1.1. 2006. Vznikl jako reakce na bouři Gudrun, která postihla v roce 2005 jižní část Švédska. Penalizace náleží těm zákazníkům, kteří byli postiženi přerušením delším než 12 hodin. Výše penalizace se pro každého odběratele odvozuje od roční platby za distribuci a podle doby trvání přerušení (viz. Tab. 5-7). Jsou také stanoveny minimální penalizace odvozené jako procenta z fixní částky. Nejnižší kompenzace při přerušení trvajícím mezi 12 hod až 24 hod je 900 SEK (cca 100 euro). Pro delší přerušení se minimální penalizace zvyšuje. Maximální penalizace je nastavena na trojnásobek roční platby za distribuci daného zákazníka. Jedná se o maximum za jedno přerušení. V případě více dlouhodobých přerušení může být celková roční penalizace vyšší. Ze standardu jsou vyjímány extrémní případy jako válka, sabotáž, teroristický útok apod. Mohou být také vyjímány klimatické pohromy. Mimo uvedený standard navíc zákon stanoví požadavek, že žádný zákazník nesmí být od roku 2011 postižen přerušením dodávky déle než 24 hodin [13]
Regulace nepřetržitosti dodávky
41
Tab. 5-7 Penalizace podle zákaznického standardu s limitem doby trvání jednoho přerušení dodávky - Švédsko. Doba trvání přerušení ti Penalizace Minimální penalizace 12 hod ≤ ti < 24 hod 12,5 % z α 2%zβ 24 hod ≤ ti < 48 hod + 25 % z α 4%zβ 48 hod ≤ ti < 72 hod + 25 % z α 6%zβ + každých dalších 24 hod + 25 % z α +2%zβ Pozn.: α je roční platba za distribuci, β = 4567 euro, minimální penalizace je zaokrouhlována na celé stovky SEK nahoru.
5.7 Současná situace v ČR Požadovaná kvalita dodávek elektřiny a souvisejících služeb, byla vyjadřována pomocí garantovaných standardů kvality dodávky elektřiny a souvisejících služeb. Garantované standardy stanovovala vyhláška č. 540/2005 Sb., včetně výše náhrad za jejich nedodržení a postupu při uplatňování nároku na náhrady [9]. Dne 27.02.2010 vešla v platnost nová vyhláška č. 41/2010 Sb., kterou se mění vyhláška č. 540/2005 Sb., o kvalitě dodávek elektřiny a souvisejících služeb v elektroenergetice. Tato nová vyhláška přinesla řadu změn a úprav. Došlo především k úpravě některých pojmů a k zjednodušení či zpřesnění výkladu jejich částí. Zvedla se také penalizace za nedodržení jednotlivých standardů. Dále si popíšeme některé úpravy, které se týkají nepřetržitosti dodávky a vybraných standardů. V paragrafu 2 vyhlášky č. 540/2005 Sb. byly vymezeny základní pojmy, které sloužily pro účely této vyhlášky. Jednalo se o přibližně 9 bodů. Nově jsou základní pojmy vymezeny v pěti bodech. Základní pojmy pro účely této vyhlášky jsou: a)
Přerušení přenosu nebo distribuce elektřiny,
b)
dlouhodobá přerušení,
c)
plánovaná přerušení,
d)
ukončení přerušení přenosu nebo distribuce elektřiny,
e)
dodavatel sdružené služby.
Vyhláška č. 41/2010 Sb. dále tyto pojmy vysvětluje. Vyhláška č. 540/2005 v druhé části vymezovala garantované standardy. Nyní se pojem "garantované standardy přenosu nebo distribuce" mění jen na "standardy přenosu nebo distribuce". Standardy přenosu nebo distribuce elektřiny podle vyhlášky č. 41/2010 Sb. jsou [15]: •
Standard ukončení přenosu nebo distribuce elektřiny (dříve: "Standard obnovy přenosu nebo distribuce elektřiny po poruše"),
•
Standard dodržení plánovaného omezení nebo přerušení distribuce elektřiny,
Regulace nepřetržitosti dodávky
42
•
Standard výměny poškozené pojistky,
•
Standard kvality napětí (dříve: "Standard kvality elektřiny"),
•
Standard lhůty pro vyřízení reklamace kvality napětí (dříve: "Standard lhůty pro vyřízení reklamace kvality elektřiny"),
•
Standard lhůty pro odstranění příčin snížené kvality napětí (dříve: " Standard lhůty pro odstranění příčin snížené kvality napětí"),
•
Standard zaslání stanoviska k žádosti o připojení zařízení žadatele k přenosové nebo distribuční soustavě,
•
Standard umožnění přenosu nebo distribuce elektřiny,
•
Standard ukončení přerušení distribuce elektřiny z důvodů prodlení zákazníka nebo dodavatele sdružené služby s úhradou plateb za poskytnutou distribuci elektřiny (dříve: "Standard obnovy distribuce elektřiny po přerušení distribuce elektřiny z důvodu prodlení konečného zákazníka nebo dodavatele sdružené služby s úhradou plateb za poskytnutou distribuci elektřiny"),
•
Standard ukončení přerušení distribuce elektřiny na žádost dodavatele nebo dodavatele služby (dříve: "Standard obnovy distribuce elektřiny po přerušení distribuce elektřiny na žádost dodavatele nebo dodavatele sdružené služby"),
•
Standard výměny měřicího zařízení a vyrovnání plateb ( dříve: "Standard lhůty pro vyřízení reklamace měření dodávky elektřiny"),
•
Standard předávání údajů o měření,
•
Standard lhůty pro vyřízení reklamace vyúčtování distribuce elektřiny,
•
Standard dodržení termínu schůzky se zákazníkem (dříve: "Standard dodržení termínu schůzky s konečným zákazníkem").
Standardy dodávek jsou: •
•
Standard zajištění ukončení dodávky elektřiny z důvodu prodlení zákazníka s úhradou plateb za odebranou elektřinu (dříve: "Standard zajištění obnovy dodávky elektřiny po přerušení dodávky z důvodu prodlení konečného zákazníka s úhradou plateb za odebranou elektřinu"), Standard lhůty pro vyřízení reklamace vyúčtování dodávky elektřiny.
