Оценка реализации потенциала энергосбережения при эксплуатации объектов военной инфраструктуры Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 658.262; 658.512:005

ОЦЕНКА РЕАЛИЗАЦИИ ПОТЕНЦИАЛА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТОВ ВОЕННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

С.А. Дорофеев, О.Р. Кивчун, А.Н. Прохода

Рассматривается подход к оценке реализации потенциала энергосбережения при эксплуатации объектов военной инфраструктуры. Основными этапами подхода являются расчёт показателя результативности снижения электропотребления, расчёт показателя результативности затрат на снижение электропотребления и расчёт показателя результативности реализации потенциала энергосбережения. Данный подход позволяет сопоставить все виды затрат и полученный положительный результат от снижения электропотребления.

Ключевые слова: электропотребление, потенциал энергосбережения, доверительный интервал, показатель, затраты, ранг, временной интервал.

В рамках техноценологической теории [1, 2] разработана методика оптимального управления электропотреблением Военного электротехнического комплекса (ВЭК), включающая этапы: формирование базы данных, интервальное оценивание, прогнозирование, нормирование и по-тенширование [3] (рис. 1).

Рис. 1. Методика оптимального управления электропотреблением ВЭК

267

Под ВЭК понимается ограниченная в пространстве и времени, обладающая технологическими свойствами совокупность источников и потребителей электроэнергии (объектов военной инфраструктуры), имеющих единую систему управления и всестороннего обеспечения, а также общую цель функционирования [4].

Процедура потенширования электропотребления является одной из основных и заключается в определении потенциала энергосбережения, на величину которого на данном временном интервале может быть сокращено электропотребление ВЭК без ущерба его нормальному функционированию. Потенциал энергосбережения - полученная на расчётную глубину абсолютная разница между электропотреблением ВЭК (в кВт-ч) без реализации энергосберегающих мероприятий и электропотреблением, полученным при управляющем воздействии, направленном на энергосбережение (рис. 2) [4, 5].

Рис. 2. К понятию потенциала энергосбережения

В общем виде расчёт потенциала энергосбережения осуществляется по выражению

гтах гтах

ЬЩ = X^(г) - XЖ2(г),

(1)

г=1

г=1

'шах

г

'шах

где XЩ(г) - электропотребление ВЭК; X Щ(г)- электропотребление

г=1 г=1

ВЭК, полученное при управляющем воздействии, направленном на энергосбережение.

Электропотребление ВЭК рассчитывается как сумма эмпирических значений электропотребления рангов объектов на год исследования. Электропотребление ВЭК, полученное при управляющем воздействии, направленном на энергосбережение, рассчитывается как сумма значений электропотребления рангов на нижней границе переменного доверительного интервала, полученной на основе обработки базы данных. Расчетный про-

межуток времени определяется, с одной стороны, глубиной базы данных по электропотреблению в прошлом, на основе которой строится переменный доверительный интервал, а с другой - требуемым горизонтом моделирования потенциала в будущем [4 - 6].

В рамках процедуры потенширования осуществляется двухуровневая оценка потенциала энергосбережения [4 - 6]. Первый уровень - 71-потенциал, для которого в качестве конечного рассматривается ранговое параметрическое распределение, соответствующее нижней границе переменного доверительного интервала, полученного в процедуре интервального оценивания. Второй уровень - 72-потенциал, для которого в качестве конечного рассматривается ранговое параметрическое распределение, соответствующее нижней границе переменного доверительного интервала, полученного в процедуре интервального оценивания после 7Р-нормирования. Процедура 7Р-нормирование предусматривает пересчет электропотребления объектов внутри функциональных групп на основе лучших реально существующих графиков нагрузок и внутригрупповых показателей электропотребления [4 - 6]. На заключительном этапе осуществляется процедура 7Р-планирования, которая предусматривает на основе выбранной стратегии энергосбережения определение для каждого объекта ВЭК индивидуальной нормы снижения электропотребления и количество временных интервалов для реализации потенциала [4 - 6].

На основании рассчитанных значений потенциала, индивидуальной нормы и количества временных интервалов снижения электропотребления на объектах планируется управляющее воздействие, направленное на энергосбережение в виде организационных и технологических мероприятий. По результатам снижения электропотребления производится оценка показателя результативности реализации потенциала энергосбережения ВЭК сопоставлением двух показателей: результативности снижения электропотребления и результативности затрат (рис. 3).

