Определение энергоэффективности системы электроснабжения промышленного предприятия через оценку режимов потребления электрической энергии

В период 2009-2010 гг. энергоемкость мировой экономики увеличивалась вследствие влияния экономического кризиса 2008 г. Наиболее сильно кризис повлиял на Россию, Японию и страны Европейского союза, приведя к увеличению энергоемкости экономики в этих государствах. В меньшей степени кризис затронул энергетическую эффективность Индии и стран Африки. Начиная с 2011 года влияние факторов кризиса 2008 года снижается, темпы снижения энергоемкости мировой экономики приобретают положительную динамику: в 2011 году снижение энергоемкости мирового валового продукта составило 1,3%, в 2012 году – 1,0%, в 2013 году – 0,6%. Энергоемкость ВВП в 2012-2013 гг. увеличилась только в США, значительное влияние на этот показатель оказали увеличение в 2013 году градусо-суток отопительного периода на 23%, а также структурные изменения экономики этой страны, в результате которых выросла доля энергоемких отраслей [1].

В деятельности предприятия в случает отсутствия должного планирования производства, учитывающее минимизацию потребления электроэнергии, может возникнуть возможность неблагоприятных ситуаций и последствий, вероятность понести убытки или упустить выгоду, т.е. риски. Энергетические риски – смешанный вид риска, объединяющий промышленный, экономический, коммерческий, ресурсный

и организационный виды рисков. Энергетическими рисками необходимо управлять с помощью непрерывного мониторинга и статистических методов в контуре системы управления энергозатратами (СУЭЗ). В результате чего риск снижается (ликвидируется) в случае осуществления события – фактора риска, в случае детерминирования исхода такого события, а также в случае исчезновения источника риска. Эффективное управление рисками должно решать ряд проблем – от определения и мониторинга риска до его стоимостной оценки [2].

Рациональное потребление и распределение энергоресурсов на предприятии зависит от внешних и внутренних условий поставки ресурсов. К внешним условиям поставки электроэнергии относятся требования, установленные в соответствии с нормативно-правовыми актами, регулирующими их оборот. Внутренние условия характеризуются надежностью снабжения электроэнергией предприятия, включающие в себя показатель ограниче-ний/отключений по внешней инициативе, аварийных инцидентов и поломок ресурсопринимающего и передающего оборудования предприятия, а также организационные мероприятия направленные на управление энергией. Равномерность собственного потребления электроэнергии (мощности) предприятием характеризует равномерность профиля почасового потребления. Определяющими для выбора этого показателя являются особенности ценообразования на электроэнергию и мощность в оптовом (ОРЭМ) и розничном (РРЭМ) рынках электроэнергии и мощности в РФ [3] - [8]. В соответствие с которыми средневзвещаенная цена за кВтч определяется на почасовых объемах потребления и ценах в эти же часы в соответствии с методикой расчета по ценовым категориям [4]. Таким образом, степень равномерности использования мощности по часам говорит о минимизации избыточных стоимостных затрат предприятия в условиях волатильности цен на электроэнергию по часам на ОРЭМ.

Предложенный показатель носит как экономическое, так и техническое, и технологическое значение. Профиль почасового потребления является показателем качества планирования и последующего потребления электроэнергии (мощности) на предприятии. Рост равномерности графика потребления (минимизация пиков потребления мощности) приводит к росту эффективного использования энергии независимо от специфики ОРЭМ и РРЭМ (возникает сглаживание пиков потребления). Вместе с тем, действующее в РФ законодательство в области оборота электроэнергии (мощности) усиливает значимость этого показателя через механизм итогового ценообразования и стоимости оплачиваемой потребителем электроэнергии (мощности).

Следует отметить, что снижение физического потребления мощности по часам не только не противоречит, но и является сонаправленным вектором в направлении роста эффективного использования электрической мощности. Оба показателя выступают аргументами в функции энергозатрат предприятия, поэтому целесообразно в ходе оценки энергетической эффективности использовать их по раздельности.

Для оценки показателя производится расчет ЧЧИМ потребителя на основе предоставленных им данных о своем фактическом почасовом потреблении за последний календарный год. Для потребителей 3-6 ценовых категория (ЦК) [4], потребителей-субъектов ОРЭМ или потребителей по договорам энергоснабжения (купли-продажи) с независимыми ЭСК [9] применяется расчет ЧЧИМ с использованием установленных методик [9-10].

