Диссертация (Разработка методики анализа параметров электропотребления для их нормирования и оценки объемов энергосбережения при проведении энергоаудита предприятий и организаций), страница 2

Разработаны методы оптимизации структуры электропотребленияобъекта как целого, состоящего из отдельных элементов в общей структуреирекомендациипоформированиюрациональнойсистемыучетаэлектропотребления с ценологической позиции путем укрупнения и9разукрупненияотдельныхэлементовсучетомтехнологиииадминистрирования.3.

Выявлены закономерности изменения рангов объектов во времени поих принадлежности к соответствующей касте на кривой Н-гиперболы, чтопривело к разработке методов индикации объектов с наибольшимпотенциалом энергосбережения, к управлению сменой ранга объекта иизменениями удельного электропотребления в соответствующие временныепериоды, выявлению нерационального использования электроэнергии.4. Предложена трёхуровневая система нормирования параметровэлектропотребления для основных уровней администрирования внутрипредприятия(организации),сопоставимаясуровнямиучётаэлектропотребления и уровнями бухгалтерского учета и позволившаяразработатьархитектуруинформационногомодулядлямониторингаэнергопотребления в виде комплексной структурно-логической моделисистемы нормирования электропотребления и программно-техническойреализации системы.5.

Разработана комплексная методика нормирования и моделированияпараметров электропотребления объектов и их элементов для оценокобъёмов энергосбережения при проведении энергоаудита, приемлемая дляпредприятий и организаций различных отраслей экономики.Научная новизна работы заключается в предложенной комплекснойметодикемоделированиясистемнормированияэлектропотребленияобъектов и их элементов, основанного на синтезе вероятно-статистических иценологических методов анализа и оценки электрических параметров иобъемов энергосбережения, оптимизации структуры электропотребления поценологическим критериям, выявления закономерности изменения ранговобъектов во времени и индикации объектов с наибольшим потенциаломэнергосбережения;системеоценокэлектропотребления,выстроеннойэлектроснабжения,увязаннойэнергоэффективностипосиерархииуровнейпараметровсистемыадминистративно-хозяйственным10устройством объекта, уровнями учёта электропотребления и уровнямибухгалтерского учёта.Практическаяценностьработызаключаетсявразработкеуниверсальной системы нормирования показателей электропотребленияпредприятий с возможностью ее применения в полном объеме для различныхотраслей промышленности и в части отдельных объектов любой сложности имасштабности.

Предложены инженерные методы математической оценкивеличин объемов потенциально возможного энергосбережения, исходя изсложившейся на момент анализа структуры электропотребления объекта ипредложенныхмоделей,описывающихизменениепоказателейэлектропотребления.Апробация работы.

Основные положения диссертационной работыдокладывались, обсуждались и получили положительную оценку наежегодных заседаниях кафедры ЭПП МЭИ 2009-2015 гг. и на следующихконференциях: XXXIX Международная научно-практическая конференция«Повышение эффективности электрического хозяйства потребителей вусловиях ресурсных ограничений» (Москва, 2009 г.); VII Международнаянаучно-практическая Интернет-конференция «Энерго- и ресурсосбережениеXXI век» (МИК-2009) (Орел, 2009 г.); Международная научно-практическаяконференция «Роль стратегии индустриального развития РеспубликиКазахстан в условиях глобализации: проблемы и перспективы» (Рудный,2009 г.); Всероссийская научно-практическая конференция «Энерго – 2010»(Москва, 2010 г.); XLI Всероссийская научно-практическая конференция сэлементами научной школы для молодежи (с международным участием)«ФЁДОРОВСКИЕ ЧТЕНИЯ – 2011» (Москва, 2011 г.); Международнаянаучно-практическаяконференция«Проблемыэлектроэнергетики и электротехнологии»электротехники,(Тольятти, 2012 г.); XLIVМеждународная научно-практическая конференция «Фёдоровские чтения –2014» (Москва, 2014 г.).11Результаты диссертационной работы использованы при разработкеметодических и учебных материалов для преподавания по учебнымпрограмма студентов профиля «Электрооборудование и электрохозяйствопредприятий, организаций и учреждений» и как соавторские разработкивошли в состав справочно-методических изданий по электроснабжению иэнергосбережению,выпущенныхкафедрой«Электроснабжениепромышленных предприятий» МЭИ.Публикации.Основныерезультатыдиссертационнойработыопубликованы в десяти печатных работах [25, 26, 27, 28, 29, 35, 64, 90, 91,92], три из которых в печатных изданиях, рекомендованных ВАК.Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит извведения,четырехглав,заключения,библиографическогосписка,включающего 113 наименований. Общий объем работы 189 страниц, в томчисле 134 страницы машинописного текста, 19 рисунков, 23 таблицы, 5приложений.121. Электропотребление, энергосбережение и энергоаудит электрическогохозяйства промышленных предприятий1.1. Современное состояние уровня электропотребления иэнергоэффективности в РоссииРоссия располагает значительными запасами энергетических ресурсов имощным топливно-энергетическим комплексом, который является базойразвития экономики, инструментом проведения внутренней и внешнейполитики.Роль топливно-энергетического комплекса в системе его взаимодействияс промышленностью определяется двумя видами экономических связей –топливно-энергетического комплекса как поставщика топлива, энергии,сырья и топливно-энергетического комплекса как потребителя конечнойпродукции смежных отраслей промышленности [65].За прошедший период с начала реализации Энергетической стратегииРоссии на период до 2020 года [101] в связи с более ускоренным развитиемэкономики страны спрос на электроэнергию рос более высокими темпами,чем прогнозировалось.

