Перова М.Б., Санько В.М. Управление качеством сельского электроснабжения - файл n1.doc

Перова М.Б., Санько В.М. Управление качеством сельского электроснабжения
скачать (4325 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc4325kb.02.11.2012 08:13скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Глава2. КРИТЕРИИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

2.1. Общие методологические основы экономической оценки качества электроснабжения.



Создание механизма управления качеством электроснабжения требует его экономической оценки. Экономическое управление качеством продукции включает две задачи: обеспечение стабильного уровня качества и улучшение показателей качества.

В качестве критерия качества можно принять степень приближения к нормируемым показателям или обобщенный показатель - среднее линейное отклонение показателей качества. В этом случае необходимо учитывать допустимые и фактические длительности перерывов для отдельных технологических установок, допустимое и фактическое отклонение показателей качества напряжения для отдельных электроприемников. Такой дифференцированный подход очень трудоемок для практических расчетов.

Комплексная оценка представляет собой определение уровня качества через общий показатель, учитывающий значения всех показателей качества товара. Комплексная оценка уровня качества осуществляется путем приведения параметров качества в сопоставимый вид. Сопоставимость получается либо путем оценки параметров в баллах, либо в рублях экономии или затрат потребителя и производителя. Реакцией потребителя на ухудшение качества электроснабжения является снижение показателей выходных характеристик, снижение объемов или качества выпускаемой продукции. Энергоснабжающая организация тоже несет потери при снижении качества электроснабжении. Поэтому оценка показателей качества может производиться в виде потерь потребителя и производителя электроэнергии от снижения уровня качества. Обобщающим показателем этих потерь является стоимостная их оценка, которая позволяет суммировать не суммируемые потери не только потребителей, но и производителей электроэнергии и привести их к единому измерителю в виде убытков (экономических ущербов), включающих в стоимостном выражении потери от снижения производительности или повреждения электротехнических устройств, а также другие затраты, возникающие в связи с ухудшением качества электроснабжения.

Убытки обеих подсистем имеют место, как при некачественной работе партнера, так и при собственных нарушениях в работе. Потребитель и производитель несут убытки при перерывах в электроснабжении, отклонении показателей качества электроэнергии от номинальных и при нарушении правил эксплуатации электрооборудования. Перерыв в электроснабжении нагляден, чтобы его зафиксировать не нужны приборы. Снижение качества электроэнергии не столь наглядно, для его обнаружения необходимы специальные приборы, которых чаще всего нет у сельскохозяйственных потребителей, но убыток, наносимый снижением качества электроэнергии, значим, и может превышать по величине убыток от перерывов в электроснабжении. Следует отметить, что поскольку поддержание частоты питающего напряжения является приоритетом энергетической системы, то можно вести речь лишь о качестве питающего напряжения сельскохозяйственных потребителей.

Различное влияние этих направлений качества электроснабжения на конечные результаты сельскохозяйственного производства и неодинаковый учет показателей качества вызывают необходимость разных подходов к расчетам убытков при перерывах в электроснабжении и снижении качества электроэнергии.

Применение стоимостных оценок уровня качества электроснабжения нашло распространение. Различные подходы к расчету убытков рассматривались в литературе и методических рекомендациях. Как говорилось ранее, нормативные документы устанавливают компенсацию потерь в виде скидок-надбавок к тарифу за снижение показателей надежности электроснабжения и качества электроэнергии. Однако уже не раз отмечалось, что такая компенсация потерь не является адекватной реальным потерям и не учитывает многообразия производств, выпускаемой продукции и других факторов, влияющих на величину потерь.

Наибольшую сложность представляет расчет убытка потребителя, так как в этом случае необходимо учитывать технологические особенности производства продукции. Убыток потребителя состоит из двух частей: электротехнической и технологической составляющей. Электротехническая составляющая основана на функциональном описании показателей системы и поддается расчету. Показатели технологической составляющей в большинстве своем не имеют функционального описания, поэтому требуется аппроксимация зависимостей на основе эмпирических данных. Прочие нарушения в работе партнеров приводят в конечном итоге или к увеличению длительности перерыва в электроснабжении или к ухудшению показателей качества электроэнергии, или не сказываются на экономических показателях деятельности потребителя.