5.7.1 Standardy nepřetržitosti dodávky elektrické energie Mezi standarty nepřetržitosti dodávek elektrické energie patří pouze první tři standarty přenosu nebo distribuce elektřiny (§5, §6, a §7 vyhlášky č. 41/2010 Sb.) [15] Standard ukončení přerušení přenosu nebo distribuce elektřiny Standardem ukončení přerušení distribuce elektřiny je ukončení přerušení distribuce elektřiny, mimo přerušení plánovaného, v odběrném nebo předávacím místě provozovatele lokální distribuční soustavy nebo zákazníka, a to ve lhůtě do
Regulace nepřetržitosti dodávky
43
a) 18 hodin v síti distribuční soustavy s napěťovou úrovní do 1 kV a 12 hodin v síti distribuční soustavy s napěťovou úrovní do 1 kV na území hlavního města Prahy, b) 12 hodin v sítích distribuční soustavy s napěťovou úrovní nad 1 kV a 8 hodin v síti distribuční soustavy s napěťovou úrovní nad 1 kV na území hlavního města Prahy. Pozn. V předchozí vyhlášce nebyly uršeny rozdílné lhůty pro území hlavního města Prahy. Tato lhůta se počíná okamžikem, kdy se provozovatel distribuční soustavy dozvěděl o vzniku přerušení distribuce elektřiny nebo kdy vznik přerušení distribuce elektřiny mohl a měl zjistit. Jestliže dojde u zákazníka ke vzniku několika dlouhodobých přerušení distribuce elektřiny vzniklých v důsledku téže události, je standard ukončení přerušení distribuce elektřiny dodržen, je-li doba mezi začátkem prvního dlouhodobého přerušení distribuce elektřiny a koncem posledního dlouhodobého přerušení distribuce elektřiny, které vzniklo v důsledku téže události, ale nebylo způsobeno nutnými manipulacemi pro uvedení distribuční soustavy do zapojení před poruchou, kratší než lhůta uvedená výše. Standardem ukončení přerušení přenosu nebo distribuce elektřiny z výrobny elektřiny připojené do přenosové nebo distribuční soustavy je obnova schopnosti přenosové nebo distribuční soustavy přenášet nebo distribuovat elektřinu z předávacího místa výrobny elektřiny ve lhůtě 48 hodin od okamžiku, kdy se provozovatel přenosové nebo distribuční soustavy dozvěděl o vzniku přerušení nebo kdy vznik přerušení mohl a měl zjistit. Penalizace Za nedodržení standardu ukončení přerušení distribuce elektřiny podle poskytuje provozovatel distribuční soustavy zákazníkovi náhradu ve výši 10 % z jeho roční platby za distribuci, maximálně však a) 6 000 Kč (dříve: "5000 Kč") v sítích do 1 kV, b) 12 000 Kč (dříve: "10 000 Kč") v sítích nad 1 kV do 52 kV, c) 120 000 Kč (dříve: "100 000 Kč") v sítích nad 52 kV. Pro účely stanovení výše náhrady se roční platbou za distribuci rozumí na napěťových hladinách velmi vysokého napětí a vysokého napětí součet posledních 12 měsíčních fakturovaných plateb za použití sítí a za rezervovanou kapacitu. V případě nového odběru elektřiny na napěťových hladinách velmi vysokého napětí a vysokého napětí je základem pro výpočet roční platby za distribuci sjednané roční množství dodané elektřiny a sjednaná výše rezervované kapacity. Na napěťové hladině nízkého napětí se roční platbou za distribuci rozumí součet částek za stálé měsíční platby podle jmenovité proudové hodnoty hlavního jističe před měřicím zařízením a položek za distribuci elektřiny ve vysokém a nízkém tarifu, účtované v poslední fakturované platbě z ročního odečtu měřicího zařízení. V případě fakturace distribuce elektřiny za období kratší než 12 měsíců se platba poměrným způsobem upraví podle příslušného typového diagramu dodávek podle jiného právního předpisu, který stanoví pravidla tvorby, přiřazení a užití typových diagramů dodávek elektřiny. V případě nového odběru elektřiny na hladině nízkého napětí je základem pro výpočet roční platby za distribuci průměrná roční spotřeba v distribuční sazbě vztažená k jmenovité proudové hodnotě hlavního jističe před
Regulace nepřetržitosti dodávky
44
měřicím zařízením podle výkazů tarifních statistik zpracovávaných podle jiného právního předpisu. Standard dodržení plánovaného omezení nebo přerušení distribuce elektřiny Standardem dodržení plánovaného omezení nebo přerušení distribuce elektřiny je zahájení a ukončení omezení nebo přerušení distribuce elektřiny v době, která byla jako doba zahájení a ukončení omezení nebo přerušení distribuce elektřiny zákazníkům ohlášena. Standard dodržení plánovaného omezení nebo přerušení distribuce elektřiny není dodržen, jestliže provozovatel distribuční soustavy omezí nebo přeruší distribuci elektřiny dříve, než ohlásil, nebo ukončí omezení nebo přerušení distribuce elektřiny později, než ohlásil. Za nedodržení standardu dodržení plánovaného omezení nebo přerušení distribuce elektřiny poskytuje provozovatel distribuční soustavy zákazníkovi náhradu ve výši 10 % z jeho roční platby za distribuci, stanovené obdobně podle §5 odst. 6 , maximálně však: a) 6 000 Kč (dříve: "5 000 Kč") v sítích do 1 kV, b) 12 000 Kč (dříve: "10 000 Kč") v sítích nad 1 kV do 52 kV, c) 120 000 Kč (dříve: "120 000 Kč") v sítích nad 52 kV. Plánované omezení nebo přerušení distribuce, je daný distributor, podle energetického zákona, povinen oznámit, a to „způsobem v místě obvyklým, nejméně však 14 dnů předem“. Podle tohoto zákona „oznamovací povinnost nevzniká při provádění nutných provozních manipulací, při nichž omezení nebo přerušení dodávky elektřiny nepřekročí 20min“. Standard výměny poškozené pojistky Standardem výměny poškozené pojistky je provedení výměny poškozené pojistky v hlavní domovní pojistkové nebo kabelové skříni zákazníka a umožnění obnovení distribuce elektřiny nejdéle do 6 hodin, na území hlavního města Prahy do 4 hodin, od okamžiku, kdy je příslušný provozovatel distribuční soustavy konečným zákazníkem nebo dodavatelem sdružené služby informován o přerušení distribuce elektřiny do odběrného místa konečného zákazníka. Tento standard se nevztahuje na vztah provozovatele distribuční soustavy a provozovatele lokální distribuční soustavy. Za nedodržení standardu výměny poškozené pojistky se nepovažuje výměna poškozené pojistky a obnova distribuce elektřiny ve lhůtě delší podle předchozího odstavce, pokud se prokazatelně jedná o přerušení distribuce elektřiny v důsledku poškození pojistky způsobené odběrným elektrickým zařízením zákazníka nebo elektrickou přípojkou, která není ve vlastnictví provozovatele distribuční soustavy a není ani provozovatelem distribuční soustavy provozována podle § 45 odst. 5 energetického zákona, nebo společným elektrickým zařízením nemovitosti. Penalizace Za nedodržení standardu výměny poškozené pojistky poskytuje příslušný provozovatel distribuční soustavy konečnému zákazníkovi náhradu ve výši 1200 Kč (dříve: "1 000 Kč"). Uplatňování náhrad
45
Regulace nepřetržitosti dodávky
U všech těchto tří standardů musí o náhradu zákazník požádat. A to do 60 kalendářních dnů ode dne následujícího po dni, ve kterém uplynula lhůta podle příslušného standardu a to formou tiskopisu. Vzory potřebných žádostí jsou přílohou vyhlášky č. 41/2010 Sb.. Vzor žádosti o náhradu je Úřadem rovněž poskytován způsobem umožňujícím dálkový přístup
5.8 Regulace nepřetržitosti v UK Ve Velké Británii dohlíží na trh s elektřinou regulační úřad – OFGEM. Jeho hlavní prioritou je ochrana spotřebitelů. Tohoto se snaží dosáhnout podporou hospodářské soutěže, kde je to vhodné, a regulaci monopolních společností na trhu s elektřinou. V UK jsou energetickým regulačním úřadem (OFGEM) zavedeny zákaznické i systémové standardy nepřetržitosti dodávky. Zákaznické standardy jsou uvedeny v tabulce 5-6. Tab.5-6 Zákaznické standardy UK [10]. Standard Odstranění poruchového přerušení pojistky.
