CC BY
4К ВОПРОСУ О СОСТАВЛЯЮЩИХ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РЕГИОНЕ
А.М. КУМАРИТОВ,
доцент Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета) г. Владикавказа, к.т.н.,
О.И. ХУЗМИЕВА,
ассистент Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета) г. Владикавказа, к.э.н.
В период реформирования и становления энергетического комплекса России одной из общих задач потребителей и поставщиков энергоресурсов в рамках региональных энергетических систем становится создание единой информационной системы, позволяющей решать вопросы формирования графиков нагрузки энергопотребления, балансов интересов и прозрачности регулирования с учетом факторов, включающих особенности развития того или иного региона, важнейшие из которых:
• недостаточная обеспеченность энергоресурсами, сдерживающая рост производства;
• высокая энергоемкость производства плюс удорожание топливно-энергетических ресурсов, снижающие конкурентоспособность товаров по цене, провоцирующие спад объемов производства;
• перебои в энергоснабжении, вызванные задолженностью энергоснабжающим организациям;
• ухудшение экологической обстановки, вызванное добычей и транспортировкой энергоресурсов, требует немедленного принятия соответствующих решений;
• неэффективное распределение энергоресурсов (бюджетные организации, бытовые потребители используют значительное количество энергоресурсов при неполной оплате), дающее серьезную нагрузку на бюджеты регионов.
Основными причинами такого положения можно назвать энергоемкую межотраслевую структуру промышленного производства в России и технологическое несовершенство основных производственных фондов, в связи с чем энергоемкость отечественной промышленности в 2-3 раза превышает энергоемкость аналогичных технологий в развитых странах.
В этих условиях весьма актуальной проблемой становится совершенствование управления энергоснабжением и энергопотреблением региона на основе использования современных технических средств, новых информационных технологий и математических методов.
В развитие методов математического моделирования, ориентированных на решение перечисленных задач, также как и при реализации процедур преодоления неопределенностей, большую роль играют методы оптимизации, разрабатываемые с учетом специфики региональных систем энергетики и формирования балансов энергоснабжения и энергопотребления. В практическом отношении результаты изучения общих вопросов математического моделирования используются в двух направлениях: для автоматизации всех видов системных исследований и для создания автоматизированных систем управления, проектирования и планов расчетов.
Все эти проблемы многоплановые, связанные с теорией информации и кодирования, со статистическими методами обработки информации, с практическим получением количественных данных, необходимых при управлении, или системных исследований в области энергоснабжения и энергопотребления.
Однако, несмотря на большой объем исследований по управлению энергообеспечением региона:
- отсутствует единый методологический подход к построению эффективных систем управления энергоснабжением и энергопотреблением в регионе, основанный на системном анализе и прогнозировании управляемых процессов, максимальном учете динамических факторов развития региона;
- не используются взаимосвязанные комплексы математических моделей и методов нормирования, планирования и регулирования отношений между поставщиками и потребителями
энергоресурсов, а также механизмы адаптации имеющихся моделей и методов к изменяющимся условиям функционирования топливно-энергетической и жилищно-коммунальных отраслей;
- нуждаются в дальнейшей проработке вопросы обеспечения достоверности информации и надежного функционирования региональной энергетической системы «поставщик-потребитель».
Отсутствие действенных мер по совершенствованию управления энергоснабжением и энергопотреблением в энергодефицитном регионе, а также между участниками регионального рынка энергоресурсов определило выбор темы, цели и содержания данной работы.
Потребление энергоресурсов в современной региональной экономике неизбежно связано с ростом, который отражает развитие народно-хозяйственного сектора. Растущие объемы и стоимость потребляемых энергоресурсов в условиях реформирования топливно-энергетической и жилищно-коммунальных отраслей требуют новых подходов к управлению процессами энергообеспечения региона, особенно в условиях дефицита и отсутствия собственных генерирующих мощностей.
От достоверного планирования объема потребляемых энергоресурсов и прозрачного тарифообразования зависит качество работы системы «поставщик-потребитель» энергоресурсов. Зачастую, энергоснабжающие организации должным образом не занимаются данной проблематикой, а именно:
• не проводится планомерная работа с потребителями энергосистемы на предмет обоснования прогнозируемых потребляемых объемов энергоресурсов;
• не рассматриваются региональные социально-экономические, метрологические и экологические факторы, влияющие на возможное изменение объемов потребления;
• графики потребления энергоресурсов не корректируются с учетом статистики прошлых лет;
• не берется в расчет макроэкономическая ситуация;
• при расчете тарифов (стоимость на энергоресурс) энерго-снабжающей организации дает значительную погрешность не-
достоверность и неточность в учете технических и технологических параметров о потреблении энергетического ресурса.