Необходимость учета убытков потребителей при экономической оценке надежности отмечается в монографии [200]. При выборе оптимального способа повышения надежности электроснабжения сельскохозяйственных объектов величина ущерба от аварийных отключений на фермах определяется по величине удельного ущерба от недостатка электроэнергии в руб. на кВтч [219].

Украинское отделение института Сельэнергопроект, МИИСП и ВИЭСХ для установления величины убытка основных сельскохозяйственных потребителей при перерывах в электроснабжении использовали подход, заключающийся в том, что для восполнения количества продукции, недополученной из-за нарушений электроснабжения, потребуется сооружение дополнительных производственных мощностей. Стоимость дополнительной продукции определяется замыкающими затратами, например, кадастровыми ценами на сельскохозяйственную продукцию. В результате вычислен усредненный удельный ущерб от недоотпуска 1 кВтч электроэнергии потребителям, расположенным в средней полосе европейской части СССР, равный 75 коп./ч. Он предложен в качестве предельных удельных приведенных затрат на повышение надежности, т.е. «экономического» норматива надежности сельских электросетей и представляет собой предельные затраты, когда еще целесообразно вкладывать средства в повышение надежности. Такой подход использован для получения «технических» нормативов надежности в средней полосе. [329]

Основным недостатком такого подхода является расчет убытков на единицу недоотпущенной электроэнергии. Однако величина убытка зависит от вида предприятия, его технологических особенностей, времени и продолжительности перерыва. Необходимо принимать во внимание, что в условиях рынка и непрерывной динамики тарифов на электроэнергию, воспользоваться стабильными стоимостными показателями практически невозможно. Применение усредненной величины убытка для всех сельскохозяйственных потребителей возможно при проектировании электрических сетей, но неприемлемо, когда речь идет о компенсации потерь от перерывов в электроснабжении на конкретном предприятии. Трудно представить усредненный убыток для промышленного производства, а сельскохозяйственные предприятия промышленного типа по размеру потребляемой электроэнергии и установленной мощности электрооборудования не уступают машиностроительным предприятиям средней величины.

Кроме того, перерывы в электроснабжении в сельскохозяйственном производстве наносят гораздо больший убыток, чем на промышленном предприятии, поскольку сельское хозяйство имеет дело с биологическими объектами и последействия перерыва сказываются еще какое-то время после восстановления электроснабжения. Перерыв в электроснабжении на некоторых предприятиях приводит к гибели урожая растений, поголовья птицы, к заболеваемости и гибели молодняка животных и пр. Фиксированные величины убытков потребителей при наличии инфляции быстро устаревают.

По мнению Коршунова А.П. недопустимо оценивать убытки потребителей в виде удельного показателя на единицу недоотпущенной электроэнергии, «размеры штрафов должны зависеть от убытков потребителей». «...Самым достоверным способом оценки ущербов является прямое их измерение при каждом перерыве на каждом конкретном объекте». «Однако по разным причинам оценить ущербы прямым измерением либо затруднительно, либо вообще невозможно. Это приводит к необходимости определять их расчетным путем. Известны несколько методик расчета ущербов. Однако они излишне теоретизированы, громоздки, требуют огромного объема труднодоступной информации.»[365].

Наиболее целесообразно его предложение вести расчеты по величине удельного ущерба на 1 час перерыва, который исчисляется по упрощенной методике для конкретных типов предприятий, что дает возможность определить ущерб при минимальной исходной информации. Поэтому основная проблема заключается в получении таких упрощенных моделей убытков от перерывов в электроснабжении для типовых сельскохозяйственных предприятий.

В методических рекомендациях по определению ущерба сельскохозяйственному производству от перерывов в подаче электроэнергии, изданных ВИЭСХ (1974 г.) также отмечается, что ущербы от перерывов в электроснабжении следует определять для конкретных условий каждого хозяйства. Ущерб формируется из двух составляющих: основной, обусловленный недоиспользованием основных фондов предприятия, а также снижением продуктивности животных и дополнительный, вызванный порчей сырья, готовой продукции и оборудования, за вычетом стоимости недоотпущенной электроэнергии [248].