Obnovení dodávky: normální podmínky Obnovení dodávky: více přerušení Odhad nákladů na připojení Oznámení plánovaných přerušení dodávek Vyšetřování stížností na kvalitu napětí Vytváření a udržování schůzek Dlužných plateb podle norem Obnovení dodávky: Kategorie 1 nepříznivými povětrnostními podmínkami Obnovení dodávky: kategorie 2 nepříznivými povětrnostními podmínkami Obnovení dodávky: Kategorie 3 nepříznivými povětrnostními podmínkami
Popis standardu Všechny distribuční společnosti musejí reagovat do 3 hodin v pracovní dny (od 7 hod. do 19 hod.) a do 4 hodin v ostatní dny mezi 9 hod. a 17 hod., jinak nastává penalizace. Dodávky musí být obnoveny do 18 hodin, jinak platba musí být provedena Pokud nestane 4 a více přerušení trvající 3 a více hodin v jediném roce (od 1. dubna - 31. března), musí být platba provedena. 5. pracovních dní pro jednoduché práce a do 15. pracovních dnů za významné dílo Zákazníci musí být alespoň 2 dny předem seznámeny s plánovaným přerušením dodávky Návštěva zákazníka do 7 pracovních dnů od doručení stížnosti nebo vysvětlení pravděpodobného důvod do 5 pracovních dnů, Společnosti musí nabídnout a dodržet načasovaní jednání, na žádost zákazníka Platba musí být provedena do 10 pracovních dnů Dodávky musí být obnoveny nejpozději do 24 hodin
Dodávky musí být obnoveny do 48 hodin,
Dodávky musí být obnoveny v období které se vypočítá pomocí vzorce: 48x(SUMA postižených zákazníků/zákazníků kategorie3)2
Penalizace při nedodržení 20 liber pro bytový odběr i nebytové zákazníky 50 liber pro domácnosti a 100 liber pro nebytové odběratele, plus 25 liber za každý další 12 hodin 50 liber pro všechny zákazníky 40 liber pro všechny zákazníky 20 liber pro všechny zákazníky 20 liber pro všechny zákazníky 20 liber pro všechny zákazníky 20 liber pro všechny zákazníků 25 liber pro odběratele, plus 25 liber za každý další 12 hodin až do 200 liber na zákazníka 25 liber pro odběratele, plus 25 liber za každý další 12 hodin až do stropu na 200 liber na zákazníka 25 liber pro odběratele, plus 25 liber za každý další 12 hodin až do stropu na 200 liber na zákazníka
Regulace nepřetržitosti dodávky
46
Systémové standardy nepřetržitosti dodávky určují, že minimálně 99,5 % odběratelům by měla být dodávka obnovena do 18 hodin a že 96 % až 99 % odběratelů by nemělo být za rok postiženo 5 a více přerušeními trvajícími déle než 3 min. (limity tohoto standardu se pro jednotlivé společnosti mírně liší). Tyto systémové standardy nejsou ve Velké Británii spojeny s žádnými penalizačními platbami, distribuční společnosti jsou pouze povinny zveřejňovat plnění těchto standardů. [4;11] Mimo to je mezi systémové standardy zahrnut standard s limity ukazatelů SAIFI a SAIDI. Nedržení cílových hodnot těchto ukazatelů se promítá do regulace dovoleného zisku – maximální výše takovéto penalizace je 3 %. Při lepší spolehlivosti sítě naopak může distributor obdržet bonifikaci až do stejné výše (tj. maximálně 3 %). Při maximální bonifikaci nebo penalizaci je podíl pobídky plynoucí s ukazatele SAIFI 1,2 % a podíl pobídky plynoucí z ukazatele SAIDI 1,8 %. [4;11]
5.9 RPI-X@20 V březnu 2008 byl zahájen projekt RPI-X@20, který má za cíl hodnotit současný přístup k regulaci energetické sítě v UK a zvážit, jaké změny musí být provedeny do budoucna. Během posledních dvaceti let přístup OFGEM přinesl zvýšení kapacity a investic, vyšší spolehlivost a nižší ceny v síti. Nicméně existuje mnoho důvodů, proč by se měl přehodnotit tento přístup. Jedná se o velice rozsáhlý projekt, který zasahuje nejen do oblasti regulace nepřetržitosti, ale i např. do sféry obnovitelných zdrojů či sociálně ekonomické politiky. Projekt vychází z předpokladu, že za posledních dvacet let se velmi výrazně změnily technologické procesy a objevily se nové technologie ve všech oblastech lidské činnosti. Stejně tak je na tom i energetický průmysl, a proto je potřeba změnit přístup k těmto technologiím a procesům, aby docházelo ke zlepšení současné a hlavně budoucí situace v této oblasti. V rámci tohoto projektu se sleduje vývoj situace v daných oblastech a získávají se důležitá data, která se zpracovávají. Předpokládá se, že dvacet let je dost dlouhá doba pro získání relevantních dat, jejíž analýzou se povede najít optimální přístup regulátora trhu. Projekt by měl být dokončen v létě roku 2010. [11] Díky privatizaci elektrické přenosové a distribuční sítě byl upraven přístup regulace založený na tržních příjmech. Tento přístup přinesl významné zlepšení provozní výkonnosti firem, nižší ceny pro spotřebitele, zlepšení spolehlivosti sítě a zvýšené investice k udržení a zvýšení kapacity sítě a spolehlivosti. Přes úspěch regulačního režimu si OFGEM myslí, že je nyní vhodný čas udělat krok zpátky a zvážit, zda stávající rámec regulace slouží svému účelu. [11] V souladu s jeho prvořadou povinností, musí regulátor zvážit, zda on a sítě jsou dostatečně zaměřeny na potřeby současných a budoucích spotřebitelů. Existují otázky o tom, jak podporovat sítě, aby byly zajištěny vysoce kvalitní a spolehlivé dodávky spotřebitelům za přijatelnou cenu. OFGEM musí také zvážit, zda stávající regulační rámec poskytuje dostatečnou podporu a flexibilitu pro síťové společnosti. To zahrnuje poskytování zabezpečení dodávek energie, nízkouhlíkové hospodářství a sociální cíle. A dále také, zda měnícím se požadavkům na sítě vyhovují změny ve způsobu regulace. [11]
Regulace nepřetržitosti dodávky
47
5.9.1 Cíle projektu v oblasti regulace trhu s elektřinou RPI-X@20 má zajistit účinný regulační rámec pro energetické sítě, který by měl přinést možnosti výběru s větší hodnotou pro spotřebitele, a dává vhodné pobídky pro společnosti k usnadnění účinného zlepšení poskytovaných služeb. To je v souladu s prvořadou povinností úřadu [11]. Konkrétnější cíle jsou vytvoření regulačního rámce, který má [11]: •
usilovat o zvyšování efektivity, inovace a odpovídající kvalitu služeb a reagovat na potřeby současných a budoucích spotřebitelů.
•
usnadnit plnění udržitelné energetické sítě;
•
vhodně investovat do sítí;
•
usilovat o zvyšování efektivity, inovace a odpovídající kvalitu služeb a reagovat na potřeby současných a budoucích spotřebitelů.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
48
6 VYHODNOCENÍ NÁKLADŮ NA PENALIZACE PRO ZADANOU DISTRIBUČNÍ SÍŤ 6.1 Informace o zadané distribuční síti Vyhodnocování nákladů na penalizace je provedeno ze zaznamenaných výpadků dodávky elektrické energie konkrétní sítě v ČR. Protože se jedná o velmi cenné a citlivé informace, nejsou zde uvedeny údaje, které by konkretizovali zadanou síť (název sítě nebo lokalita, ve které je tato síť umístěna). Předmětem zpracování byly pouze statistické údaje získané při provozu sítě. Ani tyto údaje nejsou v této práci zobrazeny. Data o přerušeních obsahovala číslo poruchy, rok, ve kterém k poruše došlo, dobu trvání přerušení tv v minutách a číslo vývodu č.v., kterého se přerušení týká. Vývodem se rozumí nejmenší část sítě, která je při výpadku dodávky bez dodávek elektřiny. Tato síť je složená z vývodů. Jednotlivé vývody sdružují určitý počet odběratelů elektrické energie. Odběratelé jsou rozlišováni na maloodběratele (MO) a velkoodběratele (VO). U maloodběratelů je brána průměrná roční platba za distribuci elektřiny 5 000 Kč a u velkoodběratelů 10 000 Kč. Doba sledování sítě byla 11 let (od r. do r. ). Všechny vypočtené náklady na penalizace jsou uvedeny v milionech Kč a jsou zaokrouhleny na tři desetinná místa (na tisíce Kč).