Однако кризис 2008-2009 гг. привел к снижениюэлектропотребления с 1022,7 млрд. кВт.ч в год до 977,1. Наступившаястабилизация и некоторое развитие экономики в 2010-2012 гг. привело кувеличению электропотребления до 1063,3 млрд. кВт.ч в год. Но начавшиесяс 2013 г. кризисные явления снизили величину электропотребления до 1054,8млрд. кВт.ч. После снижения электропотребления оптимистический прогнозназывает на 2015 г. электропотребление на уровне 1076 млрд.

кВт.ч сожидаемым эффектом развития на 2035 г. [37, 38]. На перспективу, в любомслучае, электроснабжение промышленности будет обеспечиваться.По отдельным регионам страны из-за разного влияния экономическогокризиса и состояния региональной экономики наблюдалась неоднороднаятенденция в динамике электропотребления. Годовой максимум потреблениямощности в ЕЭС России в 2013 г. составил 150 012 МВт. По рядуэнергообъединений и энергосистем уровень потребления мощности 2009 г.13превысил исторический максимум (энергосистема Москвы и Московскойобласти,энергосистемаСанкт-Петербурга,Тюменскаяэнергосистема,Кубанская энергосистема и др.), но в 2014 году произошло снижение [100].В процессе ожидаемого восстановления экономического роста врегионах России продолжится рост электрической нагрузки.

Это ставитновые задачи перед электроэнергетикой страны, прежде всего, избежатьсдерживания промышленного и гражданского строительства, развитиемалого бизнеса [12, 65] из-за дефицита электроэнергии.К числу основных проблем электроэнергетики относятся: дефицитгенерирующих и сетевых мощностей в ряде регионов страны; неоптимальнаяструктураполупиковыхгенерирующихипиковыхмощностей,маневренныхобусловленнаянедостаткомэлектростанций;снижениенадежности электроснабжения, обусловленное высоким износом основныхпроизводственных фондов и отсутствием необходимых инвестиций для ихмасштабного и своевременного обновления.Установленная мощность электростанций ЕЭС России на 01.01.2010 г.составила 211 845,7 МВт [100].

В то же время ввод новых мощностей вэлектроэнергетике существенно отставал от прогноза, предусмотренногостратегией [30, 101], и не в полной мере удовлетворял потребности растущейэкономики.Произведеннаяреформапотребоваларазработкистратегиинадлительную перспективу [76]. Были разработаны оптимистический вариантэнергетической стратегии (2003 г.), базовая и максимальная генеральныесхемы размещения объектов электроэнергетики до 2020 г. (2007 г.),Стратегия до 2030 г.

