Особенности определения критически важных объектов топливно-энергетического комплекса в исследованиях надежноcти топливо- и энергоснабжения

Цель – определение критически важных для топливно-энергетического комплекса отраслевых объектов в условиях совместного функционирования отраслей, с учетом влияния системного эффекта и существующих механизмов структурной избыточности. Для определения критически важных объектов топливно-энергетического комплекса на базе моделей его функционирования в рамках поэтапных отраслевых и общеэнергетических исследований была предложена методика, построенная на методологии определения критически важных отраслевых объектов, на принципах оценки уязвимости элементов критических инфраструктур. Представленная методика отличается комплексностью и гибкостью оценки критичности отраслевых объектов, проводимой на базе сценарных вариантов функционирования топливно-энергетического комплекса. Методика дополнена формализованным представлением типовой оптимизационной общеэнергетической модели, унифицирующим взаимосвязь моделируемой в ней территориально-производственной структуры отраслевых систем, ее информационной базы с соответствующими технико-экономическими показателями и решаемых с ее помощью исследовательских задач. Оценка критичности объектов газовой отрасли приведена для 80 субъектов Российской Федерации. Приведены результаты апробации предложенной методики на примере определения критически важных объектов газовой отрасли с помощью модели функционирования топливно-энергетического комплекса с детализированной схемой Единой системы газоснабжения России. Данная апробация выявила различия в приоритетности критических объектов газовой отрасли и объектов топливно-энергетического комплекса, показала значительное влияние системного эффекта взаимосогласованного функционирования отраслей на топливо- и энергообеспечение потребителей. Полученные результаты подтверждают работоспособность методики, доказывают возможность ее использования для оценки критичности отраслевых объектов энергетики. Реализованная в методике схема исследований позволяет адекватно отразить ситуацию с топливо- и энергоснабжением потребителей при отключениях критически важных отраслевых элементов.

1. Su Huai, Zio Enrico, Zhang Jinjun, Li Xueyi. A systematic framework of vulnerability analysis of a natural gas pipeline network // Reliability Engineering & System Safety. 2018. Vol. 175. P. 79–91. http://doi.org/10.1016/j.ress.2018.03.006

2. Carvalho R., Buzna L., Bono F., Masera M., Arrowsmith D.K., Helbing D. Resilience of natural gas networks during conflicts, crises and disruptions // PloS ONE. 2014. Vol. 9. No. 3. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0090265

3. Zio E. Challenges in the vulnerability and risk analysis of critical infrastructures // Reliability Engineering and System Safety. 2016. Vol. 152. P. 137–150. http://doi.org/10.1016/j.ress.2016.02.009

4. Johansson J., Hassel H., Zio E. Reliability and vulnerability analyses of critical infrastructures: Comparing two approaches in the context of power systems // Reliability Engineering & System Safety. 2013. Vol. 120. P. 27–38. https://doi.org/10.1016/j.ress.2013.02.027

5. Popescu C.-A., Simion C.P. A method for defining critical infrastructures // Energy. 2012. Vol. 42. Issue 1. P. 32–34. http://doi.org/10.1016/j.energy.2011.09.025

6. Augutis J., Jokšas B., Krikštolaitis R., Urbonas R. The assessment technology of energy critical infrastructure // Applied Energy. 2016. Vol. 162. P. 1494–1504. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.02.079

7. Zio E., Golea L.R. Analyzing the topological, electrical and reliability characteristics of a power transmission system for identifying its critical elements // Reliabiity Engineering & System Safety. 2012. Vol. 101. P. 67–74. https://doi.org/10.1016/j.ress.2011.11.009

8. Lu Weiwei, Su Meirong, Fath B.D., Zhang Mingqi, Hao Yan. A systematic method of evaluation of Chinese natural gas supply security // Applied Energy. 2016. Vol. 165. P. 858–867. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2015.12.120

9. Han F., Zio E., Kopustinskas V., Praks P. Quantifying the importance of elements of a gas transmission network from topological, reliability and controllability perspectives, considering capacity constraints // Risk, Reliability and Safety: Innovating Theory and Practice. 2016. P. 2565–2571. https://doi.org/10.1201/9781315374987-389

10. Senderov S.M., Smirnova E.M., Vorobev S.V. Analysis of vulnerability of fuel supply systems in gas-consuming regions due to failure of critical gas industry facilities // Energy. 2020. Vol. 212. https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118785

11. Pyatkova N., Beresneva N., Edelev A. Research of critical energy infrastructures taking into account energy security // Methodological Problems in Reliability Study of Large Energy Systems: E3S Web Conferences. 2017. Vol. 25. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20172501006

12. Senderov S.M., Vorobev S.V. Approaches to the identification of critical facilities and critical combinations of facilities in the gas industry in terms of its operability // Reliability Engineering & System Safety. 2020. Vol. 203. https://doi.org/10.1016/j.ress.2020.107046

13. Воробьев С.В., Еделев А.В. Поиск критически важных объектов газовой отрасли с помощью метода определения критических элементов в сетях технических инфраструктур // Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики: Вып. 68. Исследование и обеспечение надежности систем энергетики / отв. ред. Н.И. Воропай. Иркутск: Изд-во ИСЭМ СО РАН, 2017. С. 76–84.

14. Сендеров С.М., Рабчук В.И., Еделев А.В. Особенности формирования перечня критически важных объектов газотранспортной сети России с учетом требований энергетической безопасности и возможные меры минимизации негативных последствий от чрезвычайных ситуаций на таких объектах // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2016. № 1. С. 70–78.

15. Senderov S.M., Edelev A.V. Formation of a list of critical facilities in the gas transportation system of Russia in terms of energy security // Energy. 2019. Vol. 184. Р. 105–112. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.11.063

16. Воропай Н.И., Стенников В.А. Иерархическое моделирование систем энергетики / отв. ред. Н.И. Воропай, В.А. Стенников. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2020. 314 с.

17. Воропай Н.И. Системные исследования в энергетике: ретроспектива научных исследований СЭИ-ИСЭМ / отв. ред. Н.И. Воропай. Новосибирск: Наука, 2010. 686 с.

18. Воропай Н.И., Гуринович В.Д., Дзюбина Т.В., Добровольская Т.В., Домышев А.В., Дьяков А.Ф. [и др.]. Надежность систем энергетики: проблемы, модели и методы их решения / отв. ред. Н.И. Воропай. Новосибирск: Наука, 2014. 284 с.

19. Пяткова Н.И., Сендеров С.М., Пяткова Е.В. Методические особенности исследования проблем энергетической безопасности на современном этапе // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2014. № 2. С. 81–87.

20. Beresneva N.M., Pyatkova N.I. The approach to determining vulnerable elements in critical energy infrastructures // Methodological problems in reliability study of large energy systems: E3S Web Conferences. 2019. Vol. 139. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201913901017