6.2 Náklady na penalizace - UK Při analýze nákladů na penalizace byl na zadanou síť aplikován standard obnovy dodávky (za podmínek pro normální počasí) a standard násobných přerušení používaný v UK. Hodnocení bylo prováděno za celou síť a pro jednotlivé vývody. Standardy se uvažují odděleně.
6.2.1 Náklady na penalizace pro standard obnovy dodávky - UK Standard obnovy dodávky: "Dodávky musí být obnoveny do 18 hodin." Penalizace za nedodržení: 50 liber pro maloodběratele a 100 liber pro velkoodběratele, plus 25 liber za každých dalších 12 hodin. Pozn. Při přepočtu na Kč je brán kurz 1 libra = 29 Kč. V tabulce 6-1 jsou uvedeny náklady na penalizace v jednotlivých letech provozu pro celou síť při aplikaci standardu obnovy dodávky používaného ve Velké Británii. V posledním řádku tabulky jsou celkové náklady za 10 let provozu. Graficky jsou náklady v jednotlivých letech zobrazeny v grafu (Obr. 6-1). Abychom mohli efektivně snižovat náklady plynoucí z nedodržení zákaznických standardů, potřebujeme určit vývody, které jsou z hlediska nákladů na penalizace nejhorší. V tabulce 6-2 jsou seřazeny penalizované vývody při použití standardu obnovy dodávky sestupně z hlediska jejich nákladů. Pořadí 1 náleží vývodu s nejvyššími náklady a vývod s nejvyšším pořadovým číslem má náklady nejnižší. Náklady připadající na jednotlivé vývody jsou graficky zobrazeny v grafu (Obr.6-2).
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
49
Tab. 6-1Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech a za celou síť.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-1 Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech za celou síť.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
50
Tab. 6-2 Seřazení penalizovaných vývodů při použití standardu obnovy dodávky (UK).
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-2 Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech a za celou síť.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
51
Z Tab. 6-2 a Obr. 6-1můžeme vyčíst, že rozložení nákladů na penalizace při nedodržení standardu obnovy dodávky není rovnoměrně rozloženo po celou dobu sledování, ale jen do 6 let. Nejvyšší náklady na penalizace byly v prvním roce a posledních dvou letech sledování sítě. Z nákladů, které náleží jednotlivým vývodům Tab. 6-2 a Obr. 6-2 je patrné, že nejvíce se na nákladech podílí prvních 5 vývodů. Jejich případnou modernizací by došlo ke značné úspoře finančních prostředků. Vývodu č. 9 připadají výrazně nejvyšší náklady na penalizace.
6.2.2 Náklady na penalizace pro standard násobných přerušení - UK Standard násobných přerušení: "Pokud nastane 4 a více přerušení trvajících 3 a více hodin v jediném roce (od 1. dubna - 31. března), musí být platba provedena". Penalizace za nedodržení: 50 liber pro maloodběratele i velkoodběratele. V Tab. 6-3 jsou uvedeny náklady na penalizace v jednotlivých letech provozu pro celou síť při aplikaci standardu násobných přerušení. V posledním řádku tabulky jsou celkové náklady za 10 let provozu. Graficky jsou náklady v jednotlivých letech zobrazeny na Obr. 6-3. V Tab. 6-4 jsou seřazeny penalizované vývody při použití standardu násobných přerušení sestupně z hlediska jejich nákladů (stejným způsobem jako v případě standardu obnovy dodávky) a graficky znázorněny v grafu Obr. 6-3 (viz. kapitola 6.2.1). Tab. 6-3Náklady na penalizace při použití standardu násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech a za celou síť.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
52
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-3 Náklady na penalizace při použití standardu násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech za celou síť.
Tab. 6-4 Seřazení penalizovaných vývodů při použití standardu násobných přerušení (UK).
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
53
Obrázek a text pod ním obsahují citlivé informace.
Obr. 6-4 Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky (UK) v jednotlivých letech a za celou síť.
6.2.3 Podíl nákladů na penalizace pro zákaznické standardy používané v UK Srovnáme-li náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení (Tab. 6-5 a Obr. 6-5) zjistíme, že náklady standardu násobných přerušení značně převyšují náklady při použití standardu obnovy dodávky.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
54
Tab. 6-5 Náklady na penalizace při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech a za celou síť.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Obrázek obsahuje citlivé inforemace. Obr. 6-5 Podíly nákladů na penalizace při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech a za celou síť. Procentuální srovnání nákladů na penalizace pro dané standardy v jednotlivých letech je vidět v Tab. 6-5 a Obr. 6-6.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
55
Tab. 6-6 Náklady na penalizace v procentech při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) v jednotlivých letech a za celou síť.
Tabulka obsahuje citlivé inforemace.
Obrázek a text pod ním obsahují citlivé informace.
Obr. 6-6 Podíly celkových nákladů na penalizace při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) za celou síť.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
56
V Tab. 6-7 jsou seřazeny penalizované vývody podle jejich celkových nákladů pro jednotlivé standardy. U každého vývodu je též uvedeno, jaká část v procentech z celkových nákladů daného standardu mu náleží. Tab. 6-7 Seřazení penalizovaných vývodů při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK).
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Pro názornost jsou náklady náležící jednotlivým vývodům pro každý standard a pro oba standardy dohromady vyneseny do grafu Obr. 6-5.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
57
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-5 Podíly celkových nákladů na penalizace připadající na jednotlivé vývody při použití standardu obnovy dodávky a násobných přerušení (UK) za dobu sledování . I při porovnání nákladů jednotlivých standardů pro každý vývod je zřetelně vidět, že standard násobných přerušení se na celkových nákladech podílí nejvíce. Pokud by distribuční společnost chtěla výrazně tyto náklady snížit, měla by začít s obnovou vývodů č. 259, č. 3, č.221. A to tak, aby nepřetržitost dodávky vyhovovala násobnému standardu, čímž by došlo k výraznému snížení nákladů na penalizace. Z grafu je také patrné, že vývod s nejvyššími náklady u standardu násobných přerušení (č.259) není penalizován u standardu obnovy dodávky.
6.2.4 "Překrývání" uplatňovaných standardů Při předchozím určování nákladů na penalizace jsme uvažovali každý standard zvlášť, nebo oba standardy dohromady. Tedy v případě uvažování obou standardů zároveň byly náklady pro každý standard sečteny. Nyní si ukážeme, v kolika případech by došlo k "překryvu" uplatnění standardů. "Překryvem" uplatnění standardů jsou myšlena přerušení, u kterých nebyl dodržen standard obnovy dodávky a která se nehodnotí v rámci standardu násobných přerušení. Znamená to, že pokud nastalo přerušení, které spadá do standardu obnovy dodávky a tudíž za něj dostal
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
58
zákazník finanční kompenzaci, se již nezapočítává do přerušení spadajících do standardu násobných přerušení. Toto opatření má mít za cíl nepenalizovat jeden výpadek dvakrát. Případy, u kterých dochází k tomuto "překryvu", najdeme vybráním přerušení, která spadají do standardu násobných přerušení a která vyhovují standardu obnovy dodávky ( s dobou trvání ≥ 18 h). V Tab. 6-8 jsou vývody, u kterých počet výpadků (poč. výp.) s dobou trvání tv ≥ 3h byl roven nebo větší než 4 výpadky a zároveň alespoň jeden z nich byl delší než 18h. Počet výpadků s dobou trvání tv > 18h je v posledním sloupci tabulky. Tab. 6-8 "Překryv" standardů.