В общей величине убытка сельского потребителя 96...100% составляет убыток от потерь продукции и менее 4% - затраты на оплату труда при выполнении технологических операций вручную. Около 5% общего убытка в сельском хозяйстве составляет системный, обусловленный недоиспользованием оборудования и персонала энергосистем [417]. Как показано в [455], производительность труда в сельскохозяйственном производстве растет при сокращении численности сельского населения, что объясняется снижением доли ручного труда. Следовательно, будут уменьшаться затраты от выполнения операций вручную при перерывах в электроснабжении и увеличиваться убыток от потерь продукции. Поэтому наиболее важно упорядочить определение убытка от потерь продукции.

В работе [213] ущерб от перерывов электроснабжения потребителей сельских районов оценивается в виде недополученной продукции. При этом замечается, что объем недополученной продукции при расчете убытков потребителя от перерыва в электроснабжении необходимо приводить к затратам за срок использования животного.

Потери продукции при перерывах в электроснабжении зависят от многих технологических особенностей содержания животных и птицы или выращивания растений. Для оценки потерь продукции требуется учет ряда специфических физиологических и технологических факторов. Основным фактором, влияющим на продуктивность молодняка животных, птицы и растений является микроклимат в помещениях.

Результаты физиологических исследований, данные об изменении параметров микроклимата позволили определить реакцию животных и растений на изменения окружающей среды при перерывах в электроснабжении. Они нашли отражение в методических рекомендациях по оценке ущерба при отказах электрооборудования [346], где приведены удельные потери продукции при перерывах в электроснабжении на отдельных технологических процессах сельскохозяйственного производства. Удельные показатели выражаются в виде доли от среднесуточного объема продукции и могут быть использованы при любой модели исчисления потерь продукции от длительности перерыва в электроснабжении.

Таким образом, на основе удельных потерь продукции при перерывах в электроснабжении на отдельных технологических процессах и с учетом вероятности совпадения перерыва с технологическим процессом определяется удельный убыток предприятия. Затем вычисляются потери продукции в натуральных единицах для заданного типа предприятия, и моделируется аналитическое выражение убытка предприятия от рассматриваемых факторов в натуральных единицах. Зная цену реализации готовой продукции, не составляет труда вычислить убытки в стоимостном выражении.
Расчет убытков от снижения качества электроэнергии еще более затруднен. В инструктивных материалах Главгосэнергонадзора [270] предложены методические рекомендации по оценке ущерба от снижения качества электроэнергии, ориентированные на энергоснабжающие организации и промышленного потребителя. Одним из основных показателей качества напряжения является отклонение напряжения. В методических рекомендациях показан порядок расчета ущерба при отклонении напряжения от увеличения потребления мощности, потерь мощности в линиях и трансформаторах, от роста потребления реактивной мощности, сокращения срока службы трансформаторов, асинхронных двигателей и ламп накаливания.

Методические рекомендации выделяют две существенно различающиеся составляющие убытка потребителя: технологическая, связанная с выпуском продукции, и электротехническая, которая зависит от величины потребляемой электроэнергии и срока службы электроприемников. Однако все рассуждения ориентированы на промышленного потребителя и не учитывают специфики сельскохозяйственного производства.

В ряде работ исследуется влияние отклонений напряжения и других показателей качества напряжения на техническо-экономические характеристики различных электроприемников. Большинство электроприемников (АД, лампы накаливания, люминесцентные лампы) применяются и в промышленном, и в сельскохозяйственном производстве. Поэтому исследования влияния качества напряжения на технико-экономические показатели электроприемников, проведенные для промышленного производства, применимы при разработке моделей убытков в сельскохозяйственном производстве. Результаты таких исследований приведены в работах [180, 181, 194, 224].

