Obecné rozdělení kritérií hodnocení spolehlivosti distribuční elektrorozvodné soustavy

6.3.4.4

Obecné rozdělení kritérií hodnocení spolehlivosti distribuční elektrorozvodné soustavy

Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv

V globálním členění spolehlivostních kritérií, využívaných při návrhu koncepce a hodnocení provozu distribučních soustav (elektrorozvodných sítí), nebudeme uvádět kritéria vztahující se k návrhu a hodnocení spolehlivosti provozu zdrojové části.

Kritéria hodnocení spolehlivosti, užívaná při plánování a provozu elektrorozvodných soustav umožňují omezení výpadků budoucích nebo stávajících konzumentů na přijatelnou úroveň, čímž současně determinují i úroveň vynakládaných investičních prostředků. To platí obecně, i když mezi kritérii užívanými k hodnocení v jednotlivých zemích jsou rozdíly, které mají původ v odlišných geografických, společenských a ekonomických podmínkách jednotlivých států. Nicméně volba úrovně spolehlivosti distribuční soustavy (ERS) je a vždy bude otázkou dobrého úsudku. Kritérium zvolené pro daný případ musí být relevantní i k podmínkám v budoucnosti, a to ve vazbě na ekonomickou, respektive i fyzikální životnost hodnocené DS. K tomu je nutné uvážit vliv dvou protichůdných tendencí:

• Na jedné straně tendence ke zvyšování úrovně kvality, jako přímý důsledek skutečnosti, že elektrická energie stále více proniká do různých sektorů spotřeby a tím roste ekonomická závislost odběratelů na tomto druhu energie.

• Na druhé straně tendence nezvyšovat stále rostoucí výrobní náklady v oblasti zdrojové části i v oblasti přenosu a distribuce elektrické energie.

Proto se doporučuje, aby volba úrovně spolehlivosti ERS byla vymezena znalostmi o chování odběratelů a vázána na problém, zda změna v kvalitě dodávky s následnou změnou v tarifních sazbách má vliv na změny v odběru. Ekonomicky jde o problém zprostředkované (vázané) elasticity dodávky el. energie. Výzkum tohoto problému v konkrétních podmínkách pokládáme za velmi závažný. Analýzy a ověřování, které provádíme v konkrétních provozních podmínkách, přinášejí uplatnitelné výsledky v provozní a obchodní praxi držitele autorizace pro rozvod. Volba kritéria spolehlivosti má totiž evidentně přímý vliv na konfiguraci sítě a tím zprostředkovaně i na objem nezbytných investičních nákladů a také na vyšší úroveň služeb zákazníkům. Lze tedy formulovat závislost:

k (S) → ∆S → ∆Nip → ∆C; ∆C = f (∆W)

ve vztahu značí:

 NahoruI. METODICKÁ ÚROVEŇ ČLENĚNÍ KRITÉRIÍ SPOLEHLIVOSTI ERS

Na obrázku je graficky znázorněn "strom obecného rozdělení kriterií používaných k hodnocení úrovně spolehlivosti dodávky elektřiny.

Úroveň spolehlivosti je globálně stanovena členěním do dvou ne zcela disjunktních tříd:

• kritéria deterministická

• kritéria stochastická

 NahoruČlenění kriterií hodnocení spolehlivosti dodávky elektřiny I. metodická úroveň

Kritéria deterministická jsou založena na principu vyhodnocení určitých situací (scénářů) stavů posuzované ERS. Scénáře odpovídají stavům o nichž se "a priori“ usuzuje, že odpovídají zvláště obtížným, ale prakticky možným mimořádným stavům ERS, při kterých by měl být zajištěn úplný, nebo jinak definovaný provoz testované ERS. V této souvislosti lze mluvit o projektových poruchových a poporuchových stavech, na rozdíl od mimoprojektových poruchových a poporuchových provozních stavů, které vedou do stavu nouze. Předpokládá se, že je-li provoz ERS zajištěn v těchto scénářích, bude tomu tak i ve všech ostatních případech, protože se metodicky pokládají za méně vážné nebo málo pravděpodobné. Zřejmou výhodou je omezený počet zkoumaných situací, které představují přesně definovatelný stav ERS a lze je tedy dobře simulovat. Na druhé straně takové vymezení možných stavů (scénářů) je subjektivní, závislé na zkušenostech zpracovatele, hrozí tedy nebezpečí, že některá možná kritická situace nebude vzata v úvahu. Právě z těchto důvodů se hledají dobře formalizovatelné postupy, které přesně vymezují jednotlivé scénáře a snižují tak subjektivitu hodnocení.