Tabulka a text pod ní obsahují citlivé informace.
Tab. 6-9 "Překryv" standardů - vývody které nelze zahrnout do standardu násobných přerušení.
Tabulka a text pod ní obsahují citlivé inforemace.
6.3 Citlivostní analýza nákladů na penalizace V této části je provedeno vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť v závislosti na změně limitů zákaznických standardů používaných ve Velké Británii.
6.3.1 Citlivostní analýza nákladů na penalizace - standard obnovy dodávky (UK) Penalizace u standardu obnovy (pro normální počasí), jak již bylo popsáno např. v kapitole 5.8, se aplikuje na přerušení, která jsou delší než 18 h. U tohoto standardu byly měněny doby trvání přerušení. Limit standardu obnovy dodávky byl nastaven tak, aby byly penalizovány
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
59
výpadky delší než: 6, 9, 12, 15, 18, 24h. Částka za penalizace byla zvolena stejná jako v UK, tedy 50 liber pro domácnosti a 100 liber pro ostatní odběratele, plus 25 liber za každých dalších 12 hodin trvání přerušení. Při přepočtu na koruny byl uvažován kurz 1 libra = 29 Kč. V Tab. 6-10 jsou uvedeny náklady na penalizace pro zadanou síť při změně limitu standardu obnovy dodávky. Náklady jsou vyčísleny v každém roce sledování. V posledním řádku jsou celkové náklady za celé období sledování sítě. Tab. 6-10 Vyhodnocení nákladů na penalizace při změně limitu standardu obnovy dodávky.
Tabulka a text pod ní obsahují citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-6 Náklady na penalizace v každém roce v závislosti na limitu.
Obrázek a text pod ním obsahují citlivé informace.
Obr. 6-7 Celkové náklady za sledované období pro daný limit.
60
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
61
Abychom mohli ještě lépe analyzovat vliv nastavení limitu nepřetržitosti dodávky na náklady, bylo provedeno vyhodnocení nákladů na jednotlivé vývody. V Tab.6-10 jsou seřazeny jednotlivé vývody podle výše nákladů na penalizace pro každý limit. U v pořadí prvního vývodu jsou náklady nejvyšší a u vývodu s nejvyšším pořadovým číslem jsou nejnižší. Díky tomuto seřazení se může například distribuční společnost lépe rozhodnout, u kterých vývodů zlepší spolehlivost dodávky a tím sníží případné náklady na penalizace v závislosti na daném limitu doby trvání přerušení. Tab.6-10 Seřazení penalizovaných vývodů pro jednotlivé limity.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
62
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
63
6.3.2 Citlivostní analýza - standard násobných přerušení (UK) Penalizace u standardu násobných přerušení (pro normální počasí) nastává tehdy, pokud v jednom roce nastane u jednoho zákazníka 4 a více přerušení trvající 3 a více hodin (viz. kapitola 5.8). U tohoto standardu byl měněn počet dovolených výpadků za rok a doby trvání přerušení. Limit počtu výpadků, při kterých se provádí penalizace, byl nastaven na: 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok. Limit doby trvání přerušení, od které se provádí penalizace, byl nastaven na: 2, 3, 4, 6, 8, 10 hodin. Analýza nákladů na penalizace pak byla provedena pro všechny kombinace nastavení limitu počtu výpadků za rok a doby trvání přerušení. Částka za penalizace byla zvolena stejná jako v UK, tedy 50 liber pro všechny zákazníky. Při přepočtu na koruny byl uvažován kurz 1libra = 29 Kč. V následujících tabulkách jsou uvedeny náklady v jednotlivých letech a celkové náklady za dobu sledování sítě v závislostech na nastavení limitů standardu násobných přerušení. V tabulkách jsou pro nastavení limitů použity zkratky. První číslo udává dobu v hodinách, od které se provádí penalizace, a druhé počet výpadků za rok, které jsou již penalizovány. Např. limit 2h, 4 - penalizace se provádí pokud nastane v daném roce 4 a více výpadků s dobou trvání 2 hod.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
64
Tab. 6-11 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 2h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Tab. 6-12 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 3h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
65
Tab. 6-13 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 4h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Tab. 6-14 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 6h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
66
Tab. 6-15 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 8h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Tab. 6-16 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 10h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
67
Tab. 6-17 Náklady na penalizace pro nastavené limity standardu násobných přerušení 12h a 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 výpadků za rok.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Celkové náklady, které připadají různým nastavení limitů standardu násobných přerušení, jsou uvedeny v Tab. 6-18. Tab. 6-18 Celkové náklady za dobu sledování pro jednotlivé limity.
Tabulka a text pod ní obsahují citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
Tab. 6-19 Seřazení limitů standardu násobných přerušení podle nákladů.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
68
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-8 Celkové náklady pro různé limity standardu násobných přerušení.
69
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
70
Tab. 6-19 Seřazení vývodů dle nákladů na penalizace pro vybrané limity standardu násobných přerušení.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
6.4 Náklady na penalizace - švédský standard Ve Švédsku je zaveden zákaznický standard nepřetržitosti dodávky s limitem doby trvání jednoho přerušení [12]. Penalizace náleží těm zákazníkům, kteří byli postiženi přerušením delším než 12 hodin. Výše penalizace se pro každého odběratele odvozuje od roční platby za distribuci a podle doby trvání přerušení (viz. Tab. 5-7). Roční platbu za distribuce elektřiny α uvažujeme u velkoodběratelů αvo = 10 000 Kč a u maloodběratelů αMO = 5 000 Kč. Výše penalizace pro jednotlivého odběratele pak bude Tab. 6-19 :
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
71
Tab. 6-19 Výše penalizace pro jednotlivého odběratele - švédský standard. Doba trvání přerušení ti Penalizace VO Penalizace MO 12 hod ≤ ti < 24 hod
1250 Kč
625 Kč
24 hod ≤ ti < 48 hod
3750 Kč
1875 Kč
48 hod ≤ ti < 72 hod
6250 Kč
3125 Kč
+ každých dalších 24 hod
8750 Kč
4375 Kč
Poz..: Protože vycházíme z průměrných hodnot roční platby za distribuci elektřiny, tak nemůžeme použít minimální penalizaci. Náklady na penalizace pro švédský zákaznický standard nepřetržitosti dodávky v jednotlivých letech jsou zaznamenány v tabulce 6-20 a grafu Obr. 6-9. Celkové náklady na penalizace při použití tohoto standardu dosáhly Kč. Tab. 6-20 Náklady na penalizace při použití švédského zákaznického standardu.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
72
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-9 Náklady na penalizace v jednotlivých letech při použití švédského zákaznického standardu. Vývoj nákladů na penalizace v jednotlivých letech pro švédský standard je velice podobný vývoji nákladů na penalizace při použití standardu nepřetržitosti dodávky ve Velké Británii. I zde jsou náklady nejvyšší v prvním a posledních dvou letech sledování sítě. Oproti standardu nepřetržitosti dodávky (UK) je tento přísnější, neboť jsou celkové náklady i náklady v jednotlivých letech vyšší a je zde i méně let kdy byly náklady na penalizace nulové. Stejně jako u standardu nepřetržitosti dodávky (UK) i zde je provedeno seřazení vývodů podle nákladů na penalizace (Tab. 6.21). V této tabulce je uvedeno pod zkratkou: p.č. - pořadové číslo vývodu, č.v. - číslo vývodu a Nákl. - celkové náklady za celou dobu sledování v mil. Kč.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
73
Tab. 6-21 Seřazení vývodů podle výše nákladů na penalizace - švédský standard.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
V grafu na Obr. 6-10 je zobrazeno prvních 20 nejhorších vývodů z tabulky 6-21. Z tohoto grafu je patrné, že jednotlivé vývody jsou podle výše nákladů od sebe odstupňovány téměř lineárně a mají od sebe jen malé odstupy. Výjimkou je vývod č. 9. U tohoto vývody jsou náklady na penalizace například dvojnásobné než u v pořadí druhého vývodu. Zlepšením nepřetržitosti dodávky u tohoto vývodu by došlo k výraznému snížení nákladů na penalizace.
