На главную

Статьи, публикации, архив номеров  

«     2018     2017  |   2016  |   2015  |   2014  |   2013  |   2012  |   2011  |   2010  |   2009  |   2008  |   »
«     Январь  |   Февраль  |   Март  |   Апрель  |   Май  |   Июнь  |   Июль  |   Август  |   Сентябрь  |   Октябрь  |   Ноябрь  |   Декабрь     »

Проблемы и решения

01.07.2009 Автоматизация учета электроэнергии в бытовом секторе – не просто технический прогресс

 

Автоматизация учета электроэнергии в бытовом секторе – не просто технический прогресс

 

Область применения различных электронных устройств становится шире с каждым днем. В бытовом секторе в последнее время в разных странах стали активно использоваться электронные приборы учета электрической энергии. С 2003 г. электронные счетчики электроэнергии в многоквартирных и индивидуальных жилых домах начали устанавливать и в Беларуси.

В электросчетчиках нового поколения используются современные достижения микроэлектроники, цифровые методы обработки сигналов. Они более компактны, обеспечивают более высокую точность измерений и выполняют ряд дополнительных функций.

По оценкам специалистов филиала «Энергосбыт» РУП «Минскэнерго», к концу нынешнего года в Минске и Минской области количество электронных счетчиков электроэнергии в жилых домах достигнет 10 % от общего количества приборов. Так почему же, учитывая многофункциональность электронных счетчиков, не решать с их помощью важные задачи управления электрическими нагрузками в стране и вопросы экономии топлива за счет снижения темпов ввода генерирующих источников при косвенном управлении нагрузками (через тарифы)? Почему автоматизация учета электроэнергии становится просто шагом к достижению технического прогресса?

 

В структуре потребления электрической энергии Беларуси население занимает второе место после промышленности. Так, в 2008 г. в бытовом секторе было потреблено 7,4 млрд кВт•ч (или 20 % от общего потребления) электрической энергии в стране. Для сравнения: промышленными потребителями было использовано 22,1 млрд кВт•ч электроэнергии (60 %). Установка в квартирах и индивидуальных жилых домах новых современных бытовых электроприборов, расширение коттеджных застроек, где используются электроприборы со значительной установленной мощностью (электросауны, джакузи, «теплые полы»), а также урбанизация населения – все это ведет к устойчивому росту спроса на электрическую энергию. В результате возросшая нагрузка в бытовом секторе вносит свой вклад в вечерний максимум Белорусской энергосистемы.

Кроме того, в настоящее время учет электрической энергии в бытовом секторе осуществляется на базе «визуального» снятия показаний счетчика и их ручной обработки. Такой подход не позволяет получать достоверные и оперативные данные электроучета, правильно выполнять расчеты с бытовыми потребителями, а также решать задачи управления электрическими нагрузками в данном секторе даже на основе эффективных тарифных систем. Поэтому в Беларуси идет процесс создания АСКУЭ многоквартирных и индивидуальных жилых домов (АСКУЭ-быт), элементами которых становятся первичные средства учета – электронные счетчики электрической энергии. С 2007 г. электронными приборами электроучета оснащаются все новые жилые дома, а также дома после капремонта и реконструкции. Например, сегодня из 1 млн 250 тыс. приборов учета электроэнергии бытовых потребителей, находящихся на обслуживании филиала «Энергосбыт» РУП «Минскэнерго», около 100 тыс. – электронные.

Эффективность внедрения АСКУЭ-быт очевидна и доказана на практике. Электронные счетчики дают более точные показания, а повлиять на достоверность данных учета при использовании этих приборов достаточно сложно. Наличие внутри счетчиков пароля и данных о потребителе делает попытки их кражи бессмысленными. Опыт эксплуатации АСКУЭ показывает, что при использовании электронных счетчиков оплаченное электропотребление вырастает примерно на 15–25 %, т. е. ранее индукционные счетчики не фиксировали реальное электропотребление на этих объектах (безучетное потребление, вызванное легким доступом к счетчику, малая чувствительность счетчиков и их работа с минусовой погрешностью учета).