При анализе были рассмотрены основные области информации:
• данные, характеризующие производственно-хозяйственную деятельность:
- объемы оказываемых услуг;
- состояние трудовых ресурсов, затраты на заработную плату;
• бухгалтерская (финансовая) отчетность за 2004 год и 2005 год, состоящая из:
- бухгалтерских балансов (форма № 1);
- отчетов о прибылях и убытках (форма № 2);
• расчеты планируемой себестоимости и прибыли на регулируемый период.
Задачами анализа были:
- анализ фактических затрат, анализ себестоимости производства услуг, финансовых и технических показателей;
- выявление и устранение нарушений или ошибок, существенно влияющих на величину фактических затрат;
- определение технически обоснованных значений показателей финансовых затрат и энергетических ресурсов, влияющих на выполнение производственной программы.
В ходе анализа применялись следующие рабочие процедуры:
- изучение особенностей предприятия;
- анализ действующей тарифной политики и условий, при которых формировались тарифы на коммунальные услуги;
- анализ действующих на предприятиях договорных отношений с потребителями и поставщиками услуг;
- анализ действующей учетной политики;
- сравнительный анализ динамики доходов и расходов, величины прибыли, необходимой для функционирования и развития предприятия;
- анализ формирования производственной программы по видам оказываемых услуг;
- обзор оборотов по счетам синтетического учета с целью убедиться, что расходы предприятия формируются и учитыва-
ются по осуществляемым видам деятельности и распределяются в соответствии с источниками финансирования;
- оценка экономической обоснованности расходов (на основе аудиторских доказательств, полученных при проведении анализа);
- интервью с лицами, ответственными за работу с потребителями;
- проведение других аналитических процедур.
Анализ проведен в три этапа:
- первый этап - изучение и анализ представленных материалов на предмет соответствия нормативным документам, планирование;
- второй этап - проведение аналитических процедур на предмет рационального использования энергоресурсов, анализ сметы затрат, сбор аудиторских доказательств;
- третий этап - подготовка заключения по результатам проведенной работы на предмет экономического обоснования производственной программы и тарифов на оказание услуги по поставке энергоресурсов.
Одним из источников регулирования естественных монополий, в частности организаций, занимающихся передачей электрической энергии, является законодательство субъектов Российской Федерации.
Необходимо отметить, что законодательство республики ни в области функций региональных органов, ни в области регулирования тарифов недостаточно проработано, для того чтобы провести сравнительный анализ с существующим федеральным законодательством.
Структура полезного отпуска мощности по диапазонам напряжения имеет отличия от структуры полезного отпуска электроэнергии, вызванные различием в числе часов использования мощности по диапазонам напряжения.
Для оценки уровня нагрузки электросетевого хозяйства Се-веро-Осетинского филиала КЭУК произведен расчет полезного отпуска электроэнергии на 1000 условных единиц электросетей и трансформаторных подстанций (таблица 1.1).
Полезный отпуск электроэнергии на 1000 условных единиц электросетей и трансформаторных подстанций в год
Таблица 1.1.
№ п.п. Показатели ВН СН1 СН2 НН Всего
1 Объем в условных единицах
ВЛЭП и КЛЭП 1 231,58 582,10 2 587,46 5 019,19 9 420,33
ПС, ТП, КТП и РП 21 536,90 5 478,20 6 985,00 0,00 34 000,10
Всего: 22 768,48 6 060,30 9 572,46 5 019,19 43 420,43
2 Полезный отпуск по тарифу 2006 г. Полезный отпуск э/э из сети (в т.ч. в сеть другого напряжения) Полезный отпуск потребителям
млн.кВт-ч 1 780,40 1 216,47 853,93 538,82 1 391,20
3. Полезный отпуск э/э на 1000 условных единиц 78,2 200,7 89,2 107,4 32,0
В Северо-Осетинском филиале КЭУК наибольшая доля по трудоемкости обслуживания у электросетевого хозяйства по диапазону высокого напряжения (52%). Полезный отпуск из этих сетей относительно их объема обслуживания находится на уровне, свидетельствующем об их достаточной загруженности.
