CC BY
50
Паниковская Т.Ю.
Кандидат технических наук, доцент, кафедра автоматизированных электрических систем, ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный
университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
ОЦЕНКА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ОГРАНИЧЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ В ПЕРИОДЫ ПИКОВЫХ ЦЕН
Аннотация
В статье предлагается методика оценки ущерба от ограничения нагрузки на стороне потребителей в периоды максимальных нагрузок энергосистемы. Показано, что широкий диапазон изменения цен на электрическую энергию между часами минимальных и максимальных нагрузок стимулирует потребителей к ограничению или перераспределению нагрузки по времени.
Ключевые слова: удельный ущерб, управление потреблением, график нагрузки, ограничение электропотребления.
Keywords: specific damage, Demand Side Management, schedule load, limitation of power consumption.
Прогнозируемый рост электропотребления во многих странах требует реконструкции существующих или строительства новых источников генерации и сетевых комплексов, что приводит к отвлечению значительных финансовых ресурсов, имеет длительные сроки окупаемости и, в конечном итоге, приводит к росту издержек, связанных с эксплуатацией и техническим обслуживанием объектов. Оптимальным решением проблемы снижения энергопотребления в часы максимальных нагрузок является широкое внедрение и развитие программ управления спросом (Demand Side Management) [1, 2], которые:
- способствуют выравниванию общесистемного графика нагрузок, за счет: снижения электропотребления в период максимальных нагрузок, пропорционального снижения потребления на суточном интервале, снижения электропотребления за счет переноса нагрузки на часы минимальных нагрузок;
- стимулируют потребителей к внедрению интеллектуальных систем учета и управления потреблением;
- способствуют повышению системной надежности и устойчивости;
- предоставляют финансовые и экологические обоснованные решения для повышения надежности и качества поставок ЭЭ, охраны окружающей среды;
- приводят к снижению потерь ЭЭ в энергосистеме за счет оптимизации электрических режимов.
Традиционно управление потреблением (DSM) включает мероприятия (рис. 1), направленные на:
- повышение энергетической эффективности - Energy efficiency;
- управление спросом - Demand response.
Управление потреблением Demand Side Management (DSM)
Повышение энергоэффективности Energy efficiency (Долгосрочные программы) Управление спросом Demand response (Краткосрочные и долгосрочные программы)
Внеэкономические методы (диспетчирование - отключения и ограничения потребления^
Экономические
методы
Рис. 1 - Классификация программ управления потреблением
Управление спросом определяется как комплекс мер, нацеленных на корректировку графика нагрузки конечными потребителями в ответ на изменение стоимости электроэнергии в течение времени, либо благодаря компенсационным выплатам, разработанным для стимулирования к снижению потребления во время пиков нагрузки или в случае возникновения угрозы функционирования энергосистемы.
При анализе возможности потребителя регулировать нагрузку в течение суток, прежде всего, следует рассмотреть классификацию потребителей с точки зрения их участия в рынках электроэнергии и мощности. Участниками оптового рынка являются генерирующие компании, крупные станции, потребители и энергосбытовые организации. В рамках розничных рынков реализуется ЭЭ, приобретенная на оптовом рынке, а также электроэнергия генерирующих компаний, не являющихся участниками оптового рынка. Цены на оптовом рынке ЭЭ и мощности России (сектор «рынок на сутки вперед» (РСВ)) формируются на основе реальных заявленных объемов выработки и потребления, изменяются каждый час и доводятся до сведения участников до реализации фактического режима [3]. Нерегулируемые цены на розничных рынках для потребителей 3-6 ценовых категорий также изменяются на часовых интервалах в течение суток [4, 5]. Следовательно, потребители могут в краткосрочной перспективе откорректировать свою нагрузку, снизив физические объемы потребления в объемах, существенных для формирования цен на рынке. При оперативном планировании режима работы энергосистемы наиболее значимыми для потребителя являются оценка и учет ущерба от резкого увеличения цен на ЭЭ при сохранении запланированного или снижении электропотребления.
Для потребителя (при возникновении необходимости разгрузки оборудования) можно выделить два следующих основных аспекта:
- технологический, направленный на изменение или останов производственного цикла, управление собственными источниками генерации или использование различного рода накопителей энергии;
- экономический, приводящий к разгрузке дорогих малоэффективных мощностей в пиковые периоды, и, соответственно, уменьшающий плату за максимальную мощность и электроэнергию для потребителя.