Увеличение оплаченной электрической энергии за счет увеличения чувствительности приборов учета – это единственный доход и эффект, которые энергосистема получает сегодня от внедрения электронных счетчиков. До сих пор даже при наличии электронных приборов учета присутствует «человеческий фактор«: «ручной» съем показаний потребленной электроэнергии, содержание большого штата инспекторов-контролеров (кстати, это относится и к внедрению АСКУЭ на промышленных предприятиях). А ведь АСКУЭ-быт позволяет обеспечить автоматизацию процесса выписки счетов бытовым абонентам за фактически потребленную электрическую энергию (т. е. обеспечить переход на выписку счетов за потребленную электроэнергию энергоснабжающей организацией, а не самими жильцами). Автоматизация снятия показаний счетчиков электрической энергии и выставления электронных счетов [1, 2] позволяет выявлять неисправные приборы учета, осуществлять дистанционное отключение и подключение потребителей в случае неуплаты за потребленную электроэнергию, автоматически определять уровень потерь электроэнергии в конце каждого месяца. Кроме того, можно осуществлять оперативный надзор и контролировать баланс, определять случаи мошенничества и взлома счетчика, реализовывать практически 100-процентное снятие показаний счетчиков электрической энергии за один день, а также сокращать затраты на контролирующий персонал. И, наконец, система АСКУЭ-быт позволяет осуществлять многотарифный учет электрической энергии с целью управления максимальной нагрузкой энергосистемы. К сожалению, система дифференцированных тарифов для населения в Беларуси сегодня «не работает» из-за привлекательного низкого одноставочного тарифа, при котором можно расточительно, неэкономно и нерационально использовать электрическую энергию [3].

Удельные расходы условного топлива на отпуск электроэнергии по сравнению с прошлым годом увеличились на 6,3 г/кВт•ч (на 2,3 %). Рост удельных расходов топлива объясняется необходимостью дополнительной загрузки неэкономичного оборудования на электростанциях при прохождении неравномерного графика нагрузки энергосистемы. На неравномерность графика повлияло не только неконтролируемое потребление электроэнергии потребителями, но и снижение ее импорта.

В России с 2011 г. оптовая торговля электроэнергией будет полностью осуществляться в конкурентном секторе рынка, а это значит, что стоимость электрической энергии в зоне пиковых нагрузок будет максимальной. В таком случае нам, возможно, придется полностью отказаться от импорта электроэнергии, что еще больше увеличит удельные расходы. В сложившихся экономических условиях нельзя пренебрегать возможностью управлять режимами потребления электрической энергии в бытовом секторе. Однако все возможности внедрения АСКУЭ-быт, к сожалению, на практике не используются. А замена индукционных приборов учета электроэнергии электронными – это всего лишь технический прогресс, позволяющий заменить устаревшие приборы более современными.

 

Варианты организации учета электрической энергии в жилых домах

Всю потребляемую электрическую энергию (W) в жилом многоквартирном доме можно разделить на несколько составляющих: электропотребление бытовых абонентов (Wаб), электроэнергия, расходуемая на общедомовые нужды (лифт, общедомовое освещение и т. д.) (Wобщ), потери в линиях электроснабжения (Wп). Исходя из вышеперечисленного составим балансовое уравнение для многоквартирного жилого дома:

 

W = ∑Wаб + Wобщ + Wп.

(1)

Из уравнения (1) видно, что коммерческий учет потребления электрической энергии в многоквартирном жилом доме можно организовать несколькими способами:

1. Установкой одного прибора учета на вводе в дом и нескольких приборов учета на линиях электроснабжения общедомовых нагрузок (поскольку они относятся к другим тарифным группам). В этом случае учитывается не только электропотребление всех абонентов в доме, но и потери, возникающие при передаче электроэнергии к бытовым потребителям. Такая схема учета может применяться только в доме, эксплуатацией которого занимаются жильцы с образованием жилищного кооператива или иной аналогичной организации. В этом случае расчет за потребленную электроэнергию осуществляется между энергоснабжающей организацией и жилищным кооперативом.

2. Установкой отдельного прибора учета для каждого абонента. Такой вариант учета электроэнергии в многоквартирном жилом доме является наиболее распространенным (его упрощенная схема представлена на рис. 1). В идеальном случае (при всех исправных приборах учета и отсутствии хищений электроэнергии) при такой схеме организации учета электроэнергии можно с достаточно большой точностью определить суммарное электропотребление в жилом доме по формуле (1). Зная схему электропроводки в жилом доме, потери в линиях можно рассчитать математически.

