Лекции по "Экономике"

Тем не менее, результаты в  разных регионах могут сильно отличаться в зависимости от динамики электропотребления: может произойти как снижение, так и значительный рост розничных  цен.

Цена электроэнергии на оптовом  рынке

Свое влияние на формирование розничных цен оказывает и  цена электроэнергии на оптовом рынке, транслируемая в розницу.

Цена электроэнергии на оптовом  рынке, транслируемая в розницу, не увеличивается с ростом объемов  электроэнергии (мощности), продаваемой  по свободным ценам. На цены рынка  «на сутки вперед» могут, и  будут оказывать влияние другие факторы: цена на топливо (в частности  на газ),  выбор состава включенного оборудования, ремонтная компания, климатические факторы и др.

Цена мощности на оптовом рынке

Таким же фактором, влияющим на формирование стоимости, является и  цена мощности на оптовом рынке, транслируемая  в розницу.

Соотношение затрат на оплату мощности в общем объеме затрат на единицу электроэнергии (на оптовом  рынке) составляет для различных  энергосбытовых организаций от 30 до 80%, а в среднем по рынку составляет 43%.

На стоимость мощности, покупаемой энергосбытовыми организациями на оптовом рынке, оказывают влияние цены заключенных ими с поставщиками свободных двусторонних договоров купли-продажи электрической энергии и мощности, а также цена, определенная по результатам конкурентного отбора мощности (КОМ) на объемы, не покрытые свободными договорами. В настоящее время около половины покупаемой энергосбытовыми организациями величины мощности приобретается по свободным двусторонним договорам.

Увеличение доли двусторонних договоров  приводит к тому, что в первую очередь, покупателям выгодно заключать договоры с генераторами, тариф на мощность которых ниже средневзвешенного тарифа всех генераторов. Такие договоры, как правило, заключаются по цене выше тарифа данного генератора, но ниже средневзвешенного тарифа всех генераторов. Это приводит к росту суммарной стоимости мощности в целом по рынку. С точки зрения экономики энергосбытовые компании поступают правильно, так как они пытаются минимизировать затраты на мощность в рамках действующих Правил оптового рынка.

Механизм формирования тарифов

Еще один фактор, влияющий на розничные цены, связан с механизмом формирования тарифа. Регулируемые цены на электроэнергию устанавливают уполномоченные органы исполнительной власти субъектов федерации, в Калужской области - это региональное министерство конкуретной политики и тарифов. Тариф для конечных потребителей складывается из услуг транспорта энергии, сбытовые и прочие услуги.

Существенный вклад в  изменение цены на электроэнергию вносит стоимость услуг на передачу электроэнергии, особенно учитывая ее долю в общей  величине конечного тарифа. Стоит  отметить, что либерализация не оказывает  влияния на стоимость услуг на передачу. На рост стоимости данной услуги влияет требование сетевых компаний (Постановление Правительства РФ от 27 декабря 2004 г. № 861) оплачивать их услуги без учета снижения потребления, а также введение новой методологии  тарифообразования на услуги сетевых компаний (RAB). Из-за изменения методики рост стоимости услуг на передачу может составить порядка 50%.

Стоимость услуг инфраструктурных организаций и сбытовая надбавка не оказывают значимого влияния  на изменение розничных цен для  конечных потребителей с изменением доли либерализации в июле 2009 года.

Вопрос  № 26  Основные виды потерь электроэнергии в электрических сетях.

Потеря электроэнергии в  электрических сетях в значительной степени влияет на экономичность  их работы. Это очень важный показатель, позволяющий на практике определить состояние системы, учитывающей  электрическую энергию и общую  эффективность электроснабжения. В  современных условиях проблемы электрических  сетей постоянно накапливаются. Все они касаются технического переоснащения  и реконструкции, дальнейшего развития средств управления и эксплуатации. 
 