Некоторые потребители уже сегодня снижают свое потребление в часы максимальных нагрузок, однако, индивидуальный эффект отдельных субъектов пока недостаточен для снижения пиковых цен. Реальные графики снижения электропотребления в пиковые часы приведены на рис. 2.
51
Р МВт P, МВт
а) б)
Рис.2 - Снижение нагрузки потребителей в часы пиковых нагрузок: а) ОАО «Сибнефтепровод»; б) ОАО «Российские железные дороги»
С позиции потребителя целесообразно определить следующие очереди ограничений:
— первую очередь составляют наименее важные для технологического процесса, а также вспомогательные нагрузки;
— вторую - нагрузки, отключаемые с наименьшим ущербом для предприятия;
— третью - нагрузки, допустимые для отключения без останова основного производства;
— четвертую - частичное или полное прекращение процесса производства, которым соответствует максимальный ущерб от снижения потребления.
Ограничения электрической нагрузки для потребителей можно разделить на разгрузку по внешней и внутренней инициативам. К первой группе относятся: аварийные (внезапные), ограничения с предупреждением потребителей в течение суток и плановые (при проведении плановых ремонтов основного оборудования, предотвращения и ликвидации аварий, для увеличения пропускной способности связей ЭЭС и др.) [6]. Ко второй группе можно отнести способность потребителя планово ограничивать объемы потребления на определенное время: несколько часов в сутки, в месяц, квартал или в год.
Удельный ущерб от ограничения электропотребления характеризуется следующими составляющими:
— недовыработкой или несвоевременной выработкой продукции и снижением прибыли предприятия;
— недоиспользованием основных производственных фондов предприятия, непроизводительными затратами различных видов энергии;
— простоем и нерациональным использованием рабочей силы во время ограничения нагрузки, расстройством технологического процесса, браком и порчей сырья и готовой продукции;
— снижением конкурентоспособности предприятия;
— штрафами от нарушения графика поставки продукции и др.
Основная задача потребителя при принятии решения об ограничении электропотребления в часы максимальных нагрузок является оценка удельного ущерба от повышения цен на ЭЭ в пиковые часы и определение оптимального ограничения нагрузки как функции цены электроэнергии. Графически зависимость ограничения мощности нагрузок можно представить в виде прямой, приведенной на рис. 3, а. Тогда ущерб потребителя от ограничения электрической нагрузки предприятия на текущем расчетном интервале t можно записать в виде:
yt = yt (APt )APt — ct Apt, (1)
где yt (APt) - функция удельного ущерба предприятия от ограничения электропотребления на расчетном интервале;
APt - глубина ограничения нагрузки;
c
- текущая цена электроэнергии на рынке.
Оптимальное для данной цены ограничение нагрузки определяется исходя из критерия минимального ущерба (1)
dy t
d APt
yt (APt )APt + yt (APt) — ct = 0.
(2)
При линейной характеристике удельного ущерба y t ( Ap ) = aAPt + P критериальное уравнение преобразуется к виду
2aAPt + P = ct,
где a, P - постоянные коэффициенты для функции удельного ущерба.
Оптимальная мощность ограничения и полный ущерб определяются выражениями ct — p.
(3)
AP,
*опт
2a
yt (APt ) = (a - APt +p — ct )APt
' \ 'опт / \ 'опт '! 'опт
a-
V
ct—p
2a
+ p — ct
c, —P ( ct —P)2
У
2a
4a
(4)
(5)
Ограничение нагрузки целесообразно, если выполняются следующие условия a ^ 0 и ct > P , то есть удельный ущерб от ограничения должен быть меньше цены ЭЭ.
52
Реально функция удельного ущерба является кусочно-линейной и наиболее часто представляется в виде трех или большего количества участков, каждый из которых представляет текущую очередь отключений (рис. 3, б)
у*(APt) =
a1APt1 + p, 0 <APt1 <AP1m;
a!P,m + a2 (aP,2 - AP,m ) + p, APf < AP*2 < APf;
ajPjm + a2 (AP2m - APjm ) + a3 (aP, 3- AP2m) + p, AP2m< APt 3< AI
6)
где AP"1, AP2 , AP111 - соответственно максимальные значения целесообразных ограничений нагрузки на первом, втором и третьем интервалах.
