Автоматизация управления сбытом электроэнергии Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

ятиях отрасли и надежное обеспечение потребностей растущей экономики в электро- и теплоэнергии.

Итак, определим общий вектор реструктуризации российской электроэнергетики: во-первых, это ее демонополизация; во-вторых, снижение тарифов на энергию за счет обеспечения конкурентных начал в сферах ее производства и сбыта. Что же необходимо сделать в рамках выбранного направления? Что необходимо предпринять для улучшения состояния современной российской электроэнергетики? Конечно, в первую очередь, нужно решать проблемы текущего энергоснабжения дешевой энергией и погашать накопившуюся задолженность. Рост объемов физически изношенного оборудования, используемого в отрасли, требует незамедлительного технического перевооружения и реконструкции. По-прежнему существует проблема изолированных мощностей Восточной Сибири, что препятствует развитию межсистемных связей и снижает уровень энергетической безопасности страны. Далее «критически» актуальным представляется привлечение в отрасль долгосрочных инвестиционных ресурсов и ввод в действие новых энергетических мощностей и межсетевых линий электропередачи для решения проблем энергодефицитных регионов и замещения выбывающих основных фондов. Также требуют проработки вопросы снижения энергетической зависимости ряда регионов России от стран СНГ. Демонополизация электроэнергетического рынка в рамках Единой электроэнергетической системы предполагает реализацию комплекса мер, учитывающего недискриминационное предоставление услуг по передаче и распределению энергии и предоставление права свободного выхода на оптовый рынок независимым производителям электроэнергии, потребителям

или их ассоциациям. Бесспорно, требует совершенствования механизм ценового регулирования естественных монополий и государственного контроля за соблюдением порядка регулирования цен и тарифов, включая решение проблемы «перекрестного субсидирования».

Попробуем окончательно расставить акценты в отношении цели и задач реструктуризации российской электроэнергетики. Итак, реструктуризация электроэнергетики в России (как и в большинстве других стран) инициировалась для:

- повышения уровня конкурентоспособности национальной экономики;

- повышения эффективности отрасли;

- создания благоприятного инвестиционного климата в отрасли и привлечения новых инвестиций;

- создания новых мощностей;

- создания предпосылок для честной конкуренции в отрасли и снижения тарифов на этой основе;

- расширения возможностей в выборе поставщика электроэнергии для потребителей;

- повышения качества и надежности предоставляемых услуг.

Литература

1. Макаров А.А., Сорокин И. С. Реструктуризация естественных монополий в энергетике // Вестн. ФЭК России. 1998. № 4. С. 55-57.

2. Мастепанов А.М., Гринкевич Р.Н., Афанасьев С.Д. Госу-

дарство и рынок // Энергия: экономика, техника, экология. 1990. № 9. С. 24.

3. Раппопорт А.Н. Реструктуризация российской электроэнергетики: методология, практика, инвестирование. М., 2005.

Кабардино-Балкарский государственный университет, г. Нальчик 7 ноября 2006 г.

УДК 621.5

АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ СБЫТОМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ © 2007 г. А.М. Кумаритов, И.К. Хузмиев

В России электроэнергетическая отрасль в настоящее время является одним из самых быстро меняющихся секторов экономики, что связано с ходом практической реализации программы реформирования отрасли.

В этой связи авторами проведен анализ технических проблем энергосбытовой деятельности при переходе к рыночным условиям и возможных способов их решения, выделены основные проблемы российских сбытовых компаний. В условиях

конкуренции главным фактором получения прибыли энергосбытовой компанией (ЭСК) становится борьба за потребителей, следовательно, главная ее компетенция - эффективное обслуживание клиентов. Хотя в России конкурентный рынок электроэнергии только создается, крупные потребители уже оптимизируют затраты на энергоносители, переходя к новым ЭСК, в результате доходы многих ЭСК определяются главным образом объемами реализации электроэнергии (ЭЭ) многочисленным мелким

потребителям. Настоятельная необходимость адаптации компаний к новым условиям путем трансформации сбыта ЭЭ при значительном повышении качества обслуживания клиентов наталкивается на отсутствие эффективных отечественных системы автоматизированного управления сбытом электроэнергии (АСУСЭ), без которых оптимизировать взаимодействие с большим количеством мелких потребителей практически невозможно.

При создании систем управления сложными объектами на этапах научных исследований в настоящее время требуется использование системного подхода, заключающегося в изучении системы и ее поведения в целом как единого объекта, выполняющего определенную функцию в конкретных условиях.

Энергосбытовой комплекс как объект управления в целом представляется сложной системой, состоящей из совокупности взаимодействующих элементов и частей (рис. 1).