На основе рассчитанных для объектов индивидуальных норм осуществляется определение целевого показателя снижения электропотребления как отношение величины потенциала энергосбережения на выбранном временном интервале (общее количество временных интервалов снижения электропотребления для реализации 71-, 72-потенциалов рассчитывается в процедуре потенширования [4 - 6]) к электропотреблению на начальном временном интервале:

f r r \

'max 'max ^

X W(rk) - X W'frk) IPW = V =' r Г='-^ (2)

max

XW(rk)

r='

где W( rk) - электропотребление ранга k-го объекта на начальном временном интервале (до реализации управляющего воздействия, направленного на энергосбережение); Wn(k) - рассчитанное электропотребление ранга

269

к-го объекта при реализации индивидуальной нормы снижения электропотребления на 1-ом временном интервале; т\ - ранг к-го объекта; к - код объекта, к =1, 2, 3... ктах.

Данный показатель позволяет оценить планируемую долю снижения электропотребления на выбранном временном интервале к общему электропотреблению ВЭК.

Расчет показателя результативности снижения

электропотребления, 1Рп, \

Расчёт показателя результативности реализации потенциала энергосбережения, 1Р I

Рис. 3. Структура оценки показателя результативности реализации потенциала энергосбережения ВЭК

На следующем этапе после проведения организационных и технологических мер, направленных на энергосбережение, осуществляется расчёт показателя снижения электропотребления, который определяется как отношение величины реализованного потенциала энергосбережения на выбранном временном интервале к электропотреблению ВЭК начального временного интервала [6]:

1Ж(Тк)

г=1 270

где 1Рж - показатель снижения электропотребления на 1-м временном ин

тервале; Жас{(к) - фактическое электропотребление ранга к-го объекта на

1-м временном интервале после проведения организационных и технологических мер, направленных на энергосбережение.

Данный показатель позволяет оценить фактическую долю снижения электропотребления на выбранном временном интервале к общему электропотреблению ВЭК.

Далее рассчитывается показатель результативности снижения электропотребления, который отражает степень близости фактического снижения электропотребления и рассчитанного при реализации индивидуальной нормы для выбранного временного интервала. Расчёт осуществляется как отношение показателя снижения электропотребления к целевому показателю снижения электропотребления [6]:

Показатель результативности (4) исчисляется в пределах [0,1], границы которого соответствуют:

- левая - полному отсутствию управляющего воздействия, направленного на энергосбережение (исходные значения электропотребления

{Ж(гк)) полностью совпадают со значениями (Жас{(гк)) на 1-ом временном

интервале наблюдения);

- правая - полной реализации потенциала энергосбережения (значения электропотребления (Жас*( г\)) и (Жп ( гк)) совпадают).

Для проведения организационных и технологических мероприятий, направленных на энергосбережение, из сформированного бюджета выделяются денежные средства и распределяются по соответствующим статьям расхода.

Далее со статьи расходов осуществляется выделение денежных средств по видам и объёмам затрат на снижение электропотребления (рис. 3), которые классифицируются на основные, сопряжённые и сопутствующие [9]. Общие затраты на снижение электропотребления определяются суммарным показателем вида

(4)

г=1

г=1

. ктах 1 о о

с'ж = 2 (С1 + С + с3),

тах

к=1

где - основные затраты к-го объекта (закупка, модернизация основного

оборудования и т.д.); С£ - сопряжённые затраты к-го объекта (расходы на привлечение экспертов, обучение и аттестация персонала, стимулирующие

выплаты и т.д.); с£- - сопутствующие затраты к-го объекта (транспортные,

командировочные расходы, штрафы и неустойки за нарушение условий договоров, и т.д.).

Расчёт показателя результативности затрат на снижение электропотребления определяется как отношение общих затрат к стоимости сэкономленной электроэнергии по результатам реализации потенциала энергосбережения [6]:

IPC = 1 +

CW

rmax rmax ract - * -

(5)

x (W(rk) • sc(rk)) - X (Wact(rk) • sc(rk)) r=1 r=1

где sc(rk) - тариф на электроэнергию для ранга k-го объекта на начальном этапе временного интервала, на котором фиксировалось его эмпирическое значение электропотребления; sc * (rk ) - тариф на электроэнергию для ранга k-го объекта на t-м временном интервале, на котором фиксировалось его электропотребление после управляющего воздействия, направленного на энергосбережение.

Показатель (5) оценивает степень затрат на снижение электропотребления относительно стоимости сэкономленной электроэнергии и исчисляется в диапазоне [1,к>]. При этом левая граница показателя соответствует нулевым затратам на энергосбережение, а правая - бесконечным (зависит от результативности проведённых мероприятий, направленных на энергосбережение).

Оценка реализации потенциала энергосбережения осуществляется по показателю результативности реализации потенциала энергосбережения (рис.3), который определяется как соотношение показателей результативности снижения электропотребления и затрат на снижение электропотребления [6, 7]:

IP =IpWW ® max (6)

IPC

Данный показатель (6) находится в пределах [0,1], приобретая своё предельное значение (практически не достижимое) при выполнении IP = 1.

Таким образом, предложенный в рамках техноценологической теории подход к оценке реализации потенциала энергосбережения позволяет сопоставить все виды затрат и полученный положительный результат от снижения электропотребления. При этом для принятия управленческих решений, направленных на снижение электропотребления и исключения необоснованных затрат, данный подход предполагает:

- определение величины потенциала энергосбережения ВЭК;

- расчёт для каждого объекта индивидуальной нормы и количества временных интервалов снижения электропотребления;

- определение видов и объёмов затрат на реализацию потенциала энергосбережения.

Применение вышеуказанного подхода позволит своевременно, на основе значений показателя результативности реализации потенциала энергосбережения корректировать организационные и технологические мероприятия, направленные на снижение электропотребления, с учётом затрат и сроков их окупаемости.

Список литературы

1. Кудрин Б.И. Выделение и описание электрических ценозов // Электромеханика. 1985. № 7. С. 49 - 54.

2. Гнатюк В.И. Закон оптимального построения техноценозов: монография. 2-е изд., перераб. и доп. Электронные текстовые данные. Калининград: [КИЦ «Техноценоз»], 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://gnatukvi.ru/ind.html (дата обращения 08.01.2018).

3. Автоматизация управления электропотреблением объектов Балтийского флота на основе синтеза стандартных и тонких процедур рангового анализа: монография / В.И. Гнатюк, Д.В. Луценко, С. А. Дорофеев, М.Б. Урюпин. Калининград, 2015. 401 с.

4. Гнатюк В.И., Дорофеев С.А., Кивчун О.Р. Методика управления электропотреблением при эксплуатации объектов регионального электротехнического комплекса Калининградской области на основе системных свойств потенциала энергосбережения // Промышленная энергетика. 2017. № 10. С. 58 - 65.

5. Гнатюк В.И., Луценко Д.В. Потенциал энергосбережения регионального электротехнического комплекса: Экономические проблемы энергетического комплекса. М.: Изд-во ИНП РАН, 2013. 107 с.

6. Гнатюк В.И. Потенциал энергосбережения техноценоза. Калининград: КИЦ «Техноценоз», 2013 [Электронный ресурс]. URL: http://gnatukvi .ru/index.files/potential .pdf (дата обращения 10.01.2018).

7. Дорофеев С.А., Кивчун О.Р. Снижение электропотребления при эксплуатации объектов припортового электротехнического комплекса на основе оценки системного и объектного потенциалов энергосбережения // Морские интеллектуальные технологии. 2017. Т. №2 2. Вып. 38. С. 117-121.

8. Морозов Л.М., Петухов Г.Б., Сидоров В.Н. Методологические основы теории эффективности: учеб. пособие. Ленинград: Изд-во ВИКИ им. А.Ф. Можайского, 1982. 236 с.

9. Петухов Г.Б., Якунин В.И. Методологические основы внешнего проектирования целенаправленных процессов и целеустремлённых систем. М.: Изд-во «АСТ», 2006. 504 с.

Дорофеев Сергей Алексеевич, канд. техн. наук, зав. кафедрой, dorofeev1973@mail.ru, Россия, Калининград, филиал ВУНЦ ВМФ ««Военно-морская академию>,

Кивчун Олег Романович, канд. техн. наук, старший преподаватель, oleg_kivchun@,mail.ru, Россия, Калининград, филиал ВУНЦ ВМФ ««Военно-морская академию} ,

Прохода Александр Николаевич, канд. воен. наук, проф., prokhoda_59@,mail.ru, Россия, Калининград, филиал ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия»

THE EVAL UA TION OF IMPLEMENTA TION OF ENERGY SA VING POTENTIAL

A T OPERA TION OF FA CILITIES IN THE MILITAR YINFRASTR UC TURE

S.A. Dorofeev, O.R. Kivchun, A.N. Prohoda.

An approach to the evaluation of implementation of energy saving potential at operation of facilities in the military infrastructure is being viewed at this article. The basic stages of this approach are the following ones: estimation of the index of performance of reduction of electrical energy consumption, estimation of the index of performance of expenses of reduction of electrical energy consumption and estimation of the index of performance of implementation of energy saving potential. This approach allows collating all kinds of expenses and the achieved positive effect from reduction of electrical energy consumption.

Key words: electrical energy consumption, energy saving potential, confidence interval, index, expenses, rank, time interval.

Dorofeev Sergey Alexeevich, candidate of technical sciences, head of chair, doro-feev19 73@mail. ru, Russia, Kaliningrad, Branch of the Naval Academy of the Navy "Naval Academy",

Kivchun Oleg Romanovich, candidate of technical sciences, senior lecturer, oleg_kivchun@,mail.ru, Russia, Kaliningrad, Branch VUNTSNavy "NavalAcademy"

Alexander Nikolayevich Prokhoda, сandidate of military sciences, professor, prok-hoda_59@mail. ru, Russia, Kaliningrad, Branch of the VUNTS Navy "Naval Academy"