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-10 Seřazení 20 nejhorších vývodů podle výše nákladů na penalizace - švédský standard.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
74
6.5 Náklady na penalizace - finský standard obnovy dodávky Ve Finsku platí zákaznický standard s limitem doby trvání jednoho přerušení dodávky. Penalizace stejně jako u švédského standardu obnovy dodávky náleží těm zákazníkům, kteří byli postiženi přerušením delším než 12 hodin. Výše penalizace se pro každého odběratele odvozuje od roční platby za distribuci a podle doby trvání přerušení (viz. Tab. 5-6). Roční platbu za distribuce elektřiny α uvažujeme u velkoodběratelů αvo = 10 000 Kč a u maloodběratelů αMO = 5 000 Kč. Výše penalizace pro jednotlivého odběratele pak bude Tab. 6-22: Tab. 6-22 Výše penalizace pro jednotlivého odběratele - finský standard obnovy dodávky. Doba trvání přerušení ti Penalizace VO Penalizace MO 12 hod ≤ ti < 24 hod 1 000 Kč 500 Kč 24 hod ≤ ti < 48 hod 2 500 Kč 1 250 Kč 48 hod ≤ ti < 72 hod 5 000 Kč 2 500 Kč + každých dalších 24 hod 10 000 Kč 5 000 Kč Náklady na penalizace pro finský zákaznický standard obnovy dodávky v jednotlivých letech jsou zaznamenány v tabulce 6-20 a grafu Obr. 6-9. Celkové náklady na penalizace při použití tohoto standardu dosáhly 91,588 mil. Kč. Tab. 6-23 Náklady na penalizace při použití finského zákaznického standardu.
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
75
Tabulka obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-11 Náklady na penalizace v jednotlivých letech při použití finského standardu. Vývoj nákladů v jednotlivých letech je zcela totožný s vývojem u švédského standardu. Rozdíl je pouze v absolutních hodnotách nákladů v jednotlivých letech. Seřazení jednotlivých vývodů podle nákladů na penalizace je provedeno v tabulce 6-24. Tab. 6-24 Seřazení vývodů podle výše nákladů na penalizace - finský standard.
Tabulka obsahuje citlivé inforemace.
V grafu 6-10 je zobrazeno prvních 20 nejhorších vývodů z tabulky 6-21.
Vyhodnocení nákladů na penalizace pro zadanou distribuční síť
76
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 6-10 Seřazení 20 nejhorších vývodů podle výše nákladů na penalizace - švédský standard.
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
77
7 POROVNÁNÍ POŘADÍ VÝVODŮ PODLE NÁKLADŮ NA PENALIZACE V této kapitole je provedeno porovnání pořadí jednotlivých vývodů zadané sítě podle nákladů na penalizace při různých standardech a nastavení jejich limitů.
7.1 Vliv změny limitů zákaznických standardů na pořadí vývodů Abychom mohli zjistit, jak se změní pořadí jednotlivých vývodů v závislosti na nastavení dob a počtu výpadků u jednotlivých limitů, provedeme porovnání pořadí jednotlivých vývodů podle nákladů na penalizace pro vybrané limity standardu obnovy dodávky (UK) a standardu násobných přerušení (UK). Budeme porovnávat pořadí jednotlivých vývodů v závislosti na změně limitu doby trvání přerušení u standardu obnovy dodávky (UK) a standardu násobných přerušení (UK). Ve Velké Británii se v rámci standardu obnovy dodávky penalizace provádí, pokud nastane přerušení delší než 18 hodin (v tabulce 7-1 se jedná o 3. limit standardu obnovy dodávky). Pro tento standard pak byl limit doby, do které musí být obnovena dodávky elektřiny, nastaven na 12, 15 a 20 hodin. Pro každé nastavení dovolené doby výpadku bylo vybráno 14 vývodů s nejvyššími náklady na penalizace. Všechny penalizované vývody a jejich náklady na penalizace jsou uvedeny v tabulce 6-10 (v kapitole 6.3.1). Stejným způsobem bylo postupováno u standardu násobných přerušení UK. Ve Velké Británii je limit standardu násobných přerušení nastaven na 4 a více výpadků trvajících 3 a více hodin (v tabulce 7-1 se jedná o 1. limit standardu násobných přerušení). I pro každý limit standardu násobných přerušení bylo vybráno 14 nejhorších vývodů z hlediska nákladů na penalizace. Pro lepší názornost jsou stejné vývody označeny v tabulce stejnou barvou. Můžeme tedy snadno vidět, jaké je pořadí konkrétního vývodu z hlediska nákladů na penalizace u jednotlivých nastavení limitů zákaznických standardů. Vývody jsou seřazeny sestupně podle nákladů, tzn. pořadové číslo p.č. 1 náleží vývodům s nejvyššími náklady na penalizace. Podíváme-li se do tabulky 7-1, jaký má vliv změna parametrů jednotlivých standardů, zjistíme, že v rámci daného standardu tato změna má vliv na určité vývody a na některé nikoli. Například vývod číslo 9 má nejvyšší náklady na penalizace pro všechny nastavené doby trvání výpadku u standardu obnovy dodávky a vývod číslo 259 zase pro všechny nastavené limity standardu násobných přerušení. U všech ostatních vývodů je již změna pozorovatelná. U nich již změna limitů má vliv na jejich pořadí, i když ne třeba pro všechny nastavené limity daného standardu. Například pořadí vývodu 222 je pro každé nastavení limitu standardu obnovy dodávky jiné. Nebo vývod 12 má sice stejné pořadí pro limit doby trvání přerušení standardu obnovy dodávky 12 a 15 hodin, ale při nastavení tohoto limitu na 18 a 20 hodin již tento vývod penalizován nebyl. Můžeme zde nalézt i vývody, které jsou mezi čtrnácti nejhoršími jen u jediného nastavení limitu. Jedná se např. o vývody č. 17, č. 14, č. 110 a další. Za povšimnutí také stojí, že kupříkladu vývody č. 211 patří mezi 14 nejhorších pro všechna nastavení limitu
78
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
standardu násobných přerušení, ale u standardu násobných přerušení ho již mezi čtrnácti nejhoršími vývody nenajdeme. Tabulka 7-1 může například distribuční společnosti poskytnout důležité informace vedoucí ke snížení nákladů na penalizace pro zvolený limit daného standardu, neboť v sobě zahrnuje pořadí jednotlivých vývodů v rámci limitů vybraných standardů. Společnost pak může začít s cíleným zlepšováním spolehlivosti dodávky elektrické energie u nejhorších vývodů, které postihuje nejvíce zákazníků. Tab. 7-1 14 nejhorších vývodů z hlediska nákladů na penalizace pro jednotlivé standardy a limity. Standard obnovy dodávky Standard násobných přerušení Limit 12 hod 15 hod 18 hod 20 hod 3 h, 4 2 h, 5 3 h, 4 6 h, 2 p.č.
č.v.
č.v
č.v.
č.v
č.v
č.v.