(2009 г.), Схема и программа развития ЕЭС, Стратегиядо 2035 г. (2014 г.).В 2010 г. (через два года после утверждения Генсхемы) объем вводов до2020 года был сокращен со 186,1 до 78 ГВт. Корректировка на 58% сталаследствием ошибки прогноза электропотребления при старении и выбываниигенерирующих мощностей. Предполагалось с 2010 г. ежегодно вводить около1413 ГВт мощностей, что на порядок больше показателей 2000–2008 гг. и в 1,5раза больше объема, вводимого по всему СССР в последнее десятилетие егосуществования. Фактически в 2010 г. сдана генерация на электростанциях РФ3,25 ГВт, в 2011 г. – 6,4 ГВт, 2012 г.

– 7,8 ГВт. Всего на 2011–2015 гг. – 31,7ГВт. Принимая за время использования генерирующей мощности 4900час/год, получаем рост производства электроэнергии к 2030 г. максимум 1120млрд. кВт.ч, что в общем (с учетом выработки 2010 г.) составит 2160 млрд.кВт.ч. Таким образом, принятые Генсхемой темпы роста до 2030 годазавышены вдвое.Стратегию развития России предлагается осуществить, опираясь навыполненный кафедрой ЭПП МЭИ в 2004 г.

прогноз, согласно которому на2020 г. объем производства электроэнергии составит 1300 млрд. кВт.ч;2035 г. – 1500; 2050 г. – 2000 с максимумом потребления в 2060 г. – 2100млрд. кВт.ч, что не будет превышено до конца века. Реализация прогнозапредполагает осуществление ценологически распределенной генерации,ориентированной на глубинку и пригороды [30, 35, 38].В период реструктуризации электроэнергетики был запущен процессразвития конкуренции на оптовом рынке электрической энергии (мощности),предусматривающий постепенный отказ от государственного регулированияцен на электроэнергию. В 2011 г. произошел переход к свободномуценообразованию для всех потребителей, за исключением населения [103].Среднеотпускная цена на электроэнергию для конечных потребителей в2014 г. составила 278,5 коп/кВтч, рост к среднеотпускной цене 2008 г.составил 205,5%.Рост электропотребления на фоне одновременного повышения тарифовна электрическую энергию ставит перед потребителями задачи болееэкономного ее расходования и реализации мер по энергосбережениювнедрению энергоэффективных технологий.Современная экономика России энергорасточительна.

Согласно даннымиз [68] энергоёмкость валового внутреннего продукта (при расчёте его по15паритету покупательной способности валют) превышает среднемировойпоказатель. В последнее двадцатилетие в развитых странах наблюдалсяэнергоэффективный экономический рост (на 1% прироста ВВП приходилосьв среднем лишь 0,4% прироста потребления энергоносителей) [108]. Этутенденцию следует учитывать для РФ при прогнозе электропотребления на2020 (2035) г. В результате энергоёмкость ВВП в среднем по мирууменьшилась за этот период на 19%, а в развитых странах – на 21–27% [52,106].

В России же из-за глубокого экономического кризиса энергоёмкостьвалового внутреннего продукта не снижалась, а увеличивалась. По меревосстановления экономики предполагается, что она начнет снижатьсяглавным образом за счет оптимизации загрузки имеющихся свободныхпроизводственныхмощностейприсущественномростеспросанаэнергоносители, а также активного развития малоэнергоемкой сферы услуг.Энергоемкость ВВП России в 2000-2008 гг. снижалась почти на 5% вгод, что значительно быстрее, чем во многих странах мира.

Однако, несмотряна быстрое снижение энергоемкости ВВП России в последние годы, в 2006 г.она все еще была в 2,3 раза выше среднемирового уровня и в 2,5-3,5 разавыше, чем в развитых странах (рисунок 1.1). Причинами такого положения,кроме суровых климатических условий и территориального фактора,являются сформировавшаяся в течение длительного периода времениструктура промышленного производства и нарастающая технологическаяотсталостьэнергоёмкихотраслейпромышленностиижилищно-коммунального хозяйства.Кстати, в царской России эффективность использования энергии была в3,5 раза выше, чем в Германии, в 3 раза выше, чем во Франции и Японии, в4,4 раза выше, чем в Великобритании и США, и в 3,5 раза вышесреднемировой [68].16Россия 2000 г.Россия 2006 г.Россия 2010 г.Рис. 1.1.