Терминологическое обеспечение прогнозирования электропотребления и организации энергосбережения по регионам Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПО РЕГИОНАМ

Б.И. КУДРИН, М.Г. ОШУРКОВ, С.С. НОВИКОВ

Московский энергетический институт

Предлагается понятийный и терминологический минимум ценологического подхода к прогнозированию регионального электропотребления и выявлению резервов энергосбережения, опирающегося на структурную устойчивость техноценозов и предполагающего создание региональных банков данных по электропотреблению и применение новой математики Н-распределений.

Федеральные законы "Об энергосбережении” и "Об электроэнергетике” задают основные принципы энергосберегающей политики государства, определив приоритет эффективного использования энергетических ресурсов. В современных условиях необходим государственный надзор за их эффективным использованием, который должен включать: организацию управления энергосбережением на федеральном, отраслевом, региональном уровне; формирование нормативноправовых документов и механизмов; создание экономической среды, способствующей энергосбережению; привлечение инвестиций в создание систем учета, контроля и регулирования параметров энергопотребления; выявление возможных (проверяемых) резервов экономии у потребителей; осуществление административно-технологического контроля энергосберегающих проектов и мероприятий.

Прогнозы энергопотребления для регионов необходимы для составления перспективных энергобалансов, планирования режимов работы энергосистемы и ввода необходимых генерирующих мощностей. Большое значение приобретает энергосбережение, позволяющее экономить топливно-энергетические ресурсы и бюджетные средства. Для планирования развития энергетики и разработки программ повышения энергетической эффективности необходимо исследование качественной структуры потребителей энергоресурсов в разрезе региона.

Все потребители энергоресурсов (предприятия, организации, объекты ЖКХ и др.) должны рассматриваться как отдельные объекты, входящие в общую структуру региона. На потребителя объективно накладываются системные (структурные, ценологические) ограничения, определяемые условиями развития региона, тарифной и бюджетной политикой, лимитированием топливноэнергетических ресурсов и другими факторами. Ценологические свойства всей совокупности объектов проявляются в большом разнообразии энергопотребления и определенном соотношении крупных, средних и мелких потребителей. При комплексном анализе использования топливно-энергетических ресурсов необходимо иметь данные по большинству предприятий и рассматривать их в совокупности. Для первоначального анализа могут быть выделены только крупные и средние предприятия и организации. Как показывает опыт ряда областей [1], число таких объектов составляет порядка 10-20 % от общего числа потребителей, при этом они потребляют более 50 % топливно-энергетических ресурсов региона. Поэтому проведение энергосберегающих мероприятий именно в таких организациях дает наиболее ощутимый эффект.

© Б.И. Кудрин, М.Г. Ошурков, С.С. Новиков Проблемы энергетики, 2006, № 11-12

Анализ энергопотребления мы проводим с применением аппарата гиперболических ранговых распределений и методов кластерного анализа. Рассматривая регион как систему, состоящую из N объектов, характеризующихся соответствующими значениями потребления ТЭР, строим их ранговое распределение по выбранному параметру (W). Ранговое распределение объектов описывается уравнением

Wr = W1/r в ,

где г - номер объекта в упорядоченном ряду; в - ранговый коэффициент, параметр рангового распределения, характеризующий систему. Самый крупный объект (г г =1) характеризуется параметром Wl. Параметры Wl и в однозначно задают структуру системы и могут использоваться для ее анализа и прогнозирования.

На основе большого статистического материала по различным регионам и отраслям промышленности проверена устойчивость структуры системы и прогнозируемость параметров рангового распределения. Так, рост рангового коэффициента за ряд лет свидетельствует об увеличивающемся разрыве в объемах энергопотребления несколькими крупнейшими в регионе промышленными предприятиями и о заметном отставании темпов роста основной массы мелких и средних предприятий, относительно слабом росте их энерговооруженности [2]. Всесторонний анализ предполагает рассмотрение ранговых распределений объектов региона в динамике, описываемой ранговой поверхностью. Это позволяет выявить согласованные и взаимообусловленные тенденции развития потребителей на системном уровне.

Важное значение для региона имеет правильное распределение объемов энергопотребления (лимитов, норм) по организациям (главным образом, бюджетным), выявление реальных возможностей энергосбережения и его стимулирование. Однако директивные требования снижения расхода энергоресурсов, приведения его к средним нормам и лимитам без учета специфики организации (предприятия) не могут привести к реальной экономии. Предлагаемый подход основан на выявлении сложившихся закономерностей энергопотребления и расчете обоснованных нормативов по статистически однородным группам организаций (предприятий).

Обычно применяемые методики нормирования и лимитирования расхода энергоресурсов используют два основных подхода: 1) расчет по данным об установленном энергооборудовании с учетом времени работы и расчетных коэффициентов; 2) расчет по справочно-расчетным нормам на единицу

продукции (или единицу площади, одного учащегося, койко-место в больнице и т.п.). Первый способ не дает правильных результатов из-за невозможности учета всех режимов работы и времени включения многочисленного электрооборудования. Второй предполагает наличие некоторой средней нормы, одинаковой для всех. Многолетние исследования показали отличие действительных показателей энергопотребления от средних величин не на 5-10 %, что было бы приемлемой инженерной погрешностью, а в два и более раз.

