Технико–экономическая оценка недоотпуска электроэнергии потребителям

В технической литературе по надежности систем электроснабжения рекомендуется рассматривать две составляющие ущерба, одна из которых определяется числом перерывов при заданной мощности нагрузки (до перерыва) и стоимостью ущерба от внезапного перерыва, а вторая зависит от величины удельного ущерба и математического ожидания недоотпущенной энергии.

Имея среднее ожидаемое число перерывов электроснабжения и соответствующие величины отключаемых нагрузок, а также значения удельного штрафа, можно найти первую составляющую ущерба.

Длительность аварийных остановок, приводящих к полному или частичному перерыву электроснабжения за год, определяется рядом распределения вероятностей пропускной способности элементов системы электроснабжения:

,

(3.1)

где: S1,S2,……Sn – пропускная способность системы электроснабжения, q – вероятность полного перерыва электроснабжения.

Отсюда: недоотпуск потребителям электроэнергии в результате полного или частичного аварийного перерыва будет равен:

,

(3.2)

где: S расчетная среднеквадратичная нагрузка.

Указанное выражение справедливо для графиков нагрузки предприятий с трехсменным режимом работы и коэффициентом заполнения графика, близким к единице. Для предприятий с резко изменяющимся графиком потребления электроэнергии такая формула для расчета недоотпущенной энергии не подходит, и для ее использования требуется введение соответствующих корреляционных коэффициентов, определяемых на основе исследования графиков потребления электроэнергии для различных потребителей. В силу этого для отдельных отраслей народного хозяйства составляющая ущерба, базирующаяся на числе аварийных отключений, обычно не рассматривается, и расчеты ведутся по количеству недоотпущенной энергии.

В практике проектирования и технико-экономического сравнения схем электроснабжения чаще всего встречаются сведения о потребляемой мощности объекта или о мощности трансформаторных подстанций, присоединенных к проектируемой сети, параметры которой известны (длина, марка и сечение проводов и т. д.). В этом случае целесообразно оперировать величиной среднеквадратичного вероятностного ущерба, отнесенного к 1 кВтч недоотпущенной электроэнергии, а также среднестатистическими значениями продолжительности отключений в год в расчете на одну трансформаторную подстанцию (ТП) или на 1 км линии электропередачи.

Ущерб, наносимый потребителю в результате недоотпуска электроэнергии по причине отказа системы электроснабжения, можно определить по формуле:

,

(3.3)

где: - удельный ущерб от недоотпуска потребителям 1 кВт электроэнергии (руб./кВт·ч), Wпэ – количество недоотпущенной электроэнергии за время перерыва электроснабжения (кВт·ч). По состоянию на 01.01.2014 г. величина у₀ составляла 18,3 (руб./ /кВт·ч).

Указанная величина удельного ущерба рекомендована научно-техническим советом Минэнерго как исходная при экономическом обосновании решений, связанных с повышением надежности распределительных электрических сетей, в том числе при расчетах народнохозяйственного эффекта от внедрения мероприятий по повышению надежности в проектируемые и действующие электрические сети при разработке новых технических решений.

Однако определение величины ущерба связано с определенными трудностями, поскольку требуется значительное количество информации о влиянии длительности перерывов на снижение эффективности технологических процессов, порчу продукции и т. д. При этом для отдельных промышленных потребителей удельный ущерб может существенно различаться.

Указанное обстоятельство связано с типом производства продукции у потребителя, невозможностью точного определения объема потерь продукции и рядом технологических и биологических факторов, которые трудно учесть.

Согласно ущерб от перерывов электроснабжения промышленных и сельскохозяйственных потребителей рекомендуется определять по формуле:

,

(3.4)

где: М – объем производства; K — число видов промышленной и сельскохозяйственной продукции; n_t— коэффициент, учитывающий технологию производства продукции; n_g— коэффициент, учитывающий специализацию производства; P_j— удельный объем промышленной и сельскохозяйственной продукции; продукции j-го вида, недополученной в результате перерыва электроснабжения (кг. ш т.).

Затраты на проведение аварийно-восстановительных работ включают: заработную плату ремонтного персонала, транспортные расходы, стоимость материалов и запасных частей, накладные расходы. Они определяются по формуле:

,

(3.5)

где: суммарная величина перерыва электроснабжения; Nр.п. — число ремонтного персонала, задействованного на устранении аварии; Sч - часовая тарифная ставка ремонтного персонала, руб./ч; μg — коэффициент дополнительных начислений на зарплату (ц = 1,1); Kр.м. — процент отчислений в фонд социального страхования; коэффициент, учитывающий затраты на материалы, транспортные и накладные расходы (1 = 2,35).

Объем недоотпущенной электроэнергии за время перерывов в электроснабжении зависит от потребляемой мощности и продолжительности перерывов.

При проектировании системы электроснабжения он складывается из величины недоотпущенной электроэнергии по отдельным участкам сети с учетом количества аварий и плановых отключений:

,

(3.6)

где: Z — количество расчетных участков сети; S_z - мощность трансформаторных подстанций по участку сети, кВА; K_0z — коэффициент одновременности включения электроприемников по Z-му участку сети (при отсутствии реальных данных К0z =0,6); T_пz — суммарная продолжительность отключений за год по Z - му участку сети.

В общем случае для системы электроснабжения суммарную продолжительность отключений во всех элементах сети за год можно определить по формуле:

,

(3.7)

где: - длительность перерывов электроснабжения питающих линий 110, 35 кВ, ч; - длительность перерывов электроснабжения в распределительных сетях, ч; - длительность перерывов электроснабжения при отказе трансформаторных подстанций, ч; - длительность перерывов электроснабжения из-за отключения низковольтной сети, ч; , , - среднестатистические годовые удельные продолжительности отключений на 1 км, соответственно в питающих, распределительных и низковольтных сетях, ч/км; , , - длина питающей, распределительной и низковольтной линии электропередачи, км.

Типовой пример: Оперативно-выездная бригада районных электрических сетей проводит обслуживание в год 376 км распределительных линий 10 кВ и 42 трансформаторных подстанции 10/0,4 кВ. Определить возможный объем недоотпуска электрической энергии потребителям на закрепленном за бригадой участке электрических сетей.

Решение. Определяем суммарную продолжительность отключений:

В последние годы во взаимоотношениях энергоснабжающих организаций и потребителей наметились новые тенденции по вопросу недоотпуска электроэнергии. Поскольку перерывы в электроснабжении оказывают существенное влияние на эффективность работы технологических установок и возможность возникновения значительного материального ущерба из-за простоя технологических процессов, порчи продукции и т. ч. все большее распространение во взаимоотношениях получают договорные отношения.

При таком подходе потребитель выбирает необходимый уровень надежности и возмещает затраты на проведение мероприятий по бесперебойной подаче электроэнергии. В случае невыполнения договорных обязательств энергоснабжающая организация выплачивает штраф. К сожалению, научно обоснованные рекомендации по регулированию отношений в этих случаях до последнего времени не разработаны, что сдерживает более широкое распространение такого подхода.

Таблица 3.1