Актуальность внедрение АСКУЭ в России: борьба с потерями электроэнергии и внедрение дифференцированных по зонам суток тарифов
Рассохина Екатерина Олеговна, ekaterina_rassokhina@mail.ru
Хомутов Станислав Олегович, homutov.so@yandex.ru
Аннотация:
Современную энергосистему невозможно представить без потерь различного характера. В этом контексте довольно остро стоит проблема потерь электроэнергии, поскольку из-за них энергокомпании терпят существенные убытки. Одним из путей выхода из данной ситуации является внедрение АСКУЭ, которая способствует уменьшению коммерческих потерь. Этот тип потерь нередко обусловлены воровством потребителей, поэтому современные технологии стимулируют их вести законопослушный образ жизни. Помимо этого АСКУЭ позволяет внедрить дифференцированную по зонам суток тарификацию, что может быть выгодно как потребителю, так и энергокомпании. В данной статье рассматривается упрощённый вариант подобной тарификации на заданном примере. Также немаловажным является вопрос энергоэффективности, который обсуждается и решается на законодательном уровне посредством принятия соответствующих законов и нормативно-правовых актов. В этом вопросе также может помочь АСКУЭ.
Ключевые слова: Энергоэффективность, коммерческие потери, тарифы на электроэнергию, АСКУЭ, энергосбережение, тарификация, дифференцированные по зонам суток тарифы, тарифы на электроэнергию.
Современные технологии не стоят на месте. С каждый днём в нашу жизнь входит всё больше оборудования и технологий, которые не только позволяют облегчить жизнь человеку, но и способствуют эффективному и экономичному расходованию различных ресурсов. Одним из таких ресурсов является электрическая энергия.
При рассмотрении данного понятия стоит помнить, что рядом с ним, бок о бок, всегда идут потери. Это обусловлено тем, что по ряду причин потребитель получает не весь объём поставляемого товара (в современной энергетике электроэнергию рассматривают как товар).
Энергетики укрупнённо делят потери на две довольно обширных категории: технологические и коммерческие. В этой статье рассматривается второй вид, поскольку в формате АСКУЭ ― автоматизированной системы коммерческого учёта электроэнергии его можно считать наиболее актуальным.
Под этой аббревиатурой стоит понимать такую современную систему учёта, которая позволяет собирать, обрабатывать и передавать данные непосредственно в энергокомпании различного уровня. Это позволяет выявлять не только недобросовестных потребителей путём простейших математических расчётов, но и вовремя отслеживать, например, сломанные счётчики, поскольку с них может переставать поступать информация.
При этом стоит отметить, что помимо этого внедрение АСКУЭ актуально и с точки зрения законодательства. С 2010 года Российская Федерация активно занимается вопросами энергоэффективности. Так, например, был принят закон № 261-ФЗ «Об энергосбережении…» (на государственном уровне согласовывался годом ранее – в 2009 году), который задаёт вектор дальнейшего развития для отечественной энергетики.
Также при работе с АСКУЭ можно говорить о дифференцированной по зонам суток тарификации. Такой вид тарификации выгоден как потребителю, так и энергетической отрасли, поскольку первый экономит финансы, а вторая – улучшает свои показатели в различных областях (например, выравнивает график нагрузки энергосистемы).
Однако стоит отметить, что для реализации данной идеи необходимо отслеживание показателей в определённые промежутки времени, поэтому следует понимать, что, например, индукционный счётчик в этом случае не подойдёт из-за своих ограниченных технических возможностей.
Далее вопрос внедрения дифференцированного тарифа будет рассмотрен с точки зрения выгоды для потребителя. Примером послужила жилая 2-ух комнатная квартира в Алтайском крае. При этом данная жилплощадь имеет электрическую плиту и располагается на территории одного из городов края. Среднее потребление электроэнергии в месяц составляет 274 кВт∙ч. Тарификация выбрана на основе данных АО «Барнаульская горэлектросеть».
Расчёт произведён для дифференцированного по двум зонам суток тарифа. Стоит оговориться, что рассмотрено для наглядности три варианта. Суммарное потребление электроэнергии с заданной квартиры за месяц выбрано за 100 процентов, а минимальный шаг для изменения соотношения – 10 процентов.