Однако на практике часто складывается ситуация, когда у некоторых бытовых абонентов отсутствуют приборы учета (по причине выхода из строя, воровства самого прибора учета) или часть абонентов использует электроэнергию, минуя счетчик. При отсутствии счетчика бытовой абонент платит из расчета среднего потребления электроэнергии за прошедший период. Фактическое потребление в таких ситуациях, как правило, гораздо выше. В этом случае балансовое уравнение (1) приобретает еще несколько неизвестных: электропотребление без счетчика – Wаб сч, хищение электроэнергии – Wх.

 

W = ∑Wаб + Wобщ + ∑Wаб сч + Wх + Wп.

(2)

Способы хищения электроэнергии в жилом доме можно разделить на четыре основные группы: путем подключения к общедомовой электросети; путем подключения к электросети другого абонента; путем подключения к электросети до прибора учета и путем влияния различными способами на работоспособность прибора учета.

В первых двух случаях электроэнергия будет измерена соответствующими приборами учета и оплачена (при этом если хищение производилось из общедомовой сети, то похищенная электроэнергия будет оплачена по более высокому тарифу). В третьем и четвертом вариантах хищение электроэнергии можно выявить только с помощью дополнительного балансного счетчика, установленного на линии, по которой осуществляется электроснабжение квартир (рис. 2). Учитывая тот факт, что балансный счетчик располагается в электрощитовой и доступ туда ограничен, оказывать влияние на его работу практически невозможно.

Для решения вышеперечисленных задач в бытовом секторе каждый многоквартирный жилой дом можно оснастить АСКУЭ в составе однофазных электронных счетчиков электроэнергии (расположенных у каждого абонента), трехфазных электронных счетчиков электроэнергии (расположенных на линиях электроснабжения общедомовых потребителей и вводе в дом), устройства сбора и передачи данных (УСПД) и каналообразующей аппаратуры. Сбор данных с АСКУЭ жилого многоквартирного дома можно организовать двумя способами:

• дистанционным с помощью различных модемов (GSM, аналоговых, радио);

• при обходе контролерами всех домов для сбора информации с УСПД на переносной пульт или портативный компьютер.

Первый вариант предпочтительней, поскольку сбор информации может осуществляться круглые сутки. Однако он требует дополнительных материальных затрат, т. к. все системы необходимо оснастить каналообразующей аппаратурой и, кроме того, в дальнейшем надо ежемесячно оплачивать услуги операторов связи.

В коттеджных поселках с протяженными и открытыми линиями электропередачи 10/0,4 кВ похитить электроэнергию еще проще, чем в многоквартирных домах с защищенной и скрытой электропроводкой. Конструктивные возможности АСКУЭ позволяют устанавливать приборы учета на опорах линий электропередачи и с вынесением дисплея в дом бытового абонента либо шкафы вводных устройств (ШВУ), в которых устанавливается электросчетчик [4]. На каждый коттедж устанавливается один ШВУ, который содержит соответствующий электронный счетчик и PLC-модем, осуществляющий связь между УСПД и счетчиками по силовой сети 10/0,4 кВт. Если по условиям расположения соседних домов можно разместить рядом два или три ШВУ, то для передачи данных с этих счетчиков на УСПД достаточно одного PLC-модема. Кабели спуска с воздушных линий электропередачи защищены от несанкционированного доступа благодаря изолирующей и защитной оболочкам и подземному вводу в ШВУ. Сбор данных учета на верхний уровень АСКУЭ возможен двумя способами: через сотовую GSM-связь (при ее отсутствии можно использовать телефонную связь, радиосвязь, PLC-связь по линиям электропередачи 6–10 кВ) либо через переносной компьютер, в который предварительно переписываются данные из счетчика через его оптопорт при локальном подключении компьютера по месту установки счетчика. Такая схема электроснабжения полностью исключает все варианты хищения электроэнергии потребителями, а дистанционный сбор данных через PLC-модемы и линии электропередачи обеспечивает контроль за работой систем учета.

 

Пример расчета эффективности АСКУЭ-быт

Допустим, есть два многоквартирных жилых дома, оснащенных электронными счетчиками электроэнергии. Определим суммарный эффект от модернизации средств приборного учета электрической энергии в этих домах за три года:

• для первого дома (назовем его дом А) – от внедрения полномасштабной АСКУЭ-быт, которая осуществляет многотарифный учет электроэнергии и, при необходимости, автоматизацию процесса выписки счетов бытовым абонентам;

• для второго дома (дом Б) – при замене индукционных приборов учета электрической энергии электронными.