č.v
č.v.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
9 12 33 10 3 30 259 222 19 47 26 1 48 17
9 12 3 10 259 33 222 26 1 19 48 6 47 313
9 3 222 10 26 33 1 313 48 40 110 257 143 322
9 10 26 3 222 313 257 322
259 3 211 30 9 10 1 33 19 12 5 86 236 317
259 30 3 211 9 19 1 47 26 12 5 314 317 46
259 3 211 10 30 9 33 1 12 5 19 236 317 86
259 10 3 211 12 313 322 33 222 9 1 47 14 42
Srovnat pořadí jednotlivých vývodů v závislosti na nastavení limitu doby trvání výpadku pro standard obnovy dodávky můžeme například pomocí součtu pořadí s. poř. těchto vývodů v rámci každého limitu. Čím nižšího součtu vývod dosáhne, tím je horší. Neboť v pořadí vývodů v závislosti na nákladech na penalizace byl vícekrát hodnocen jako horší než vývod se součtem pořadí s.poř. vyšším. Umístil-li se například vývod v rámci jednoho standardu na pořadových číslech p.č. (v rámci různých limitů) 2, 4, 8, 3, pak dosáhl součtu pořadí s.poř. = 2 + 4 + 8 + 3 = 17. Takto můžeme hodnotit pouze vývody, které dosáhli penalizace u všech zvolených limitů. Vývody, které byly penalizovány u všech nastavených dob trvání výpadku u standardu obnovy dodávky, a jejich celkové pořadí od nejhoršího, jsou uvedeny v tabulce 7-2.
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
79
Tab. 7-2 Pořadí vývodů ve vybraných limitech standardu obnovy dodávky. p.č. č.v. s. poř. p.č. č.v. s. poř. 1 9 4 4 26 27 2 10 14 5 313 44 2 3 14 6 257 58 3 222 23 7 322 85 Stejným způsobem bylo postupováno u standardu násobných přerušení. Pořadí nejhorších vývodů je znázorněno v tabulce 7-3. Tab. 7-3 Pořadí vývodů ve vybraných limitech standardu násobných přerušení. p.č. č.v. s. poř. p.č. č.v. s. poř. 1 259 2 3 3 211 4 9 5 10 6 1 7 12 8 30 9 19
4 10 14 26 28 33 34 35 49
10 47 11 5 12 86 13 14 14 118 15 46 15 322 16 6 17 323
50 51 59 73 80 81 81 83 91
Díky těmto seřazení jsme určili nejhorší vývody pro zvolené limity doby trvání výpadku standardu obnovy dodávky a limity standardu násobných přerušení a distribuční společnost tak tedy může začít zlepšovat nepřetržitost dodávky u těchto vývodů, i když nebude ještě předem známo, jaký limit u daného standardu bude zaveden. Neboť zlepšení nepřetržitosti dodávky u těchto vývodů povede ke snížení nákladů na penalizace pro jakýkoli zvolený limit standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení. Protože ne všechny vývody jsou penalizovány ve všech zvolených limitech standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení, není možné sestavit celkové pořadí všech vývodů pro oba standardy dohromady. Proto byly vybrány vývody, které jsou penalizovány ve všech zvolených limitech obou standardů a podle součtu pořadí v jednotlivých limitech jsou seřazeny v tabulce 7-4. Vývod s menším součtem pořadí s. poř je hodnocen jako horší než vývod se součtem vyšším. V tabulce 7-4 jsou vývody seřazeny od nejhoršího s pořadovým číslem 1, po nejlepší s pořadovým číslem 4.
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
80
Tab. 7-4 Seřazení vývodů podle pořadí při uvažování obou standardů dohromady. p.č. č.v. s. poř. 1 3 20 2 9 38 3 10 42 4 1 49 5 322 148
7.2 Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace u zákaznických standardů v UK, FI a SWE. V kapitole 6 je provedeno hodnocení nákladů na penalizace pro různé zákaznické standardy. Konkrétně pro zákaznické standardy používané ve Velké Británii, Švédsku a Finsku. V kapitole 6 je i provedeno seřazení jednotlivých vývodů v rámci těchto standardů. V této kapitole je ukázáno srovnání pořadí jednotlivých vývodů zákaznických standardů těchto zemích. V tabulce 7-5 jsou seřazeny vývody podle nákladů na penalizace pro jednotlivé zákaznické standardy. A to konkrétně pro zákaznický standard s limitem doby trvání jednoho přerušení, který je zavedený ve Švédsku a Norsku. Standard obnovy dodávky a standard násobných přerušení, které platí ve Velké Británii. Pro lepší názornost je porovnání pořadí vývodů v závislosti na zákaznických standardech zobrazeno graficky v grafech Obr. 7-1, 7-2, 7-3. Tyto grafy ukazují, jakého pořadí dosáhl vývod v porovnávaných standardech. Na osách x a y je vyneseno pořadí vývodu v daném standardu. To znamená, je-li na ose x pořadí vývodů v rámci švédského standardu a na ose y pořadí vývodů v rámci finského standardu, pak souřadnice vybraného vývodu určují na jakém místě se v rámci daného standardu vývod umístil. Budou-li například x,y [5;8] znamená to, že tento vývod je v pořadí 5. u švédského standardu a 8. u finského standardu. Pokud by bylo pořadí vývodu v obou standardech stejné, vývod by ležel na vyznačené úhlopříčce. Pokud se vývody nacházejí v horní polovině (kterou vymezuje ona úhlopříčka), znamenalo by to, že tyto vývody mají vyšší pořadí pro standard na ose y (v našem případě pro finský standard) a tudíž se jeví jako horší pro standard na ose x (švédský standard). Leží-li vývod na jedné z os (jedna jeho souřadnice je nulová), znamená to, že v rámci standardu ležícího na této ose, daný vývod nebyl penalizován. Z těchto grafů nejsme schopni přímo určit, o jaký konkrétní vývod se jedná (jeho číslo), ale známe-li jeho souřadnice, které už z grafů vyčteme, můžeme podle nich daný vývod nalézt v tabulce 7-5 (souřadnice vývodů udávají pořadí vývodu v daném standardu). Na první pohled je z tabulky 7-5 a i z grafu Obr. 7-1 patrné, že pořadí vývodů je shodné pro švédský i finský standard. Toto je zapříčiněno tím, že oba standardy mají odstupňované penalizace v závislosti na délce trvání přerušení viz. tabulka 5-6 a 5-7. Doba trvání přerušení se liší až od přerušení s délkou trvání 48 hodin. Ve sledované síti žádné přerušení nebylo delší než 48 hodin a proto byla výše penalizace rozdělena jen do dvou stupňů a to tak, že v každém stupni byly jedny a ty samé vývody. Proto je jejich pořadí v rámci těchto standardů v závislosti na výši penalizací stejné. Liší se pouze náklady na daný vývod, protože u každého standardu je jiná výše
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
81
penalizace. Pokud by se v síti vyskytla přerušení delší než 48 hodin, již by zafungovalo rozdělení podle doby trvání a pořadí vývodů v těchto standardech by se mohlo lišit. Tak jak je tomu při srovnání například pořadí vývodů v rámci finského (švédského) standardu a standardu obnovy dodávky nebo standardu násobných přerušení. Protože je pořadí vývodů pro švédský i finský standard stejné, není dále hodnocení pořadí vývodů prováděno pro každý z těchto standardů zvlášť. Hodnotíme je dohromady, protože srovnání se standardy v UK je pro švédský i finský standard stejné. Tab. 7-5 Pořadí jednotlivých vývodů podle nákladů na penalizace u zákaznických standardů v UK, FI a SWE.
Tabulka obsahuje citlivé inforemace.