Общая нагрузка электросетевого хозяйства по полезному отпуску потребителям находится на невысоком уровне.
В общей структуре полезного отпуска потребителям через сети Северо-Осетинского филиала КЭУК преобладает отпуск из сетей низкого напряжения (41% в 2005 г.).
В 2006 г. произошел рост полезного отпуска потребителям через сети Северо-Осетинского филиала КЭУК за счет потребителей оптового рынка электроэнергии.
Полезный отпуск потребителям на 1000 условных единиц электросетевого хозяйства находится на уровне, недостаточном для эффективной деятельности по передаче электроэнергии.
Проведем анализ динамики потребления электрической энергии по гарантирующему поставщику ОАО «Севкавказ-энерго» за 2000-2006 гг. на территории РСО-Алания (таблица 1.2 и рисунок 1.1).
Анализ отпуска в сеть электрической энергии по РСО-Алания за 2000-2006 гг.
Таблица 1.2.
Годы План Факт Отклонение в тыс. кВт.ч Отклонение в %
2000 г. 1728700 1643205,600 -85494,4 95,05
2001 г. 1745360 1576751,223 -168608,78 90,33
2002 г. 1657000 1602003,011 -54996,99 96,6
2003 г. 1637000 1627984,149 -9015,85 99,4
2004 г. 1666900 1572601,366 -94298,63 94,3
2005 г. 1600000 1584545,730 -15454,27 99,0
2006 г. 1619000 1602927,947 -16072,053 99,0
Рисунок 1.1. Анализ отпуска в сеть электрической энергии по РСО-Алания за 2000-2006 гг.
Анализ таблицы 1.7 показывает, что на предприятии нет четкой системы планирования объемов потребляемой электрической энергии. Отклонение фактически поставленной электрической энергии от плановых показателей колеблется от 10 до 1 процента.
Но более достоверную картину качества планирования потребления электрической энергии дает анализ отклонений фактического от планового полезного отпуска, результаты анализа отражают результативность системы планирования и уровень взаимодействия между поставщиком и потребителем электрической энергии (таблицы 1.3 и 1.4).
Анализ отклонений фактического от планового полезного отпуска
Таблица 1.3.
Годы План Факт Отклонение в тыс. кВт.ч Отклонение в %
2000 г. 1452108 1314564,48 -137543,52 90,5
2001 г. 1431195,2 1132895,77 -298299,43 79,1
2002 г. 1358740 1158147,55 -200592,45 85,24
2003 г. 1342340 1165148,26 -177191,74 86,8
2004 г. 1366858 1111514,65 -255343,35 81,3
2005 г. 1312000 1090484,37 -221515,63 83,12
2006 г. 1327580 1081976,37 -245603,6 81,5
Анализ потерь по ОАО «Севкавказэнерго»
Таблица 1.4.
Годы План Факт Отклонение в тыс. кВт.ч Отклонение в %
2000 г. 276592 328641,12 +52049,12 118,8
2001 г. 314164,8 443855,46 +129690,66 141,3
2002 г. 298260 443915,03 +145655,03 148,8
2003 г. 294660 462835,89 +168175,89 157,1
2004 г. 300042 461086,72 +161044,72 153,7
2005 г. 288000 494061,36 +206061,36 171,5
2006 г. 291420 520951,58 +229531,58 178,8
По данным обследований, состояние качества электроэнергии по большинству показателей в распределительных сетях РСО-А также не соответствует установленным требованиям.
Для наглядного представления результатов измерений состояния качества в виде диаграмм введем условную единицу, характеризующую степень соответствия каждого показателя
качества установленному стандартному значению за длительный (не менее недели) период времени Т (ГОСТ 13109-97) и выраженную как функция:
Ея (Т) = /(Н (Т), В (Т)), (1.1)
где Т - период, за который было рассмотрено состояние качества электроэнергии (с 2005 по 2007 гг. (два года), Н и й -переменные, обратно пропорционально зависящие от величин Т1 и Т2 [1] следующим образом:
н (Т) = 1 - ^, В(Т) = 1 - ^, (1.2)
100 100
где е (Т1) и е (Т2) - математические ожидания Т1 и Т2 на интервале времени Т.
Значения Т1 и Т2 рассчитываются по данным статистической обработки, методика которой описана в [1]. Величина Т1 - это процент времени, в течение которого значение показателя выходило за нормально допустимые значения, Т2 - то же для предельно допустимых значений.