Будем считать, что себестоимость выработки электрической энергии равна ее стоимости при отпуске по одноставочному тарифу.

Исходные данные для технико-экономического расчета эффективности внедрения АСКУЭ-быт для дома А:

• количество бытовых абонентов в доме – n = 240;

• количество бытовых абонентов, которые перешли на дифференцированный тариф на электрическую энергию, – n1 = 70;

• среднемесячное электропотребление у всех бытовых абонентов до внедрения АСКУЭ – W = 114 кВт•ч;

• среднемесячное электропотребление у всех бытовых абонентов после внедрения АСКУЭ – WАСКУЭ = 130 кВт•ч;

• среднемесячное электропотребление в зоне максимальных нагрузок у всех бытовых абонентов до изменения режима электропотребления – Wmax = 32 кВт•ч;

• среднемесячное электропотребление в зоне минимальных нагрузок у всех бытовых абонентов до изменения режима электропотребления – Wmin = 98 кВт•ч;

• среднемесячное электропотребление в зоне максимальных нагрузок у бытовых абонентов, которые перешли на дифференцированный тариф, после изменения режима электропотребления – = 24 кВт•ч;

• среднемесячное электропотребление в зоне минимальных нагрузок у бытовых абонентов, которые перешли на дифференцированный тариф, после изменения режима электропотребления – = 106 кВт•ч;

• среднее значение мощности за месяц в зоне максимальных нагрузок у всех бытовых абонентов до изменения режима электропотребления – Pср max = 0,291 кВт;

• среднее значение мощности за месяц в зоне максимальных нагрузок у бытовых абонентов, которые перешли на дифференцированный тариф, после изменения режима электропотребления = 0,218 кВт;

• разница между значениями собственной потребляемой мощности у индукционного счетчика и собственной потребляемой мощности у электронного счетчика – ∆Pсобств = 0,0015 кВт;

• тариф одноставочный на электрическую энергию – T = 173,0 руб./кВт•ч;

• тариф в зоне максимальных нагрузок – Tmax = 346,0 руб./кВт•ч;

• тариф в зоне минимальных нагрузок – Tmin = 121,1 руб./кВт•ч;

• заработная плата одного контролера, оператора базы данных, инспектора – Ззарп = 500 тыс. руб. в месяц;

• заработная плата единицы персонала лаборатории АСКУЭ – = 800 тыс. руб. в месяц;

• величина ежемесячных налогов, начисляемых на зарплату, – Н = 35,2 %;

• затраты контролера на дорогу – Здор = 35 тыс. руб. в месяц;

• нормативная численность бытовых абонентов на единицу контролирующего персонала до внедрения АСКУЭ при однократном посещении бытового абонента в полугодие – nнорм = 3 000;

• численность бытовых абонентов на единицу контролирующего персонала после внедрения АСКУЭ при условии проверки бытовых абонентов один раз в месяц – = 60 000 (по экспертным оценкам);

• нормативное количество АСКУЭ на единицу персонала лаборатории АСКУЭ – mнорм = 35;

• срок окупаемости каналообразующей аппаратуры –tоборуд = 5 лет;

• стоимость единицы каналообразующей аппаратуры –Сапп = 300 тыс. руб.;

• ежемесячная абонентская плата за использование канала связи – Tаб плата = 3 тыс. руб.;

• время сбора данных о месячном потреблении электрической энергии с одной системы АСКУЭ – tАСКУЭ = 15 мин;

• стоимость единицы времени передачи данных – Tтрафик = 35 руб./мин;

• стоимость капитальных затрат на сооружение 1 кВт новых генерирующих мощностей – Зген = 5 млн руб.;

• планируемая доля ежегодного роста максимальной мощности в энергосистеме = 0,01;

• относительные приросты удельного расхода топлива в зонах максимальных и минимальных нагрузок соответственно – φmax = 0,32 кг/кВт•ч, φmin = 0,25 кг/кВт•ч;

• стоимость одной тонны условного топлива – Tт у.т. = 350 тыс. руб.;

• установленная норма технологических потерь до изменения режима электропотребления – р = 0,12;

• отношение значения средней минимальной мощности к значению средней максимальной мощности до изменения режима электропотребления – s = 0,553;

• отношение значения средней минимальной мощности к значению средней максимальной мощности после изменения режима электропотребления – sизм = 0,798.