Входные контролируемые параметры: Х) (?) (где у =1, ..., I); возмущающие параметры: Вк() (где г = 1, ..., 1); выходные параметры: У°"„ (где п = 1, ..., Ы); управляющие воздействия: 1к (где к = 1, ..., К); возмущающие воздействия на потребителей: Впр (?) (где р = 1., Р); внутренние потоки в системе: у, т (?) (где I = 1,..., Ь, т = 1, ..., М); финансовые потоки, возникающие в процессе продажи ЭЭ потребителям, и соответствующая им информация: Вп (?) (где п = 1, ..., Ы).

Проведенный системный анализ состава управляемых и управляющих параметров, их структурных и функциональных взаимосвязей показал, что исследуемый объект управления (система сбыта ЭЭ) может быть отнесен к классу наблюдаемых и управляемых объектов. Таким образом, все необходимые требования структурной и полной управляемости и наблюдаемости полностью удовлетворяются. Учитывая явную связанность отдельных управляющих и управляемых параметров исследуемого объекта, можно считать, что необходимость подтверждения этих выводов путем расчета известных ранговых критериев отсутствует.

Возмущающие

Рассматриваемая система, являясь искусственной, относится к целенаправленным. При формулировке критерия оптимального управления для разработанной авторами АСУСЭ определена глобальная цель: обеспечение максимальной прибыльности ЭСК, что является главным условием успешного функционирования компании в условиях конкурентного рынка.

При правильной организации управления сбытом ЭЭ рассматриваемая система должна иметь возможность при возникновении возмущающих воздействий (изменения тарифа на ЭЭ, временных интервалов прохождения максимальной нагрузки энергосистемы, потребительского спроса и т.д.) восстанавливать стабильный режим работы с минимальными затратами.

Одним из наиболее существенных возмущающих факторов, с точки зрения глобальной цели, являются колебания спроса потребителей на ЭЭ. При изменении потребительского спроса система переходит в нестабильный режим работы, т.е. нарушается равновесное состояние продвижения энергетического и, как следствие, информационного и финансового потоков. Не менее существен возмущающий фактор уменьшения клиентской базы, т.е. количества потребителей, при этом неизбежно ослабляются основные связи и жизненно важные для ЭСК потоки. С возникновением конкурентного розничного рынка ЭЭ, уход потребителей к другим, более предпочтительным для них сбытовым компаниям становится вполне реальным. Но, несмотря на высокую чувствительность системы сбыта ЭЭ к такому возмущающему воздействию, как снижение клиентской базы, в известных системах средства для его подавления отсутствуют.

После декомпозиции и выделения ЭСК как отдельного модуля рассмотрена математическую модель ЭСК и сделан вывод, что устойчивое функционирование ЭСК зависит, прежде всего, от потребителей, так как источник финансового потока, из которого формируется прибыль ЭСК - это потребители, оплачивающие потребленную ими ЭЭ по установленным тарифам.

Управляющие воздействия Zk (k = 1 ... K)

Рис. 1. Электроэнергетическая система «ЭСК - потребитель»

Показано, что тип выхода системы управления сбытом ЭЭ должен быть определен как информационный, эффективно поддерживающий принятие управленческих решений менеджерами ЭСК в условиях конкурентного рынка ЭЭ, когда главным фактором получения прибыли становится борьба за потребителя.

Систему как совокупность элементов, обладающую признаками связности и функцией, при использовании кортежного определения можно описать в наиболее простом виде следующим образом: £ :{{Р},{х},Е}, где £ - система, {Р} - совокупность элементов в ней, {х} - совокупность связей, Е -функция системы.

Рассматриваемая система автоматизированная, т.е. имеет место использование активности человека внутри системы при значительной роли технических средств. Символьная запись рассматриваемой автоматизированной системы как сложной системы с определяющей ролью элементов двух типов - в виде технических средств и в виде действий человека - имеет вид

£ А :{{Р Т },{Р Ч },{Р 0},{х}, Е},

где Р Т - технические средства (для информационной системы в первую очередь ИТ), Р Ч - решения и другая активность человека, Р О - остальные элементы в системе.

При анализе структуры установлено, что в рассматриваемой системе обратная связь «ЭСК - потребитель» нестабильная и слабая, что отнесено к существенным недостаткам существующей системы.

В результате второго этапа декомпозиции определено, что элемент нижнего уровня в рассматриваемой системе - прибор учета электропотребления, в функции же потребителя входит только оплата учтенного прибором расхода ЭЭ. Из этого следуют важные выводы: в существующую систему управления спросом ЭЭ потребитель фактически не включен; информация об индивидуальных характеристиках потребителя в ЭСК не поступает. Обратная связь «ЭСК - потребитель» может осуществляться лишь за счет слабого и нестабильного потока информации, передаваемой потребителю при редких посещениях контролеров.