Kriteria stochastická (pravděpodobnostní) znamenají zobecnění kritérií deterministických tím, že se v principu zkoušejí všechny možné scénáře a každému případu se přiřazuje jeden nebo více vybraných ukazatelů, které představují váhu výskytu hodnoceného případu. Tato váha vylučuje, aby se při plánování rozvoje nebo hodnocení provozu ERS přihlíželo neodpovídajícím způsobem k velmi vzácným poruchám.To dobře odpovídá filozofii komplexního hodnocení ERS, která je dnes všeobecně uznávána. Ukazatel (ukazatelé), které získáme uplatněním stochastických metod, lépe vyjadřují možná rizika, než ukazatel (ukazatelé) získaný metodami deterministickými.

 NahoruII. METODICKÁ ÚROVEŇ ČLENĚNÍ KRITÉRIÍ SPOLEHLIVOSTI ERS

Je založena na dalším členění dříve deklarovaných tříd na podtřídy:

• kritéria statická

• kritéria tranzitní

 NahoruII. metodická úroveň členění kriterií hodnocení spolehlivosti

Zatímco kritéria statická se vztahují k ustáleným provozním stavům, kritéria tranzitní se vážou na hodnocení stavů přechodových. Při analýze tranzitní fáze je čas nezávislou veličinou (t). V závislosti na něm se sledují ostatní vybrané parametry testované ERS. Pro ustálený stav se s závislostí na čase neuvažuje. V jiné terminologii se mluví i o kritériích struktury a kritériích funkce. Je samozřejmé, že v závislosti na délce časového intervalu závisí i volba korektního kritéria, a to v obou hlavních podtřídách. Hlavním rozdílem mezi kritérii obou hlavních podtříd je interval t. Kriteria deterministická se vztahují k podstatně menším časovým intervalům než kritéria stochastická. To je ostatně zřejmé například z časových podmínek pro hodnocení dynamické stability, v konfrontaci s hodnotou t pro tranzitní stochastické metody.

 NahoruIII. METODICKÁ ÚROVEŇ ČLENĚNÍ KRITÉRIÍ SPOLEHLIVOSTI ERS

Jde o další podrobnější členění základních podtříd na skupiny:

• kritéria technická

• kritéria ekonomická

 NahoruIII. metodická úroveň členění kriterií hodnotících spolehlivost ERS

Kritéria technická obecně respektují omezující podmínky, kterým musí testovaná ERS vyhovovat, aby byla zaručena požadovaná úroveň spolehlivosti. Existují kritéria s limitovaným ukazatelem nebo ukazateli, známá jsou však i kritéria "vše nebo nic“. Je-li použito technických kritérií, pak činnost navrhovatele sestává v návrhu takové ERS, která při následném testování těmto kritériím v plné míře a bezpodmínečně vyhovuje. Protože používaná technická kritéria nejsou v mnoha případech jednoznačně a bezesporně formalizována, jejich výklad závisí tedy na "libovůli“ navrhovatele, zavádí se kritéria ekonomická. Ekonomická kritéria ve třídě kritérií deterministických odpovídají hledání optima s omezujícími podmínkami. Ve formě omezujících podmínek vystupují obvykle technická kritéria a hledá se extrém ekonomické funkce. Obvykle jde o minimum výrobních nákladů za dobu porovnání, eventuálně jeho modifikaci, případně maximum zisku za dobu porovnání nebo jeho modifikaci.Volba je závislá na tom, zda lze uvažovat o rovnocenných výrobních účincích či nikoliv. Ekonomická kritéria ve třídě kritérií stochastických operují s minimalizací nákladů spojených s výpadky odběrů (takzvané náklady za nedodanou elektrickou energii). Jejich modifikace pak s celkovými náklady za dobu porovnání, tj. s náklady, kde do výrobních nákladů za dobu porovnání jsou začleněny i náklady za nedodanou elektrickou energii. Metodicky jde opět o monokritériální funkci ekonomického charakteru, nyní ale bez omezujících podmínek (volná optimalizace). Výhodou tohoto kritéria je zejména, že není nezbytné "a priori“ určovat úroveň požadované spolehlivosti. Nevýhodou je nepřesnost a extrémní náročnost určení ceny za nedodanou elektrickou energii.

 NahoruIV. METODICKÁ ÚROVEŇ ČLENĚNÍ KRITÉRIÍ SPOLEHLIVOSTI ERS

 NahoruIV. metodická úroveň členění kriterií spolehlivosti

Jde o nejnižší rozlišovací úroveň z hlediska agregace, tj. o konkrétní kritéria v dříve popsaných třídách, podtřídách a skupinách. Ke stručné charakteristice jednotlivých kritérií spolehlivosti lze uvést:

• Kritérium (n - k), kde k = 0 až i
  V obvyklém…