Исходные данные для оценки результатов замены индукционных приборов учета электронными для дома Б те же, что и для дома А.

Выполним оценку результатов внедрения АСКУЭ-быт для дома А.

Суммарный эффект от внедрения АСКУЭ-быт определяется как сумма следующих слагаемых:

 

Э = ∆Т + ∆З + ∆Зпроиз – ∆С,

 

где ∆Т – экономия, полученная за счет увеличения чувствительности и класса точности приборов учета при замене у бытовых абонентов индукционных счетчиков электронными, руб.;

∆Зэкономия, полученная при изменении затрат по функции реализации и учета потребляемой электрической энергии (уменьшение штата контролирующего персонала), руб.;

∆Зпроиз – экономия, полученная при изменении затрат на производство и передачу электрической энергии за счет уплотнения графика нагрузки, руб.;

С – экономия, полученная бытовыми абонентами при изменении своего режима электропотребления и оплате потребленной электрической энергии по дифференцированным тарифам, руб.

Экономия, полученная за счет увеличения чувствительности и класса точности приборов учета при замене у бытовых абонентов индукционных счетчиков электронными, ∆Т определяется:

 

Т = ∆П + ∆М,

 

где ∆П – изменение платы за потребленную электрическую энергию бытовыми потребителями за счет увеличения чувствительности и класса точности приборов учета, руб.;

М – дополнительный доход, полученный за счет уменьшения у приборов учета электрической энергии собственной потребляемой мощности.

Изменение платы за потребленную электрическую энергию бытовыми потребителями за счет увеличения чувствительности и класса точности приборов учета ∆П определяется:

 

∆П = (∑WАСКУЭ – ∑W)T,

 

где ∑WАСКУЭ суммарное количество оплаченной бытовыми абонентами электрической энергии после установки АСКУЭ, кВт•ч;

W – суммарное количество оплаченной бытовыми абонентами электрической энергии до установки АСКУЭ, кВт•ч;

T – стоимость 1 кВт•ч электрической энергии по одноставочному тарифу, руб./кВт•ч.

Изменение оплаты за три года составит:

 

П = (130 – 114) × 240 × 173 × 12 × 3 = 23 915 520 руб.

 

Экономия, полученная за счет уменьшения у приборов учета электрической энергии собственной потребляемой мощности, ∆М определяется:

 

М = ∆PсобствhTn,

 

где ∆Pсобств – разница между значениями собственной потребляемой мощности у индукционного счетчика и собственной потребляемой мощности у электронного счетчика;

h – годовое число использования нагрузки, часов;

– количество бытовых абонентов.

Эффект для энергосистемы от снижения объема выработки электрической энергии за три года:

 

М = 0,0015 × 8 760 × 173 × 240 × 3 = 1 636 718 руб.

 

Экономия, полученная за счет увеличения чувствительности и класса точности приборов учета, за три года составит:

 

Т = 23 915 520 + 1 636 718 = 25 552 238 руб.

 

Уменьшение затрат по функции реализации и учета потребляемой электрической энергии ∆З определяется:

 

∆З = ЗП – Зобсл + Зинж,

 

где ЗП – суммарные затраты на заработную плату контролирующего персонала до внедрения АСКУЭ-быт, руб.;

Зобсл – суммарные затраты на обслуживание и использование АСКУЭ, руб.;

Зинж – дополнительный доход, полученный за счет уменьшения численности инженерного персонала, руб.

Суммарные затраты на контролирующий персонал ЗП за один месяц определяются следующим образом:

 

ЗП = n / nнормзарп + ЗзарпН + Здор),

 

где nнорм – установленное количество бытовых абонентов на единицу контролирующего персонала;

Ззарп – заработная плата одного контролера, руб.;

Н – величина налогов, начисляемых на заработную плату, %;

Здор – затраты на дорогу, руб.

 

ЗП = 240/3 000 × (500 000 + 500 000 × 0,352 + 35 000) × 12 × 3 = 2 047 680 руб.

 

Суммарные затраты на обслуживание АСКУЭ Зобсл определяются:

 

Зобсл = Зоборуд + Зпериод + Зперс + Зконтр,

 

где Зоборуд – затраты на приобретение каналообразующей аппаратуры, руб.;

Зпериод – периодические затраты на обслуживание канала связи (оплата трафика, абонентская плата и т. д.), руб.;

Зперс – затраты на персонал лаборатории АСКУЭ, руб.;

Зконтр – затраты на контролирующий персонал после внедрения АСКУЭ, руб.