Первый вариант представляет собой распределение ежемесячного потребления электроэнергии в следующих частях – 10 процентов в дневное время и 90 процентов в ночное.
Таблица 1
Тарификация электроэнергии при 10 процентах потребления в дневное время и 90 процентах в ночное
Из таблицы видно, что при заданных условиях потребитель будет существенно экономить, в частности, потенциально сэкономленных денег (разница между выбранными системами тарификации) хватит для оплаты электроэнергии более чем за три месяца при старом одноставочном тарифе.
Во втором варианте представлена наиболее негативная ситуация, поскольку «выгодные» часы используются минимально и потребитель тратит «дорогую» электроэнергию.
Таблица 2
Тарификация электроэнергии при 90 процентах потребления в дневное время и 10 процентах в ночное
Разница между выбранными системами тарификации составляет 1131,072 рублей, что говорит о том, что выбранный вариант крайне неэффективен для потребителя, поскольку он, упрощённо можно сказать, оплачивает ещё и «тринадцатый месяц» (959 рублей стоит ежемесячная оплата при одноставочной тарификации).
Таблица 3
Тарификация электроэнергии при 50 процентах потребления в дневное время и 50 процентах в ночное
Аналогично первому и второму вариантам рассматривается третий, который включает равное процентное соотношение между дневными и ночными часами.
Как видно из таблицы, из трёх вариантов данный является наиболее оптимальным, поскольку сочетает в себе более разумное распределение потребления электроэнергии за сутки, а также приводит к экономической выгоде для потребителя.
Таким образом, можно сделать вывод, что АСКУЭ является актуальным системой, которая способствует эффективному расходованию энергоресурсов. Помимо борьбы с коммерческими потерями, она выступает активным элементом при внедрении дифференцированных по зонам суток тарифов электроэнергии.
В упрощённом виде на рассмотренном примере было выявлено, что наиболее оптимальный вариант данной дифференцированной тарификации представляет собой равное распределение потребление электроэнергии между дневными и ночными часами.
Список используемой литературы
1. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные акты Российской Федерации: Федеральный закон № 261-ФЗ: [принят Государственной думой 11 ноября 2009 года: одобрен Советом Федерации 18 ноября 2009 года]: (с изменениями на 26 июля 2019 года). – Доступ из справ. – правовой системы «КонсультантПлюс» (дата обращения: 10.11.2020). – Текст: электронный.
2. Барнаульская горэлектросеть: [сайт]. – Барнаул, 2019 —. – URL: http://bges.ru/ (дата обращения: 07.11.2020). – Текст: электронный.
Информация об авторах
Хомутов С. О. – д.т.н., профессор, Рассохина Е. О. – студент группы 8Э-01, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова», РФ, Алтайский край, г. Барнаул.
Методика формирования математических моделей для расчёта удельной мощности для помещений промышленного и общественного назначения
Тюрина Наталья Александровна, turinanatalie@yandex.ru
Грибанов Алексей Александрович, diread@mail.ru
Аннотация:
В статье подробно рассмотрен метод регрессионного моделирования для формирования математической модели расчета для последующего расчета удельной мощности для проектирования освещения в помещениях промышленного и общественного назначений. Также в статье представлен подробный расчет относительной погрешности модели.
Ключевые слова: метод удельной мощности, математическая модель, регрессионное моделирование, освещенность, источники света.
Расчет электрических нагрузок является основополагающим этапом проектирования систем электроснабжения. Электрические нагрузки подразделяются на силовые и осветительные. На сегодняшний день существуют три наиболее популярных метода расчета осветительных нагрузок: метод удельной мощности, точечный метод, метод коэффициента использования. Метод удельной мощности наиболее часто используется проектировщиками для приближенного расчета мощности осветительного оборудования, отличается простотой использования и сравнительно малым объемом исходных данных, что значительно расширяет круг его использования. Значения удельной мощности были получены в середине двадцатого столетия и, к сожалению, их использование для современных светодиодных и люминесцентных источников некорректно[1]. В ходе эксперимента мною были получены актуальные значения для таких источников.