В статье [253] автором изложены результаты исследования экономичности работы асинхронного двигателя серии 4А с разными уровнями напряжения при использовании его в условиях сельскохозяйственного производства. Ущерб от отклонений напряжения включает две составляющие: ущерб, обусловленный сокращением сока службы двигателя вследствие ускоренного теплового старения изоляции обмотки статора, и ущерб от добавочного расхода электроэнергии, вызванный увеличением активных потерь мощности в двигателе. К сожалению, ущерб приведен в абсолютных показателях, что в условиях постоянной динамики цен оказывается непригодным.

В большинстве источников приводятся частные результаты проведенных исследований. Например, при отклонении напряжения V=-10% активные потери в полностью загруженном двигателе увеличиваются на 2%, увеличивается ток двигателя и сокращается срок его службы. На каждый процент увеличения напряжения потребление электроэнергии сопровождается увеличением реактивной мощности двигателя на 3% [170]. Повышение напряжения сверх номинального на 1% для ламп накаливания приводит к увеличению потребляемой мощности на 1,5%, светового потока на 3,7%, срок службы сокращается на 14%. Увеличение напряжения на лампах на 3% сокращает срок службы на 30%. Световой поток люминесцентных ламп ультрафиолетового облучения изменяется на 2% на каждый процент изменения напряжения. Срок службы люминесцентных ламп при V=+10% снижается на 20...25% [194, 171, 201]. В результате исследований установлено, что "...каждому проценту величины коэффициента несимметрии напряжений соответствует 1,73% дополнительного отклонения напряжения" [221]. По результатам расчетов на птицефабрике и свинокомплексе за счет повышения уровней напряжения ежегодно дополнительно расходуется 1100 шт. ламп накаливания, 510 шт. люминесцентных ламп и 32690 кВтч электроэнергии [193].

Наиболее тщательно особенности расчета убытков сельскохозяйственных потребителей от отклонений напряжения рассмотрены в работах Кучера С.П. [209, 263]. Убыток, возникающий на животноводческих комплексах при напряжении, отличающемся от номинального, рассматривается в виде сумм прямого и дополнительного убытка. Прямая составляющая определяется как сумма убытков от перерасхода активной и реактивной мощности, а также убытка, связанного с сокращением срока службы электроприемников. Дополнительная составляющая выражается через снижение продуктивности животных и потери продукции, обусловленные изменением производительности отдельных технологических линий и установок.

В промышленности изменение производительности технологического оборудования непосредственно приводит к изменению количества выпускаемой продукции. В сельском хозяйстве снижение продуктивности животных и урожайности растений не так очевидно, так как биологический объект, включенный в технологическую цепочку, обладает большой инерционностью к воздействиям окружающей среды. Поэтому лишь процессы, непосредственно влияющие на состояние организма животных, могут привести к изменению их продуктивности.[209].

Наибольшую сложность представляет моделирование изменения технологических показателей сельскохозяйственного производства при вариации технических характеристик электроприемников. Результаты исследований Кучера С.П. нашли отражение в методических рекомендациях ВИЭСХ [249], где приведены зависимости технологических показателей от технических характеристик электроприемников. Эта информация позволяет получить зависимости изменения технологических показателей от отклонений напряжения и других показателей качества напряжения.

Таким образом, моделирование убытков потребителей от отклонений напряжения ведется в следующей последовательности. На первом этапе моделируются удельные электротехнические и технологические показатели. На основе данных литературных источников определяются аналитические зависимости удельных электротехнических показателей от отклонений напряжения для каждой группы электроприемников. Государственный стандарт на качество напряжения допускает отклонения напряжения на зажимах электроприемников в пределах 5% от номинального значения. Фактические отклонения напряжения могут существенно превышать эту величину, поэтому представляет интерес исследование влияний отклонений напряжения на работу электроприемников в пределах 15...20%. Вероятность попадания отклонений напряжения в диапазон, превышающий эти значения, достаточно мала (фактически шумы), и можно объединить их в крайних интервалах.