82
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
45
40
Penalizované vývody švédský standard
35
30
25
20
15
10
5
0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Penalizované vývody finský standard
Obr. 7-1 Porovnání pořadí penalizovaných vývodů u švédského a finského standardu. Porovnáme-li pořadí vývodů podle nákladů na penalizace u švédského (finského) standardu a u standardu násobných přerušení, který platí ve Velké Británii zjistíme, že většina vývodů, která byla penalizována podle švédského (finského) standardu, už v penalizacích podle standardu násobných přerušení není. Vývody penalizované v obou standardech jsou v grafu Obr. 7-2 rozmístěny poblíž naznačené zelené úhlopříčky. Větší část z nich je v dolní části grafu, z čehož plyne, že pro tyto vývody je švédský (finský) standard přísnější. Při srovnání švédského (finského) standardu a standardu obnovy dodávky používaného v UK, je jasně vidět, že naprostá většina vývodů je v horní polovině grafu (viz. Obr. 7-3). To je zapříčiněno tím, že většina vývodů penalizovaných podle standardu násobných přerušení jsou umístěny ve střední části penalizovaných vývodů podle švédského (finského) standardu.
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
83
A některé vývody, které se ve švédském standardu umístili na předních pozicích, zase nebyly penalizovány ve standardu násobných přerušení. Můžeme říci, že rozdílnost zákaznických standardů (SWE, FI, UK) má vliv na pořadí vývodů z hlediska nákladů na penalizace. A že pokud jsou parametry těchto standardů shodné, jako například u švédského a finského standardu, u kterých se vlivem absence dlouhých přerušení projevili jen první dva stupně penalizace, tak se pořadí jednotlivých vývodů nezmění
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 7-2 Porovnání pořadí penalizovaných vývodů u švédského a standardem násobných přerušení (UK).
finského
standardu se
Porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace
Obrázek obsahuje citlivé informace.
Obr. 7-3 Porovnání pořadí penalizovaných vývodů u švédského a finského standardu se standardem obnovy dodávky (UK).
84
Závěr
85
8 ZÁVĚR Přístupy k regulaci nepřetržitosti dodávky se v jednotlivých evropských státech liší. Je to dáno jednak strukturou sítě, klimatickými a geografickými podmínkami, historickými zvyklostmi, tak i přístupem regulátora, který v tomto procesu hraje nejvýznamnější roli. Proto ani nelze plošně přijmout standardy nepřetržitosti dodávky, protože je zapotřebí respektovat poměry v distribučních sítích dané země. V souvislosti s liberalizací trhu s elektřinou, kdy trh neovládá jedna monopolní společnost, hraje velmi významnou roli regulátor trhu s elektřinou. Smyslem regulace je pobízet distribuční společnosti pomocí bonifikací a penalizací ke smysluplnému provádění opatření v sítích s důrazem na udržení, případně zlepšení, spolehlivosti dodávky zákazníkům. Náklady na penalizace plynoucí z nedodržení zákaznického standardu obnovy dodávky používaného ve Velké Británii dosáhly za celou dobu jedenácti let sledování sítě téměř miliónů Kč a náklady při nedodržení standardu násobných přerušení dosáhly Kč (což je cca 10x více). Standard násobných přerušení se u této sítě jeví jako mnohem přísnější a tedy výhodnější pro jednotlivé zákazníky. Byly určeny podíly nákladů na penalizace podle standardu obnovy dodávky a podle standardu násobných přerušení. Zjistili jsme, že k tzv. "překryvu" uplatnění standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení ech z nich má vliv na následné penalizace. Provedením citlivostní analýzy nákladů na penalizace pro standardy používané ve Velké Británii byly vyčísleny náklady při změně limitů standardu obnovy dodávky a standardu násobných přerušení. Také bylo zhodnoceno, jaký vliv má změna limitů u zákaznických standardů na pořadí vývodů podle nákladů na penalizace. Náklady na penalizace při nedodržení standardu obnovy dodávky pro britský, švédský Kč. Výrazně vyšší i finský model dosáhly skoro stejné částky, která se pohybuje okolo náklady na penalizace náleží standardu násobných přerušení (UK). Pro zákaznické standardy používané ve Velké Británii, Švédsku a Finsku bylo provedeno porovnání pořadí vývodů podle nákladů na penalizace.
8.1 Přínos práce Výsledky z provedené citlivostní analýzy mohou sloužit jako cenné podklady při rozhodování distribuční společnosti a zvažování dalšího postupu při obnově této sítě. Díky určení vývodů s nejvyššími náklady na penalizace může distribuční společnost efektivně tyto náklady snižovat. Získané výsledky mohou být použity pro další zkoumání vlivu nepřetržitosti dodávky elektřiny na náklady na penalizace.
Použitá literatura
86
POUŽITÁ LITERATURA [1]
RUSEK, S. Spolehlivost elektrických sítí. OSTRAVA: VŠB-TU Ostrava, 2001. 116 s. ISBN 80-7078-847-X
[2]
Pravidla provozování distribučních soustav. Příloha 2: Metodika určování plynulosti distribuce elektřiny a spolehlivosti prvků distribučních sítí. Praha: Energetický regulační úřad, 2009.
[3]
Zákon 458/2000 Sb. o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon), v úplném znění (91/2005 Sb.). Praha, 2005.
[4]
ING. PETR SKALA, PH.D. Spolehlivost dodávky elektrické energie zákazníkům, Skripta VUT, Brno, říjen 2008
[5]
ING. PETR SKALA, PH.D.,ING. VÁCLAV DĚTŘICH, Aktuální problémy v oblasti regulace nepřetržitosti dodávky v kontextu 3.srovnávací studie kvality dodávky elektřiny ceet, konference ČK CIRED, Tábor, listopad 2006
[6]
ING. PETR SKALA, PH.D.,ING. VÁCLAV DĚTŘICH, Závěry 4. srovnávací zprávy CEER o kvalitě dodávky v kontextu podmínek v ČR, konference ČK CIRED, Tábor, listopad 2009
[7]
ING. HELENA POLSTEROVA´, CSC. Spolehlivost v elektrotechnice, Skripta VUT, Brno, 2003
[8]
Zpráva o dosažené úrovni dodržování standardu plynulosti.(Dostupné z http://www.eru.cz/user_data/files/Kvalita%20elekt%C5%99iny/Zpr%C3%A1va%20o%2 0kvalit%C4%9B%202008.pdf) Praha ERU, 2008
[9]
Vyhláška č. 540/2005 Sb. o kvalitě dodávek elektřiny a souvisejících služeb v elektroenergetice. PRAHA, 2005.
[10]
Table of Guaranteed Standards.(DOSTUPNÉ Z http://www.ofgem.gov.uk/Pages/MoreInformation.aspx?docid=41&refer=Networks/Elec Dist/QualofServ/GuarStandds), GB 2009
[11]
Webové stránky OFGEM. Dostupné z (http://www.ofgem.gov.uk )
[12]
SETRÉUS, J. WALLNERSTRÖM, C.J., BERTLING, L.A comparative study of regulation policies for interruption of supply of electrical distribution systems in Sweden and UK. In 19th International Conference and Exhibition on Electricity Distribution CIRED 2007 Conference Proceedings Part 1 [CD-ROM]. Wien, May 21-24,2007.
[13]
WALLNERSTRÖM, C.L., BERTLING, L. Risk managment applied to electrical distribution systems. In 20th International Conference on Electricity Distribution CIRED 2009 Conference Proceedings Part 1 [CD-ROM]. Praha, June 8-11, 2009
[14] SZÖRÉNY, G., ATAL. Third Benchmarking Report on Quality of Electricity Supply 2005 [ON-LINE]. Council of European Energy Regulators, Bruxells, 2005. [15] Vyhláška č. 41/2010 Sb. o kvalitě dodávek elektřiny a souvisejících služeb v elektroenergetice. PRAHA, 2010