Очевидно, что такая слабая, нестабильная связь не в состоянии оказывать заметное влияние на управление сбытом ЭЭ, так как при слабом взаимодействии ЭСК с потребителями (из-за отсутствия устойчивых связей) система управления не в состоянии эффективно

воздействовать на чрезвычайно важные с точки зрения достижения глобальной цели действия потребителя: нерегулярная оплата потребленной ЭЭ, выбор другой ЭСК и т.п.

На основе проведенного системного анализа можно сделать вывод, что необходимо добавление потребителя в систему управления сбытом в качестве одного из основных элементов, с обеспечением его стабильных и сильных связей с ЭСК, что создаст условия для значительного повышения уровня взаимодействия ЭСК и потребителей, благодаря появлению возможности учета и использования индивидуальных характеристик отдельного потребителя ЭЭ в управлении сбытом ЭЭ.

Исходя из результатов проведенного анализа поставлена задача исследования путей устранения выявленных недостатков известных систем, с разработкой более эффективной в современных рыночных условиях АСУСЭ.

На основе исследований, выполненных на экспериментальных объектах, проведены анализ и обобщение наиболее существенных положений, закладываемых в основу системы управления сбытом ЭЭ.

В разработанной системе, в соответствии с вышеуказанным, элемент «потребитель» введен в качестве элемента нижнего уровня (рис. 2).

В предложенной системе рассмотрены следующие связи: U1 - входящие информационные потоки от внешних управляющих и регулирующих структур; U2 - внешние возмущения, действующие на ЭСК; U3 - информационный поток к потребителю через подсистему контролеров ЭСК; U4 - информационные потоки от прибора учета электропотребления; U5 -информационные потоки об оплате использованной потребителем ЭЭ; U6 - внешние возмущения на потребителя; U7 - внешние возмущения на канал связи; U8 - возмущения, поступающие в систему через пункт оплаты; U9 - внутренние информационные потоки между подразделениями ЭСК и подсистемами АСУСЭ; U10 - поток управляющей информации от ЭСК к прибору учета (изменение тарифных схем, ограничение мощности и т.д.); U11 - двусторонний информационный поток между ЭСК и потребителем при их активном взаимодействии (через подсистему работы с абонентами).

Структура разработанной системы при таких усовершенствованиях показана на рис. 3.

U3

Рис. 2. Информационные связи в предложенной системе управления сбытом электроэнергии

Рис. 3. Структура предложенной системы управления сбытом ЭЭ

Для определения наиболее важных с точки зрения глобальной цели свойств были использованы результаты проведенного анализа математической модели ЭСК. Особенность сбыта ЭЭ заключается в равенстве объемов покупок и продаж ЭСК, что вытекает из природы ЭЭ (рассматриваемой как товар), поэтому для ЭСК

WE1 = WE2 ,

где WE1 и WE2 - соответственно объемы продажи и покупок ЭЭ.

Для решаемой задачи важно, что величина WE1 = = ШЕ2 определяется как суммарное электропотребление всех потребителей ЭЭ, отсюда же очевидна важность своевременной оплаты потребителями потребленной ими ЭЭ.

Таким образом, задача эффективного функционирования ЭСК в общем виде может быть представлена в виде следующих выражений:

при ограничениях:

N

N ^ max,

N

£ WEn ^ max,

n=1

N

£ ZDLn ^ 0,

n=1

N

(1)

£ WEn < WORpred, £ Pn < PoRpred:

n =1 n=1

N

£ Pn < P

n=1

pred >

где Ы - количество потребителей, снабжаемых ЭЭ, WEn - электропотребление п-го потребителя, Рп -электрическая мощность п-го потребителя, WoRpred и РокРтй - установленное системным оператором оптового рынка ЭЭ ограничение на ЭЭ и мощность, 1БЬп -задолженность по оплате ЭЭ п-го потребителя, Рргес1 -максимально допустимая суммарная присоединенная мощность для электрической сети.

Из (1) следует необходимость для ЭСК сохранения имеющихся потребителей и привлечения новых, но при обязательном условии выполнения потребителями обязательств по своевременной оплате потребленной ЭЭ. С точки зрения глобальной цели для успешного функционирования ЭСК необходимо, чтобы АСУСЭ имела средства воздействия на потребителей, стимулируя их своевременно оплачивать потребленную ЭЭ и не иметь при этом задолженности по оплате. Исходя из этого, соответствующие указанным переменным три внутренних свойства системы, относящиеся к элементу «потребитель», в данной работе отнесены к основным: регулярность оплаты потребленной ЭЭ, наличие или отсутствие задолженности, месячное электропотребление.