Для определения численного значения Ев примем формулу:
Е1 (Т) = Н1 (Т) х Вг(Т) ^ 1,1 = (1... 6). (1.3)
Таким образом, получим переменную Ев с областью значений от 0 до 1, характеризующую степень качества электроэнергии по отдельно взятому показателю по результатам длительных измерений. При этом значение Ев = 0 означает, что в течение всего периода измерений значение показателя выходило за предельно допустимые значения, Ев = 1 - полное соответствие показателя стандартам.
С использованием вышесказанного изобразим гистограммы состояния (рисунок 1.2) качества электроэнергии по распределительным сетям РСО-А на 01.01.2007 г.
1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 щ 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00
1,00
0,80 0,80 0,72
0,45
0,35
<и К0и К2и Ы
Показатель
Ки Ки(п)
Рисунок 1.2. Среднее значение показателя для сетей РСО-Алания.
Обозначения показателей на гистограммах:
- ьи - установившееся отклонение напряжения (/ =1);
- К0и - коэффициент несимметрии по нулевой последовательности (/ =2);
- К2и - коэффициент несимметрии по обратной последовательности (/=3);
- Дf - отклонение частоты (/ =4);
- Ки - коэффициент искажения синусоидальности (/ =5);
- Ки (п) - коэффициент п-й гармоники (/ =6).
Как видно из диаграмм, в наибольшей степени не соответствует стандарту показатель установившегося отклонения напряжения. При этом наблюдается как значительное превышение допустимых значений, так и выход за нижний предел. Закономерности в распределении между первым и вторым нарушениями, если рассматривать годовую статистику обследований, не выявлено, во всех обследованных сегментах сетей с примерно равной вероятностью наблюдались как первое, так и второе на-
рушение. Есть сезонная зависимость - в зимний период значительно повышается доля нарушений второго типа из-за увеличения мощности нагрузки. Основные причины низкого качества электроэнергии по показателю установившегося отклонения напряжения у потребителя - неправильное распределение нагрузок, большие потери в воздушных и кабельных линиях, отсутствие регулирования напряжения на подстанциях 0,4 кВ.
По отклонению частоты нарушений не наблюдалось.
Коэффициент искажения синусоидальности зависит от характера потребления, и в обследованных сетях электроэнергия по данному показателю менее качественна в районах с относительно высокой долей мощности нелинейных потребителей.
Таким образом, основным элементом в проблеме качества электроэнергии в распределительных сетях РСО-А являются значительные отклонения напряжения, отрицательно влияющие на работу как электроприемников промышленных и бытовых потребителей, так и на энергооборудование самих сетей, сокращая срок службы электроприемников и увеличивая потери. Зафиксировано большое количество случаев выхода из строя электроприборов, снижения производственных показателей промышленных предприятий региона.
На рисунке 1.3 показан суточный график установившегося отклонения фазных напряжений в точке общего подключения бытовых потребителей, как трехфазных, так и однофазных, в одном из сегментов распределительной сети 0,4 кВ. Потребители на данном сегменте вынуждены применять стабилизаторы напряжения.
Графики отклонений фазных напряжений
15.05.2007
■ ¿и а -<5и в -йи с ^ш див пд див НД дин нд ^™ Зин I
-10,00
-20,00
-25,00
Рисунок 1.3. Суточный график установившегося отклонения фазных напряжений м в точке общего подключения бытовых потребителей
Время
-30,00
Литература
1. ГОСТ Р 8.622-2006 «Методика выполнения измерений при проведении контроля качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения». - М.: Стандартинформ, 2006.
2. Интернет-сайт ОАО «Севкавказэнерго», www.vladi.electra.ru. Владикавказ, 2005 г.
3. «Годовой отчет открытого акционерного общества «Севкавказэнерго» по результатам работы за 2005 год», Владикавказ, 2006 г.
4. Кумаритов А.М. Качество электроэнергии в стратегии управления сбытом электроэнергии массовому потребителю// Механизмы активизации использования региональных ресурсов. Москва-Владикавказ: Научные труды Вольного экономического общества, Т.79, 2006. С. 81-89.
5. Кумаритов А.М., Хузмиева О.И. Аспекты формирования и развития рынка электрической энергии в Республике Северная Осетия-Алания// Инновационные технологии для устойчивого развития горных территорий: Материалы VI Международной конференции. - Владикавказ: Изд-во «Терек», 2007.