  Потери электроэнергии происходят во всех электрических сетях и являются серьезной проблемой для многих стран. Как утверждают международные эксперты, если показатели потерь во время ее передачи и распределения составляют не более 4-5 %, то состояние сетей можно считать удовлетворительным. Показатель в количестве 10-ти % считается предельно допустимым. При общих огромных объемах поставок электроэнергии, процент в физическом выражении составляет очень серьезную цифру. 
     
  Такое положение дел вызвано тем, что в ряде стран снизился уровень инвестирования в области совершенствования электро сетей, мероприятия, направленные на снижение потерь не дают должного эффекта. В результате, в системах электроснабжения, накопилось большое количество оборудования и средств учета, которые морально и физически давно устарели. Многое установленное оборудование не соответствует передаваемой по нему мощности. 
     
Все потери электрической энергии подразделяются на основные виды: 
Абсолютные - представляют собой разницу между количеством электроэнергии поступившей изначально в сеть, и количеством электроэнергии, реально полученной потребителями.

Технические – зависят от физических процессов, происходящих при передаче, распределении и трансформации. Определяются с помощью математических расчетов и бывают переменными, зависящими от нагрузки и условно-постоянными.

Коммерческие – составляют разницу между абсолютными и техническими потерями. 

 Именно последний вид  приносит реальные финансовые  убытки. Теоретически, показатель коммерческих  потерь должен иметь нулевое  значение. На самом деле, при учете  абсолютных и технических потерь, допускается масса погрешностей, которые накапливаются в больших  количествах и вырастают в  общие цифры. Для того, чтобы максимально снизить их, должны проводиться соответствующие мероприятия. Например, в случае невозможности использования более точныхприборов учета, нужно своевременно вносить поправки к показаниям действующих электросчетчиков. 
     
  Таким образом, потеря электроэнергии в электрических сетях, может быть снижена при условии своевременного и качественного проведения комплекса необходимых мероприятий. 
 
При передаче электрической энергии в каждом элементе электрической сети возникают потери. Для изучения составляющих потерь в различных элементах сети и оценки необходимости проведения того или иного мероприятия, направленного на снижение потерь, выполняется анализ структуры потерь электроэнергии. 
Фактические (отчетные) потери электроэнергии ΔWОтч определяют как разность электроэнергии, поступившей в сеть, и электроэнергии, отпущенной из сети потребителям. Эти потери включают в себя составляющие различной природы: потери в элементах сети, имеющие чисто физический характер, расход электроэнергии на работу оборудования, установленного на подстанциях и обеспечивающего передачу электроэнергии, погрешности фиксации электроэнергии приборами ее учета и, наконец, хищения электроэнергии, неоплату или неполную оплату показаний счетчиков и т.п. 
Разделение потерь на составляющие может проводиться по разным критериям: характеру потерь (постоянные, переменные), классам напряжения, группам элементов, производственным подразделениями и т.д. Учитывая физическую природу и специфику методов определения количественных значений фактических потерь, они могут быть разделены на четыре составляющие: 
1) технические потери электроэнергии ΔWТ, обусловленные физическими процессами в проводах и электрооборудовании, происходящими при передаче электроэнергии по электрическим сетям. 
2) расход электроэнергии на собственные нужды подстанций ΔWСН, необходимый для обеспечения работы технологического оборудования подстанций и жизнедеятельности обслуживающего персонала, определяемый по показаниям счетчиков, установленных на трансформаторах собственных нужд подстанций; 
3) потери электроэнергии, обусловленные инструментальными погрешностями их измерения (инструментальные потери) ΔWИзм; 
4) коммерческие потери ΔWК, обусловленные хищениями электроэнергии, несоответствием показаний счетчиков оплате за электроэнергию бытовыми потребителями и другими причинами в сфере организации контроля за потреблением энергии. Их значение определяют как разницу между фактическими (отчетными) потерями и суммой первых трех составляющих: 
ΔWК =ΔWОтч - ΔWТ - ΔWСН - ΔWИзм. (1.1) 
Три первые составляющие структуры потерь обусловлены технологическими потребностями процесса передачи электроэнергии по сетям и инструментального учета ее поступления и отпуска. Сумма этих составляющих хорошо описывается терминомтехнологические потери. Четвертая составляющая - коммерческие потери - представляет собой воздействие "человеческого фактора" и включает в себя все его проявления: сознательные хищения электроэнергии некоторыми абонентами с помощью изменения показаний счетчиков, неоплату или неполную оплату показаний счетчиков и т.п. 
Критерии отнесения части электроэнергии к потерям могут быть физического и экономического характера [1]. 
Сумму технических потерь, расхода электроэнергии на собственные нужды подстанций и коммерческих потерь можно назватьфизическими потерями электроэнергии. Эти составляющие действительно связаны с физикой распределения энергии по сети. При этом первые две составляющие физических потерь относятся к технологии передачи электроэнергии по сетям, а третья - к технологии контроля количества переданной электроэнергии. 
Экономика определяет потери как часть электроэнергии, на которую ее зарегистрированный полезный отпуск потребителям оказался меньше электроэнергии, произведенной на своих электростанциях и закупленной у других ее производителей. При этом зарегистрированный полезный отпуск электроэнергии здесь не только та его часть, денежные средства за которую действительно поступили на расчетный счет энергоснабжающей организации, но и та, на которую выставлены счета, т.е. потребление энергии зафиксировано. В отличие от этого реальные показания счетчиков, фиксирующих потребление энергии бытовыми абонентами, неизвестны. Полезный отпуск электроэнергии бытовым абонентам определяют непосредственно по поступившей за месяц оплате, поэтому к потерям относят всю неоплаченную энергию. 
С точки зрения экономики расход электроэнергии на собственные нужды подстанций ничем не отличается от расхода в элементах сетей на передачу остальной части электроэнергии потребителям. 
Недоучет объемов полезно отпущенной электроэнергии является такой же экономической потерей, как и две описанные выше составляющие. То же самое можно сказать и о хищениях электроэнергии. Таким образом, все четыре описанные выше составляющие потерь с экономической точки зрения одинаковы. 
Технические потери электроэнергии можно представить следующими структурными составляющими: 
нагрузочные потери в оборудовании подстанций. К ним относятся потери в линиях и силовых трансформаторах, а также потери в измерительных трансформаторах тока, высокочастотных заградителях (ВЗ) ВЧ - связи и токоограничивающих реакторах. Все эти элементы включаются в "рассечку" линии, т.е. последовательно, поэтому потери в них зависят от протекающей через них мощности. 
потери холостого хода, включающие потери в электроэнергии в силовых трансформаторах, компенсирующих устройствах (КУ), трансформаторах напряжения, счетчиках и устройствах присоединения ВЧ-связи, а также потери в изоляции кабельных линий. 
климатические потери, включающие в себя два вида потерь: потери на корону и потери из-за токов утечки по изоляторам ВЛ и подстанций. Оба вида зависят от погодных условий. 
Технические потери в электрических сетях энергоснабжающих организаций (энергосистем) должны рассчитываться по трем диапазонам напряжения [4]: 
в питающих сетях высокого напряжения 35 кВ и выше; 
в распределительных сетях среднего напряжения 6 - 10 кВ; 
в распределительных сетях низкого напряжения 0,38 кВ. 
Распределительные сети 0,38 - 6 - 10 кВ, эксплуатируемые РЭС и ПЭС, характеризуются значительной долей потерь электроэнергии в суммарных потерях по всей цепи передачи электроэнергии от источников до электроприемников. Это обусловлено особенностями построения, функционирования, организацией эксплуатации данного вида сетей: большим количеством элементов, разветвленностью схем, недостаточной обеспеченностью приборами учета, относительно малой загрузкой элементов и т.п. [3] 
В настоящее время по каждому РЭС и ПЭС энергосистем технические потери в сетях 0,38 - 6 - 10 кВ рассчитываются ежемесячно и суммируются за год. Полученные значения потерь используются для расчета планируемого норматива потерь электроэнергии на следующий год.

Билет № 27 Как определить активные потери электроэнергии в линиях и трансформаторах?

Потери мощности в линиях и трансформаторах 
 
Для простейшего элемента сети задано: активно-индуктивная нагрузка S₂ = P₂ + j Q₂ в конце и напряжение U₁ в начале. 
Z = R + jX 
 
U₁ U₂ 
 
 
P1 + jQ₁ = ∆P ∆Q 
 
= P₂ + ∆ P + j(Q₂ + ∆Q) P₂ + j Q₂ 
Рис. 1 Потери мощности в ЛЭП 
 
Потери активной и реактивной мощности соответственно на сопротивлениях R и X. По закону Джоуля - Ленца потери на нагрев зависят от квадрата полного тока I проводника: 
 
∆P = 3 I² R (1.1) 
 
Ток I находится по данным начала или конца ЛЭП: 
 
I = S₁/(√ 3 U₁) = S₂/(√3 U₂) (1.2) 
 
Потери активной мощности  
 
P₁² + Q₁² P₂² + Q₂² 
 
∆P = * R = * R . (1.3) U₁² U₂² 
Формулу 1.3 использовать для непосредственного расчёта не возможно: 

P₁ и Q₁ зависят от искомых потерь ∆P и ∆Q;

Неизвестна величина напряжения U₂ в конце линии.

При эксплуатации и проектировании сетей 35 кВ и ниже потери мощности рассчитывают приближённо. В формулу 1.3 подставляют  номинальные значения напряжения и  мощности нагрузки. 
 
S² P² + Q² P² Q² 
∆ P = * R = * R = * R + * R = 
U²н U²_H U²_H U²_H  
= ∆P_A + ∆P_P (1.4) 
Формула 1.4 наглядно раскрывает физическую структуру потерь активной мощности: ∆P_A - потери активной мощности от передачи активной мощности, ∆P_P - потери активной мощности от передачи реактивной мощности. 
Соответственно потери реактивной мощности 
S² P² X Q² X  
∆ Q = 3I² X= * X = + = ∆Q_A + ∆Q_P U²_H U²_H U²_H (1.5)  
где ∆Q_P - потери реактивной мощности в ЛЭП при передаче реактивной мощности; ∆Q_A - потери реактивной мощности при передаче активной мощности 
 
Комплексное выражение мощности S = S e^jφ . Для отстающего тока (активно-индуктивная цепь) алгебраическая форма комплекса полной мощности  S = S cosφ + j S sinφ = P + jQ (1.6) 
 
Полные потери мощности  
 
∆S = ∆P + j∆Q = 3I² (R + jX) = 3I² Z = S²*Z /U² (1.7) 
 
Нагрузочные потери мощности в обмотках трансформатора определяются по формулам (1.4) и (1.5) при известных значениях активного и индуктивного сопротивления обмоток трансформатора. Потери в трансформаторе можно определить по паспортным или справочным электрическим характеристикам и значению фактической нагрузки.  
^ Двухобмоточные трансформаторы. 
В каталогах на двухобмоточные трансформаторы приведена номинальная мощность S_H и номинальные потери в меди (потери КЗ) ∆Pн (∆P_КЗ ).  
 
Если нагрузка трансформатора равна мощности S (току I), то нагрузочные потери  
 
∆P_M = ∆P_MH ( I / I_H )² = ∆P_MH ( S / S_H )² = ∆P_MH * β² , ( 1.8 ) 
 
где β - коэффициент загрузки трансформатора. 
 
С учётом потерь в стали (потери ХХ ) ΔPc суммарные потери активной мощности в двухобмоточном трансформаторе при данной нагрузке 
 
ΔP_T = ΔP_C + ΔP_МH* β² . (1.9) 
 
Потери реактивной мощности  
 
ΔQ_T = ΔQc + 3I²X_T, (1.10) 
I₀ 
г де ΔQc = * S_H - магнитные (реактивные) потери в стальном сердечнике, 
100  
I₀ - ток холостого хода трансформатора, %. 
После преобразований потери реактивной мощности 
S_H 
ΔQ_T = * ( I₀ + U_K β² ), ( 1.11 )  
100 
где U_K - напряжение короткого замыкания, %. 
 
Значения ΔP_H, ΔP_C, U_K, I₀ приводятся в паспортах или в справочниках.

Билет № 28 Назначение и устройство автоматизированных систем учета и контроля за расходом электроэнергии (АСКУЭ).

Назначение АСКУЭ

Автоматизированные  системы контроля и учета электроэнергии — АСКУЭ (по терминологии НП «АТС»  — автоматизированные информационно-измерительные  системы, АИИС) обеспечивают коммерческий и технический учет потребления  или отпуска электроэнергии, оперативный  контроль текущей нагрузки.

Эффект от внедрения  АСКУЭ

повышает качество учета энергоресурсов, оперативность  и достоверность информации;

позволяет точнее соблюдать  заданный режим производства и потребления  электроэнергии (контроль перегрузки, соблюдение заданного графика нагрузки и пр.);

дает возможность  снизить потери электроэнергии.

Функции АСКУЭ

измерение объемов  и параметров качества поставки/потребления  энергоресурсов;

контроль поставки/потребления  энергоресурсов по всем точкам и объектам учета в заданных временных интервалах;

сбор, обработка, хранение и отображение информации о поставке/потреблении  электроэнергии;

одновременное предоставление данных по всем точкам измерения;

оперативный мониторинг и контроль нагрузок в реальном времени;

расчет баланса  объекта и системы в целом;

учет потерь энергии  в схемах соединений;

контроль работоспособности  приборов учета и вычислительного  оборудования.

В АСКУЭ также  предусмотрены:

возможность передачи данных в корпоративную информационную сеть энергетического предприятия;

возможность конфигурирования системы и создания отчетных форм (данные для формирования отчетных документов выбираются из базы данных автоматически или по запросу  оператора);

фиксирование нарушений  штатного режима работы системы в  журнале событий для анализа  оперативно-диспетчерским и ремонтным  персоналом.

Структура АСКУЭ

АСКУЭ энергетического  предприятия состоит из трех уровней  с иерархической системой обработки  информации:

Многотарифные счетчики электроэнергии ЕвроАЛЬФА, преобразователи сигналов, источники электропитания преобразователей сигналов;

Устройства сбора  и передачи данных (УСПД) RTU-300, объединенные в сеть (имеют модули обмена информацией  со счетчиками ЕвроАЛЬФА, с рабочими местами верхнего уровня и внешней системой);

Рабочие места оперативно-диспетчерского персонала (АРМ ОДП), имеющие модули связи с УСПД.

Билет № 29  Электробалансы, виды и назначение.

 

Основными видами энергии, потребляемой в промышленности, городском и сельском хозяйстве, являются тепловая и электрическая  энергия. Поэтому составляют частичные  энергобалансы – тепловые и электрические. Рассмотрим особенности составления  электробалансов. 
 
В условиях действующих предприятий энергобалансы составляются для отдельных агрегатов или их групп, цехов и предприятий в целом. На основе электробалансов выносится объективное суждение о качестве использования электрической энергии на данном предприятии, в производственных подразделениях или энергоемких агрегатах, выявляются возможности сокращения непроизводительного расхода электроэнергии, ее потерь, в результате чего планируются мероприятия по улучшению электроиспользования. 
 
Различают три основных вида электробалансов: 
 
1) фактические, отражающие сложившиеся в цехе или на предприятии производственные условия; 
 
2) нормализованные, учитывающие возможности рационализации и оптимизации электропотребления и снижения потерь в механизмах и электрических сетях; 
 
3) перспективные, составляемые с учетом прогнозируемого развития производства и его качественных изменений на ближайший период (до 5 лет) или на более длительный срок. 
 
Один из важнейших результатов составления нормализованных электробалансов является возможность нормирования электропотребления на основные технологические процессы изготовления готовой продукции. 
 
^ Главная цель электробаланса – определение степени полезного использования электроэнергии и поиск путей снижения потерь, рационализации электропотребления. Поэтому основным видом баланса следует считать баланс активной энергии, в основном определяющий реальный редким электропотребления и уровень использования электроэнергии. 
 
Приходная и расходная части принимаются и учитываются по показаниям счетчиков активной энергии и расчетной мощности. 
 
Расходная часть электробаланса активной электроэнергии делится на следующие статьи расхода: 
 
1) прямые затраты электроэнергии на основной технологический процесс с выделением полезного расхода на выпуск продукции без учета потерь в различных звеньях энергоемкого оборудования производства (электрических печах, компрессорных и насосных установках); 
 
2) косвенные затраты электроэнергии на основной технологический процесс, вследствие его несовершенства или нарушения технологических норм; 
 
3) затраты электроэнергии на вспомогательные нужды (вентиляцию помещений цехов, цеховой транспорт, освещение); 
 
4) потери электроэнергии в элементах системы электроснабжения (трансформаторах, реакторах, линиях); 
 
5) отпуск электроэнергии посторонним потребителям (столовым, клубам, магазинам). 
 
^ Задачами составления электробаланса являются: 
нахождение расхода электроэнергии по статьям 2, 3, 4, 5 с тем, чтобы выделить расход на основную продукцию предприятия;

определение действительных удельных норм расхода электроэнергии на единицу продукции предприятия;

выявление возможности сокращения как непроизводительных расходов электроэнергии (ст. 2, 3, 4, 5), так и расходов на выпуск основной продукции путем проведения различных мероприятий, совершенствующих технологический процесс.

Составление свободного нормализованного электробаланса – завершающий этап анализа фактического баланса предприятия. Нормализованный электробаланс служит основой для оценки резервов экономии электроэнергии на предприятии. 
 
Общие резервы экономии электроэнергии подразделяются на текущие ΔWT, осуществляемые с малыми затратами в текущем периоде, и перспективные ΔWn, реализация которых возможна в более отдаленной перспективе (3—5 лет и более) за счет проведения мероприятий, требующих дополнительных затрат. 
 
Текущие резервы определяются сравнением фактического электробаланса объекта с его электробалансом, составляемых на базе технически обоснованных отдельных потерь. 
 
^ Текущие резервы экономии энергии: 
 
ΔWT = ∑ (ΔWqoi – ΔWhi) 
 
где п – число мероприятий, направленных на снижение потерь; 
 
ΔWqoi и ΔWhi – потери электроэнергии в каждом i-м объекте соответственно до и после проведения мероприятий. 
 
^ Перспективные резервы определяются сравнением двух нормализованных электробалансов – технически и экономически обоснованного (перспективного) W_ЭК: 
 
ΔWп = ∑ ΔWhi - ∑ ΔWэкi 
 
В зависимости от назначения энергетические балансы могут характеризоваться следующими показателями: 
расчетным периодом (отчетные балансы по фактическим данным за прошлый период, плановые на ближайший планируемый период с учетом заданий по снижению затрат энергии, проектные, составляемые при проектировании объекта и т.д.);

стадией энергетического потока (производство, преобразование, распределение, конечное использование энергетических ресурсов);

видом энергоносителя (например, частные энергобалансы по отдельным видам потребляемых энергоносителей, сводные энергобалансы по суммарному потреблению энергии).

 
Для составления и анализа энергетического  баланса предприятия исходная информация может быть представлена в виде следующих  данных: 

 
общей производственной и энергетической характеристики предприятия (объемы и  номенклатура выпускаемой продукции, ее себестоимость с выделением энергетической составляющей и т.п.);

 
описания схемы материальных и  энергетических потоков;

 
перечня и характеристик основного  энергоиспользующего оборудования;