В ходе проведенных исследований и испытаний на экспериментальных объектах не были обнаружены практически применимые в разрабатываемой системе критерии количественной градации этих свойств потребителя ЭЭ. Согласно полученным при испытаниях результатам, количественно определяемые отличия значимости рассматриваемых свойств отсутствуют. Исходя из указанного, в нашей работе принято, что три основных свойства в одинаковой степени значимы для достижения основной (глобальной) цели.

При определении критериев для дифференциации потребителей были также подробно проанализированы дополнительные характеристики потребителей, выбранные ОАО «Севкавказэнерго» и рядом других ЭСО для классификации потребителей ЭЭ, на основании многолетнего опыта работы с различными группами клиентов. В итоге были определены 7 свойств, характеризующих конкретного потребителя ЭЭ и при этом достаточных для дифференциации потребителей по степени их «ценности» для ЭСК (таблица).

Свойства, характеризующие ЭЭ

№ Свойства потребителей

1 Регулярность оплаты потребителем полученной ЭЭ (или предоплаты, если это предусмотрено договором)

2 Наличие или отсутствие задолженности по оплате потребленной ЭЭ

3 Величина месячного электропотребления потребителя

4 Соблюдение потребителем ЭЭ режимов энергопотребления, установленных энергосистемой

5 Участие потребителя ЭЭ в мероприятиях по снижению нагрузки при дефиците энергии и мощности в энергосистеме

6 Перспективность для ЭСК потребителя как клиента (например, возможность расширения производства и т.п.)

7 Регулируемость потребителя ЭЭ (технологическая возможность сдвига во времени периодов повышенного электропотребления).

В разработанной системе стратегия управления предусматривает индивидуальный подход к каждому потребителю ЭЭ, при котором ему предлагаются дополнительные возможности, с учетом его «ценности» для ЭСК и степени его взаимодействия с ЭСК. Если потребитель ЭЭ удовлетворяет критериям «ценности» с точки зрения ЭСК, он поощряется более высоким

Использование неразрушающего вихретокового контроля качества (ВТК) в поточном технологическом производстве металлоизделий неизбежно связано с задачей компенсации влияния воздушного зазора на выходные характеристики первичного преобразователя (ВТП). При ВТК цилиндрических изделий щелевыми ВТП с однородным полем в наибольшей степени этому влиянию подвержены амплитудно-фазовый метод раздельного контроля электропроводности у 1 и радиуса изделий , а также амплитудный метод контроля R1 [1].

уровнем обслуживания, если нет - подвергается штрафным санкциям. Таким образом, выбранная стратегия направлена как на воспрепятствование уходу «ценного» потребителя к другой компании, так и на стимулирование неаккуратных плательщиков выполнять обязательства по оплате ЭЭ.

На основе анализа структуры потребителей ЭЭ и применяемых принципов деления их на группы в работе потребители ЭЭ разделены на такие условные группы, как промышленные предприятия, предприятия малого бизнеса, производственные сельскохозяйственные потребители, бытовые потребители, организации, финансируемые из бюджета. Также определена и подробно рассмотрена используемая в системе структура уровней обслуживания потребителя URk, образующих множество URk е {UR} .

В качестве средства объективной дифференциации элементов нижнего уровня (потребителей) в иерархии системы управления сбытом ЭЭ, использованы автоматически вычисляемые критерии уровня взаимодействия потребителей и ЭСК. В качестве указанных критериев предложено использовать расчетные комплексные показатели Qn, обеспечивающие

автоматическую дифференциацию потребителей по степени их взаимодействия с ЭСК.

Такой подход предложен впервые и является новым.

2006 г.

В работе [2] предложено определение вихретоко-вого преобразователя щелевого типа (щелевого ВТП). Последующие исследования и практическая реализация вихретокового контроля линейно-протяженных объектов [3-5] позволили уточнить это определение. Под щелевым ВТП будем понимать вихретоковый преобразователь с конструктивным воздушным зазором для размещения объекта контроля, создающий начальное поперечное переменное магнитное поле по отношению к указанному объекту. Будем рассматривать щелевые ВТП, создающие начальное поле

Северо-Кавказский горно-металлургический институт

(государственный технологический университет), г. Владикавказ 10 ноября

УДК 620. 179 14

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЩЕЛЕВОГО ТРАНСФОРМАТОРНОГО ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ОДНОРОДНЫМ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОПЕРЕЧНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА КОНТРОЛЯ. Ч. 4

© 2007 г. А.Л. Степанов