ЧЧИМ= Vфакт /Pmax, где Vфакт – фактический договорной объем потребления электроэнергии по объекту в предыдущем периоде регулирования в кВт*ч;

Pmax – фактическая (договорная) максимальная потребляемая мощность кВт.

При этом расчёт величины максимальной мощности (Pmax) проводится на основе данных о почасовом потреблении мощности и рассчитывается на основании текущих правил розничного рынка электроэнергии и мощности [4]. В отсутствие данных о почасовом потреблении в качестве максимальной мощности или возможности прямым расчетным путем определить величину максимальной потребляемой мощности применяются величины (по убыванию приоритетности в использовании):

• -    почасовые замеры мощности в зимний/ летний режимный день (за одни сутки);

• -    почасовые суточные замеры мощности за 2 и более периода (месяца);

• -    максимальная мощность в соответствии с актом разграничения балансовой принадлежности (АРБП);

• -    типичные суточные графики электрической нагрузки потребителя для рабочих и выходных дней.

Для потребителей 1-2 ЦК [4] применяется ЧЧИМ равный расчетной величине для гарантирующего поставщика, обеспечивающего энергоснабжение в регионе действия потребителя.

Дисциплину планового потребления электроэнергии и мощности предприятия характеризуют собственные отклонения фактического потребления электроэнергии (мощности) от планового. Отклонения фактического от планового значения почасового потребления - второй наиболее значимый источник роста конечных затрат на электроэнергию (мощность) в условиях действующих правил оптового и розничного рынков электроэнергии и мощности [3] - [8]. Отклонение в потреблении формирует риски перерасхода средств на оплату электроэнергии и мощности в ОРЭМ/РРЭМ, создания переходных режимов работы локальной собственной генерации (рост удельных расходов рабочего тела), а также износ основного и вспомогательного оборудования.

Для оценки показателя, характеризующего дисциплину планового потребления электроэнергии и мощности, производится расчет отклонений фактического почасового потребления относительно планового на основе данных систем интервального технического учета (или АИИС КУЭ) предприятия. Для предприятий энергоснабжение которых осуществляется гарантирующим поставщиком такой расчет применяется для 3-6 ЦК. Для потребителей 1-2 ЦК величина отклонений составляет 5% ввиду специфики трансляции затрат ГП с ОРЭМ на РРЭМ [4] - [5]. В отсутствии интервальных приборов учета и (или) отсутствия плановых значений почасового потребления электроэнергии (мощности) величина отклонений принимается также равной 5%. Расчет величины средневзвешенных отклонений (∆) для потребителей с интервальным учетом и планированием потребления осуществляется по формуле:

аЬз(Кфакт Кплан)

nI

факт

, где ^факт – фактическое потребление мощности в часе t (кВт),

^план – плановое потребление мощности в часе t (кВт),

Т – суммарное число часов относимое к рабочим дням года.

Оценка средней величины отклонений опирается на данные о плановом и фактическом потреблении за год предшествующий оценке, либо опираясь на данные фактически располагаемые на предприятии за последние 2 года. Для потребителей являющихся субъектами ОРЭМ расчет величины балансирования опирается на регламенты и правила ОРЭМ.

Для предприятий с локальной собственной генерацией величина оценки отклонений строится на анализе изменений удельных расходов

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 18, № 4, 2016

топлива на выработку 1 кВтч. При проведении такой сравнительной оценки выбираются идентичные периоды для сравнения. При этом наиболее значимыми являются сезон года, объем производственной программы предприятия, качество рабочего тела и внеплановые остановки генерирующего оборудования. Для оценки выбираются не менее трех идентичных периодов.

Таким образом, определив равномерность собственного потребления электроэнергии (мощности) и рассчитав величину средневзвешенных отклонений, мы произведем оценку режимов потребления электрической энергии заданного промышленного предприятия, сравнив которые с аналогичными показателями предприятий-конкурентов позволит оценить энергетическую эффективность предприятия, а также устанавливает области электропотребления, на которые следует направить основное внимание при проведении детального энергоаудита.