Предлагаемый нами подход предполагает разбиение совокупности потребителей региона на однородные группы по энергетическим и технологическим показателям (с использованием формализованных процедур). В полученных группах выявляются организации с завышенным энергопотреблением. Именно эти объекты подлежат тарифному регулированию и

комплексному энергетическому обследованию (энергоаудиту). Для выделенных однородных групп устанавливаются обоснованные и реально достижимые нормы расхода энергоресурсов. Постоянный контроль за выполнением норм и их своевременная корректировка дают эффективный инструмент энергосбережения на региональном уровне.

Необходим региональный банк данных по использованию топливноэнергетических ресурсов, содержащий показатели для сравнительного анализа, контроля, нормирования и прогноза по каждой из организаций (предприятий) региона. Первая группа показателей отражает потребление энергоресурсов (первоначально системой могут быть охвачены данные за последние 2-3 года с разбивкой по месяцам для 10-20 % объектов). В дальнейшем банк постоянно пополняется с тем, чтобы для анализа и прогноза имелись данные с глубиной предыстории 5-7 лет. Помесячные показатели позволят выявить сезонную неравномерность энергопотребления и устанавливать нормативы в расчете на месяц. Для анализа энергоэффективности необходима вторая группа ("технологических") показателей, характеризующих работу организации (предприятия) с учетом специфики объекта (для промышленных предприятий -объемы выпуска продукции, для поликлиник - количество жителей обслуживаемой территории и число пролеченных больных, для детских школьных и дошкольных учреждений - среднесписочное число детей и число дней посещения и др.). Комплексный ценологический подход дает возможность эффективно контролировать использование топливно-энергетических ресурсов, выявлять объекты их нерационального использования, задавать и контролировать нормативы расхода энергоресурсов и осуществлять оптимальное распределение энергоресурсов отрасли (региона) по потребителям.

Задачи прогнозирования электропотребления в современных условиях меняются в связи с реструктуризацией и запуском рыночных механизмов в электроэнергетике. Эффективное взаимодействие потребителей с субъектами электроэнергетики возможно при освоении ими новых понятий, терминологии (часть из которой является уточнением прежней для новых условий). В частности, нами выделена терминология оптового рынка электроэнергии, необходимая энергетикам предприятий в первую очередь: группа точек поставки;

коммерческий учет; конкурентный отбор ценовых заявок; отклонение; плановое почасовое потребление; плановое почасовое производство; плановые объемы продажи (покупки); плановые объемы сектора свободной торговли; расчетный период; системные ограничения; собственное плановое почасовое потребление; точка поставки; узел расчетной модели; участники оптового рынка; участник регулируемого сектора; участник сектора свободной торговли; ценовая заявка; ценопринимающая заявка.

Изучение структуры потребления ресурсов и установленного (ремонтируемого) оборудования цехов, производств, заводов, отраслей, регионов по повторяемости видов изделий привело к созданию математического аппарата, опирающегося на работы академиков Колмогорова, Хинчина, Гнеденко. Различные формы Н-распределений применены нами при исследовании ценозов, образованных дискретными (распределение оборудования по маркам, типам) и непрерывными величинами (распределение удельных и общих расходов ресурсов по цехам предприятия, регионам, стране; распределение предприятий отрасли по лидинговому или иному определяющему виду технологической продукции, всех отраслей промышленности страны по обобщающему показателю). Исследование ранговых и видовых распределений позволило сделать вывод, что для всех

ценозов существуют видовое, ранговидовое и ранговое по параметру Н-распределения. Появились новые термины: ранговидовое Н-распределение; видовое Н-распределение; ранговое Н-распределение по параметру (параметрическое ранговое распределение); ранг; ранг вида. Развитие математического аппарата исследования ценозов привело к необходимости различения особенностей применяемых распределений и разработки методов математического описания эмпирики. Появились термины: каста; каста

саранчёвая; каста ноева (в электрике); неоднородная каста; однородная каста; пойнтер-точка (точка R); устойчивое распределение; хвост гиперболы; Ципфа закон; эмпирическое видовое распределение; этаж.

Развитие ценологических исследований в электрохозяйстве породило методы и методики, обогатившие терминологию электрики. Появились термины: ранговый анализ (в электрике); вторичный ранговый коэффициент; структурнотопологическая динамика Н-распределения; идеальная гипербола; характерное технологическое состояние и др. (пока расплывчатая терминология нуждается в закреплении). Появилось множество семантически прозрачных, не нуждающихся в объяснении слов и словосочетаний на базе новых терминов: ценологические исследования, ценологические ограничения, ценологический прогноз, ценологическая модель, ценологические свойства, Н-моделирование, Н-оптимизация и др.

Электрика (с развитием ценологического подхода) стала активно привлекать области математики и естествознания, ранее не использовавшиеся наукой об электричестве. Термины энтропия, кластерный анализ (и все относящиеся к нему понятия), нейронные сети, фрактальность, негауссовы распределения и др. вошли в обиход не только науки, но и практики электрики. Основные термины и определения ценологического подхода опубликованы в журналах "Электрика" за 2001-2004 гг.

Summary

The conceptual and terminological minimum cenological the approach to forecasting a regional power consumption and revealing of reserves of energy savings, basing on structural stability of technocenoses and supposing creation of regional databanks on a power consumption and application of new mathematics of Н-distributions is offered.

Литература

1. Белов А.П., Сошников А.Е. Статистический анализ месячного Электропотребления ряда образовательных учреждений г. Ульяновска // Электрика. - 2002. - № 8. - С. 29-36.

2. Электроэффективность: ежегодный рейтинг российских регионов по электропотреблению за 1990-1999 гг. // Электрика. - 2001. - № 6. - С. 3-12.