Для определения оптимальных ограничений для функции (6) формируется выражение, аналогичное критериальному уравнению (4), но при этом ось ограничений разбивается на несколько интервалов. Для любого количества П участков кусочно-линейной характеристики оптимальное ограничение можно определить по выражению
AP
опт* AP AP
ct -p-Zn=] (a -ai+1 )APi
2ai
AP
а)
P
б)
у, (s)st + y, (s)- c, = aye( r \ + агу + p - c, = 0.
yt(s^_ ct + py
у = P J t 1 max
(r+1)’
4p-ct У
V
ct-p
(y +1) JVa(y +1)
(7)
Рис. 3 - Характеристики ограничения нагрузки: а) линейная характеристика; б) кусочно-линейная характеристика Удельные ущербы хорошо аппроксимируются степенной функцией вида [6]:
у, (s) = ^1+^.
где st APt/Pmax - относительная глубина ограничения нагрузки.
В точке минимального ущерба
ау
5s
Отсюда в точке экстремума
sY = ct-p
W- a(y +1)’
при этом удельный и полный ущербы для рассматриваемого часового интервала t соответственно равны
опт) =
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
Результаты тестовых расчетов
При проведении тестовых расчетов удельный ущерб моделировался кусочно-линейной (5) и степенной функциями (8), значения коэффициентов были приняты по данным [6] для нагрузки промышленного назначения (машиностроение, металлургия, химическая промышленность).
Моделирование удельного ущерба кусочно-линейной функцией позволило определить целесообразные значения ограничений в зависимости от текущей цены сектора РСВ оптового рынка ЭЭ и мощности (рис. 4, 5).
На рис.6 приведены оптимальные значения ограничения нагрузки для аппроксимации удельного ущерба степенной зависимостью,
•Т> /
приняты следующие значения коэффициентов удельного ущерба (отн.ед.): a = 0,4; Р = 0,86; y = 2,5; с, = с, С
max
(
53
На рис. 7 приведены зависимости полного ущерба Уf(s) (отн. ед.) от установленных конкурентных цен С* = С Р и глубины
ограничения нагрузки Sf , определена: области, для которых целесообразно проводить разгрузку оборудования. При росте С *
_ пр / . n \ i^max
характеристики ущерба смещаются в сторону увеличения Sf , определяя предельную цену С = I а + р I Р , при которой
единственным правильным решением для потребителя является его полное отключение.
АР, МВт
400 600 800 1000 1200
Первая
очередь
ограничений
Вторая
очередь
ограничений
С, руб/МВтч
Рис. 4 - Моделирование ограничения нагрузки кусочно-линейной функцией
с параметрами
: aj = 0,4
тыс.руб
МВт2
а2 = 0,6
тыс.руб
МВт
Р = 920; AP1m = 80 МВт; АРm = 200 МВт
АР, МВт
Первая
очередь
ограничений
Вторая
очередь
ограничений
(для кусочно-линейной зависимости
Рис. 5 - Ограничение нагрузки во времени в течение суток
yt (APt))
? Р, МВт
(для степенной
функции y t (Sf ))
Рис. 6 - Ограничение нагрузки во времени в течение суток
54
У, о.е. 1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
-0,2
---с*=0,4
- -»-с*=0,8
—с*=1,2
*■
-0,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 ?, ое.
Рис. 7 - Зависимости полного ущерба (о.е.) для различных рыночных цен С * и глубины ограничения нагрузки £
Выводы
При увеличении цен на ЭЭ в пиковые часы замещение малоэффективной дорогой генерации снижением нагрузки со стороны потребителя может принести положительный эффект для рынка в целом. Ограничение мощности со стороны потребителя приводит к уменьшению дохода потребителя, но может быть скомпенсировано сокращением издержек (платежей за максимальную мощность и ЭЭ) и, в конечном итоге, может привести к увеличению суммарной прибыли.
Моделирование характеристик удельного ущерба потребителя в зависимости от текущей цены электроэнергии на секторе РСВ различными функциями позволяет определить оптимальные значения ограничений.
Разработка и внедрение программ, стимулирующих потребителей ЭЭ к снижению спроса в пиковые часы, позволят более полно задействовать существующие генерирующие мощности, снизить неравномерность суточного графика нагрузки, получить общесистемный энергосберегающий эффект. Следовательно, потребительский сектор должен играть более активную регулирующую роль в функционировании оптового и розничных рынков электроэнергии и мощности.