Затем аппроксимируются аналитические зависимости удельных технологических показателей от отклонений напряжения для различных возрастных групп животных. Зависимости удельных показателей от отклонений напряжения универсальны и могут быть использованы при расчетах на любом сельскохозяйственном предприятии соответствующей специализации.

На втором этапе по результатам анализа технологических режимов, количественного, качественного состава электрооборудования на типовых предприятиях и изучения технической информации о режимах его работы рассчитываются абсолютные значения различных составляющих убытка по каждому типу предприятия. По матрице абсолютных значений составляющих убытка для рассматриваемых параметров моделируются обобщенные зависимости основных составляющих убытков типовых сельскохозяйственных предприятий.

Составляющие убытка потребителя представляют собой сложные модели, зависящие от многих факторов. Кроме показателей качества электроснабжения, на величину убытка влияет продуктивность животных или растений, способ содержания животных, интенсификация производства, размер предприятия, технологические процессы и комплекты используемого электрооборудования, климатические условия и пр.

Каждая из составляющих убытка может быть выражена в виде более простой модели, описываемой небольшим числом параметров. Для этого, наблюдая выход машинной модели для каждого типа предприятия и составляющей убытка, аппроксимируется регрессионная модель как функция связи между выходными и входными переменными модели, то есть зависимость убытка от рассматриваемых показателей.
Энергоснабжающая организация несет потери при перерывах в электроснабжении, задержке платежа за пользование электроэнергией, нарушении правил эксплуатации сетей потребителем, а также при неэкономичной конфигурации сетей и загрузке силового электрооборудования

Убытки производителя предусматривают два аспекта:

- при отсутствии рынка услуг энергоснабжающих организаций;

- при наличии такого рынка

Убытки производителя при задержке платежа за пользование электроэнергией включают не только сумму платежа, но и потери, вызванные изъятием суммы прибыли из оборота следующих периодов.

Правила пользования электроэнергией требуют от потребителя регулирования реактивной мощности путем установки средств компенсации реактивной мощности, так как увеличение ее перетоков способствует росту потерь мощности в элементах сети.

Перерасход мощности электроприемниками потребителя вызывает увеличение потерь мощности в питающих сетях. Акимцев Ю.И. предложил расчет ущерба от передачи добавочной мощности по элементам системы сельского электроснабжения при напряжениях, отличных от номинального, при этом реактивная составляющая доминирует в значениях ущерба, в особенности при положительных отклонениях напряжения [238].

На экономичность передачи электроэнергии по сельским электрическим сетям заметное влияние оказывает конфигурация сетей и загрузка оборудования, уровень питающего напряжения и соответствие регулировочных отпаек трансформаторов уровню напряжения. Сельские электрические сети, имея большую протяженность и невысокую плотность нагрузок, стоятся в основном в виде радиальных, с минимальным количеством кольцующих перемычек, что не дает возможности создать оптимальное потокораспределение и вызывает дополнительное падение напряжения и потери мощности в сетях и, тем самым, удорожает себестоимость передачи электроэнергии. На себестоимость электроэнергии влияет также неравномерность графика нагрузки: чем плотнее график нагрузки, тем ниже себестоимость производства электроэнергии. Решение этих проблем является компетенцией обоих партнеров, их взаимного участия и расходов.

Для ликвидации последствий аварий в электрических сетях необходимы значительные средства, которых при крупных авариях по причинам форс-мажорного характера может оказаться недостаточно. Этой цели служит создание страхового фонда. К взаимным убыткам ведут отсутствие или недостаточность средств страхового фонда для оперативного устранения результатов крупных аварий и неэффективная тарифная политика. Затраты по созданию страхового фонда несут производитель и все потребители в виде увеличения тарифной ставки и, при льготных тарифах на электроэнергию для сельскохозяйственных потребителей, промышленные потребители выплачивают своеобразную рентную плату за пользование более короткими, и чаще более надежными кабельными сетями.

Следовательно, совокупность полученных моделей убытков потребителей и производителей электроэнергии позволит упорядочить взаимоотношения между сельскохозяйственными предприятиями и энергоснабжающей организацией и способствует созданию механизма управления качеством электроснабжения.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации