Автореферат (Разработка методики анализа параметров электропотребления для их нормирования и оценки объемов энергосбережения при проведении энергоаудита предприятий и организаций)

Работа выполнена на кафедре элсктроспаб~ксиия промышленных предприятий ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ», доктор технических наук, профессор кафедры злскт1зоснабжсиия промышленных предприятий ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» Жилин Борис Владимирович Официальньы оппоненти: ДОКТОР тсхничсских наук, дОцснт, завслукипий кафедрой ЭПП 1ровомосковского института (филиал) Ф1'ЬОУ ВПО «Российский химикотсхнолОГичсский уиивсрситст им.

Д. И. Менделеева» Кнвчун Олег Романович кандидат технических наук, стйргл и и преподавать ФГАОУ ВПО «Балтийский фсДерйльиый университст имени Иммануила Канта» 1Физнко-технический институт) Ведущан организации". ФГБОУ ВО «1Ожно-Российский Государственный политехиичсский униВсрситст 1НПИ) имени М.И.Платова» С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВО 11ИУ «МЭИ». Автореферат разослан октября 2015 г. Ученый секретарь диссертационного сов Д 212,157.02 к.т.н., доцент Защита диссертации состоится «20» ноября 2015 г.

в 12 часов ОО мии. На заседании диссертационного совета Д212.157,02 при ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ» по адресу: 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, 13, ауд. М-606, ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОТЫ Актуальность темы исследования Определяется тем, что в России оценкам энергоемкость экономики в России в 2-4 раза выше, чем в странах Евросоюза, США и Японии. Это определяет не снижающееся внимание науки, экономики, знсргомснеджмеита к проблеме энергосбережения. Огромный потенциал энергосбережения в стране обусловлен как расточительством энергоресурсов, плохо налаженным учстом и коигролем использования топлива и энергии, так и структурой экономики с большим удельным весом энергоемкой промьш~лецпости ~черная и цветная металлургия, предприятия ТЭК), низкой загрузкой оборудования.

Особенно большое значение имеет рациональное использование энергии у потребителей энергоресурсов, т.к. потери энергии при ес использовании, как правило, превышают ее потери при производстве и распределении. Надежным инструментарием„обеспечивающим цели и задачи энергосбережения, является зпергоаудит промышленных предприятий организаций как составная часть процесса энергосбережения, позволяющая давать независимую оценку параметрам электропотребления и анализировать эффективность расходования электроэнергии и других аидов Т;.)Р.

Возможность таких оценок обеспечивается нормированием параметров злектропотребления, решаемого различнымн методами. Для реализации комплексного решения задач нормирования и достижения эффекта от внедрения на предприятиях норм, выраженного и рационализации энергоиспользования и энергосбережении, актуальна разработка методики нормирования, охаатывакицей все этапы электропотрсблсния внутри предприятия.

Предполагается разработка метОдики на Основе системного подхода к установлегциО норм, испОльзуя ие только математический аппарат классических и аероятиостностатистических методОв расчета, нО и анализ динамики структуры электропотребления исследуемого предприятия как объекта, проявляющего ценологические свойства устойчивости распределения объемов ограниченного ресурса — потребляемой электроэнергии между отдельными объектами. Такая комплексная методика нормирования будет обеспечивать энергоаудитора тонкими процедурами анализа электропотреблепия при проведении энергообследований для выявления как объектов нерационального знергоиспользования, так и случаев несоблюдения технологических норм при производстве продукции.

Цель исследовании заключается в разработке комплексной методики нормирования параметров элсктропотрсбления и оценки объемов энергосбережения на основе результатов знергоаудита электрических хозяйств промышленных предприятий. Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие основные задачи исследовании: 1. Изучить состав параметров электропотреблення ряда предприятий, различающихся технологически, сформироВйть бйзу исследуемых данных для статистической обработки и произвести анализ массива исслсдусмых данных и их верификацию на соответствие исследуемой выборкс; 2.

Определить структуру электропотрсбления нреднрнятня как пенОлОгического Объскта, состоящего нз Отдельных элементоВ, формирующих электрический баланс, путем нх ранжирования по параметру электропотреблсния и оценить показатели сформированной структуры на соответствие ценологическим критериям. 3. Вырйботйть рскомендйции по оптимизации исследуемой структуры объектов учета по административным и технологическим признакам, 4. Оценить характер изменения рангов объектов учета за исследуемый период и выделить отдельные объекты для более глубокого анализа. 5. Сформировать и оценить статистические модели общего и удельного злектропотребления предприятия в целом и отдельных Объектов учета как переменных временных рядов данных, так и как целевых неременнгях В функциональной зависимости от объемов производства и других факторов, б, Разработать рекомендации по нормированию общего н уделыюго электропотребления предприятия в целом и отдельных объектов учета.

7. Сформулировать методику нормирования и оценки Объе мой энергосбережения при реализации мер по энергосбережению н рациональному энергоиспользованню. Объектом исследованнв приняты параметры электропотреблення промьппленных предп1эиятий разных Отраслей, полученные из результйтон проведенных энергетических обследований, а также технико-экономические показатели„описывающие электрическое хозяйство этих предприятий.

Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором, заключаются в следующем: 1. На оснОве результатов анализа пОдходОВ к расчету норм, Общих и удельных расходов энергоресурсов, показан прая гнческнй отход от однозначного строгого расчсзта параметроа электропотребления, Огрйниченность Области применения понЯтиЯ (<среднее>> и кОнечпОЙ дисперсии для электрического хозяйства потребителя, практическая бесконечность элементов которого требует ценологических предложений для оценки объемов энергосбережения, что объясняется фактом индивидуальности каждого выделешюго и зафиксированного объекта.

2. Разработаны методы оптимизации структуры электропотребления объекта как целого, состояьцего из отдельных элементов в общей структуре и рекомендации по формированию рациональной системы учета электропотреблсния с ценологнческой позиции путем укрупнения и разукрупнения Отдельных элементов с учетОМ технологии н администрирования. 3. Выявлены закономерности изменения рангов объектов Во Времени по их прина,дежностн к соответствующей касте на кривой 17-гиперболы, что разработке методов и~~дикации ооъектов с наибольшим потенциалом энергосбережения, к управлению сменой ранга объекта и изменениями удельного электропотребления в соответствующие временные периоды, Выявлению нерационального использования электроэнергии. 4.

Предложена трехуровневая система нормирования параметров эле~~роиотребления для Основных уровней администрирования внутри предприятия (организации), сопоставимая с уровнями учета электропотреблсния и уровнями бухгалтерского учета разработать архитектуру информационного модуля для мониторинга энергопотребления В виде комплексной структурно-логической модели системы нормирования электропотребления и программно-технической реализации системы.

5. Разработана комплексная Методика анализа, нормирования и моделирования парамстров элсктропотрсбления объектов и их элементов для оценок объемов энергосбережения при проведении энергоаудита, приемлемая для предприятий и организаций различных отраслей экономики. Обоснованность и достоверность положений и выводов настояшсй работы обеспечивается использованием большого объема статистичсских данных, полученных при энергоаудитах пр~мышленных предприятий различных Отраслей экОИОмики, и определяются КОрректным применением методоВ техникО-математическОГО моделирования энергетических показателей промышленных предприятий.

Выводы и предложения диссертационного исследования не противоречат изВестным теоретическим и практическим рсзультатач, содержащимся в трудах отечества шых и зарубежных ученых в области нормирования показателей электропотребления при оцсикс объемов энергосбережения. Научнаи новизна работы заключается в предложенной комплексной методике моделирования систем нормирования элсктропотребления объектов и их элементов, основанного на синтезе вероятно-статистических и ценолОГических методоВ анализа и оценки электрических параметров и объсчов энергосбережения, оптимизации с.груктуры электропотрсблсиия по цснолОГическим критерияч„выявления закОИОмерности изменения ранГОВ объе~т~в во времени и индикации объектов с паиоольшим потенциалом энергосбережения; системс оценок энергоэффектищ юсти параметров электропотребления, Выстроенной по иерархии уровней системы электроснабжения„увязанной с административно-хозяйствепныч устройством Объекта, уровнями учета электропотрсблсния и бухгалтерского учета.

Практическая ценность работы заключается В разработке универсальной системы нормирования показателей элсктропотрсблення предприятий с Возможностью ее примепепия л ~нипюч объеме для различных отраслей промышленности и в части отдельных объектов любой сложности и масштабности. Предложены инженерные методы чкгечагической оценки величин обьечов потенциально Возможного энергосбережения, исходя из сложившейся на момент анализа структуры электропотребления объекта и предложенных модслей, Описываюших изменение показателей электропотреблсни я.

Апробации работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на ежегодных заседаниях кафедры ЭПП МЭИ 2009-2015 гт. и иа слсдующнх конференцнях: ХХХ1Х Международная научно-практическая конференция «Повышение эффективиости электрического хозяйства потребителей и условиях ресурсных ограничений» (Москва, 2009 г.); Ъ'П Международная научно-практическая Интернет-конференция «Энерго- и ресурсосбережение ХХ1 век» (МИК-2009) (Орел, 2009 г.); Международная научно-практическая конференция «Роль стратегии индустриального развития Республики Казахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы» (Рулиыйт 2009 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Энерго — 2010» 1Москва, 2010 г,); Х1.1 Всероссийская научно-практическая конференция с элементами научной школы для молодежи (с мсждународныч у гастием) «ФгДОРОВСКИЕ ЧТЕНИЯ вЂ” 2011» 1Москва, 2011 г.); Международная научно-практическая конференция «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» «Тольятгив 2012 г.); Х1.1Ъ' Международная научно-практическая конференция «Федоровские чтения— 2014» 1'Москва, 2014 г.), Результаты диссертационной работы использован ы при разработке методических и учебных материалов для преподавания по учебным программа студентов профиля «Электрооборудоваиие и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений» и как соавторские разработки вошли в состав справочпо-методических издаиий по электроснабжению и эиергосбережению, вьптущенных кафедрой «Электроснабжснис промьппленньтх предприятий» МЭИ.