В рамках исследования было проведено 830 экспериментов путем расчета в среде Dialux evo, рассмотрено 29 расчетных случаев. Расчетный случай – это помещение общественного и промышленного назначения, для которых определялись нормируемая освещенность, высота подвеса источников света, площадь. Помимо этого, для каждого расчетного случая было отобрано 6 источников света. Всего в эксперименте участвовало 49 источников света.
В ходе исследования были получены математические модели, для каждой из которых посчитаны относительная погрешность источника света и относительная погрешность для расчетного случая. Значения относительных погрешностей лежат в допустимом диапазоне, что позволяет в дальнейшем рассчитывать мощность источников света для проектирования освещения в помещениях промышленного и общественного назначений для входных параметров, не участвовавших в эксперименте.
Общий вид математической модели (1):
𝑊=𝑎∙𝑆4+𝑏∙𝐸4+𝑐∙𝑆3+𝑑∙𝐸3+𝑒∙𝑆3𝐸+𝑓∙𝑆3𝐻𝑝+𝑔∙𝐸3𝐻𝑝+ℎ∙
𝐸3𝑆+𝑖∙𝐻𝑝2+𝑗∙𝑆2+𝑘∙𝐸2+𝑙∙𝐻𝑝2𝑆+𝑚∙𝐻𝑝2𝑆2+𝑛∙𝐻𝑝2𝐸2+𝑜∙𝑆2𝐸2+𝑝∙
𝐻𝑝2𝐸+𝑞∙𝑆2𝐻𝑝+𝑟∙𝑆2𝐸+𝑠∙𝐸2𝑆+𝑡∙𝐸2𝐻𝑝+𝑢∙𝐻𝑝2∙𝑆∙𝐸+𝑣∙𝐻𝑝∙𝑆2∙𝐸+
𝑤∙𝐻𝑝∙𝑆∙𝐸2+𝑥∙𝐻𝑝+𝑦∙𝑆+𝑧∙𝐸+𝛼∙𝐻𝑝∙𝑆+𝛽∙𝐻𝑝∙𝐸+γ∙𝑆∙𝐸+𝛿∙𝐻𝑝∙𝑆+𝜀
(1)
где – значение удельной мощности осветительной нагрузки на единицу площади помещения, Вт/м2;
a, b, c, d, e, f, g, h, i, j,k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, w, x, y, z, 𝛼,𝛽,γ,𝛿,𝜀 – коэффициенты регрессионного уравнения, которые необходимо определить.
Для определения значения уровня варьирования применялась следующая формула (2):
где 𝑋пр𝑖 – значение параметра, приведённое к шкале от −1 до +1;
𝑋𝑖 – текущее значение параметра, абс. ед.;
𝑋𝑚𝑎𝑥 – максимальное значение параметра, абс. ед.;
𝑋𝑚𝑖𝑛 – минимальное значение параметра, абс. ед.
Уровни варьирования для использовавшихся в экспериментах параметров ниже приведены в таблице 1.
Таблица 1
Уровни варьирования параметров
Для определения коэффициентов уравнения приведем результаты расчётного эксперимента к табличному виду. В дальнейших таблицах для упрощения введён параметр X0=1, соответствующий свободной переменной, перед которой стоит коэффициент.
Данные эксперимента для источника света ULV-R24J представлены в таблице 2.
Таблица 2
Таблица эксперимента для источника света ULV-R24J
Для определения коэффициентов уравнения была составлена матрица Х, включающая в себя закодированные условия эксперимента (столбцы 2-32 таблицы 2) и матрица Y, включающая в себя результаты эксперимента (столбец 33 таблицы 2). Далее матрица Х транспонируется и умножается на исходную матрицу Х, получается матрица Xт ·X. Матрица Y также умножается на транспонированную матрицу X, получается матрица Xт ·Y. Затем для матрицы Xт ·X вычисляется обратная матрица матрицы Xт·X-1. Перемножив обратную матрицу Xт ·X-1 и матрицу Xт
О проекте
О подписке