Литература
1. Згруровець О.В., Костенко Г.П. Эффективные методы управления потреблением электрической энергии // Проблеми загальжч енергетики. Киев. №16 - 2007 г.
2. Постановление Правительства РФ от 31 августа 2006 года № 529 «О совершенствовании порядка функционирования оптового рынка электрической энергии (мощности)» // Российская газета. № 4160 - 2006 г.
3. Постановление Правительства РФ от 31 августа 2006 года № 530 «Правила функционирования розничных рынков электрической энергии в переходный период реформирования электроэнергетики» // Российская газета. № 4160 - 2006 г.
4. Business-gazeta.ru. Фадеева Е. Энергетики предлагают шесть ценовых меню для расчетов за электроэнергию / Режим доступа: http://www.business-gazeta.ru/article/52287/ (дата обращения) 10.01.2012.
5. Непомнящий В.А. Экономические проблемы повышения надежности электроснабжения / В.А. Непомнящий - Ташкент: Изд-во Фан, 1985. - 200 с.
Узаева А.А.
Студент 4 курса, очное отделение, строительный факультет Грозненского Государственного Нефтяного Университета УПРАВЛЕНИЯ ПЕРСОНАЛОМ В СТРОИТЕЛЬНОЙ СФЕРЕ
Аннотация
В статье рассмотрены особенности строительства, влияющие на процесс управления персоналом строительных организаций. Выявлены отличия в организации строительного процесса от производственного процесса в других отраслях. Показаны тенденции на рынке труда в строительстве. Сделаны выводы о том, что система управления персоналом современной строительной организации должна учитывать особенности строительной отрасли, ее актуальные проблемы и общемировые тенденции развития подходов к управлению персоналом.
Ключевые слова: персонал, управление персоналом, строительство, строительные организации, строительно-монтажные работы, кадровое обеспечение строительства, профессия строителя.
Keywords: personnel, human resources, construction, construction works, construction staffing, job builder.
Постановка проблемы и ее связь с важными научными и практическими задачами. Вопросы кадрового обеспечения являются ключевым моментом в оценке строительной организации в целом на предмет ее возможности выполнения определенного вида работ, целесообразности инвестирования, выбора надежного партнера и т.п. И действительно именно от квалификации и опыта персонала организации, социально-психологического климата в коллективе, изобретательности отдельных сотрудников зависит качество выполненных работ, эффективность принимаемых управленческих решений, а следовательно и конечные результаты деятельности предприятия.
Анализ исследований и публикаций, в которых начато решение данной проблемы и на которые опирается автор статьи.
Вопросам управления персоналом посвящены работы таких ученых, как С. Адамс, М. Армстронг, В. Врум, А. Маслоу, М. Портер, Т. Стивенс, Ф. Уайтли, Ф. Херцберг, В. А. Абчук, Е. А. Алпатова, Г. А. Антонова, В. Б. Бокарева, А. А. Борисова, Ю. В. Грызенкова, М. С. Гусарова, Ю. Н. Илларионов, Л. В. Клейменова, С. В. Кульков, Н. В. Лазарева, Г. В. Ларионов, Ю. В. Морозюк, В. С. Половинко, П. И. Разиньков, Н. А. Савельева, Д. П. Соловьев, А. И. Турчинов, Ю. К. Чернова, С. А. Шапиро и др.
Выделение нерешенных прежде частей общей проблемы, которым посвящается статья. Имеющиеся работы не учитывают специфики строительства, которая должна быть принята во внимание при решении задач по оценке, мотивации, подготовке, переподготовке и повышению квалификации персонала в строительной отрасли.
Формулирование целей статьи (постановка задачи). Таким образом, целью статьи является освещение особенностей управления персоналом в строительной сфере.
Изложение основного материала исследования и полученных научных результатов. Система управления персоналом строительных предприятий должна соответствовать особенностям строительной отрасли.
К основным особенностям строительства, которые влияют на процесс управления персоналом, производством следует отнести:
- уникальность подавляющего большинства объектов строительства, что определяет потребность в разработке новой проектной документации, применении новых организационно-технических решений;
- разнообразие выполняемых видов строительных работ;
- зависимость значительной части работ от погодных условий;
55