Затраты на приобретение каналообразующей аппаратуры Зоборуд определяются:

 

Зоборуд = mмодемСапп / tоборуд,

 

где mмодемколичество единиц каналообразующей аппаратуры;

Сапп – стоимость единицы каналообразующей аппаратуры, руб.;

tоборудсрок окупаемости каналообразующей аппаратуры, годы.

Затраты на приобретение каналообразующей аппаратуры, приведенные к трем годам:

 

Зоборуд = 300 000 / 5 × 3 = 180 000 руб.

 

Периодические затраты на обслуживание канала связи Зпериод определяются как сумма затрат на абонентскую плату и оплату трафика:

 

Зпериод = Заб плата + Зтрафик.

 

Затраты на абонентскую плату Заб плата по всем каналам связи за один месяц определяются:

 

Заб плата = mмодемTаб плата,

 

где Tаб плата – ежемесячная абонентская плата, руб.

Затраты на абонентскую плату за три года:

 

Заб плата = 3 000 × 12 × 3 = 108 000 руб.

 

Затраты на оплату трафика Зтрафик за один месяц по всем каналам связи определяются следующим образом:

 

Зтрафик = mмодемtАСКУЭTтрафик,

 

где tАСКУЭ – время сбора данных о месячном потреблении электрической энергии с одной системы АСКУЭ, мин;

Tтрафик – стоимость единицы времени передачи данных, руб./мин.

Затраты на оплату трафика за три года:

 

Tтрафик = 1 × 15 × 35 × 12 × 3 = 18 900 руб.

 

Периодические затраты на обслуживание канала связи за три года:

 

Зпериод = 108 000 + 18 900 = 126 900 руб.

 

Затраты на персонал лаборатории АСКУЭ Зперс за один месяц:

 

 

где m – количество установленных систем АСКУЭ;

mнорм – нормативное количество АСКУЭ на единицу персонала лаборатории АСКУЭ;

ЗАСКУЭзарп – заработная плата единицы персонала лаборатории АСКУЭ, руб.

Затраты на персонал лаборатории АСКУЭ за три года составят:

 

Зперс = 1/35 × 800 000 × (1 + 0,352) × 12 × 3 ≈ 1 112 503 руб.

 

Затраты на контролирующий персонал после внедрения АСКУЭ Зконтр за один месяц определяются:

 

 

где nАСКУЭнорм – нормативная численность контролирующего персонала на единицу измерения количества бытовых абонентов после внедрения АСКУЭ-быт.

Затраты на контролирующий персонал после внедрения АСКУЭ за три года составят:

 

Зконтр = 240/60 000 × 500 000 × (1 + 0,352) × 12 × 3 = 97 344 руб.

 

Суммарные затраты на обслуживание АСКУЭ за три года составят:

 

Зобсл = 180 000 + 126 900 + 1 112 503 + 97 344 = 1 516 747 руб.

 

Дополнительный доход Зинж, полученный за счет уменьшения численности инженерного персонала (операторы баз данных, инспекторы по выдаче заданий контролерам), оцениваем в 20 % (из расчета 1 оператор и 1 инспектор на 10 контролеров):

 

Зинж = (ЗП – Зконтр) × 0,2.

 

Дополнительный доход от уменьшения численности инженерного персонала за три года составит:

 

Зтехн = (2 047 680 – 97 344) × 0,2 = 390 067 руб.

 

Уменьшение затрат по функции реализации и учета потребляемой электрической энергии за три года составит:

 

∆З = 2 047 680 – 1 516 747 + 390 067 = 921 000 руб.

 

Изменение затрат на производство и передачу электрической энергии за счет уплотнения графика нагрузки ∆Зпроиз определяется следующим образом:

 

∆Зпроиз = ∆Зген + ∆G + ∆Д,

 

где ∆Зген – экономия средств от отсрочки ввода новых генерирующих мощностей;

G экономия, полученная за счет уменьшения удельных расходов топлива на выработку электрической энергии;

∆Д – дополнительный доход, полученный от уменьшения потерь при передаче электрической энергии.

Экономия от отсрочки ввода генерирующих мощностей ∆Зген с учетом роста максимальной мощности рассчитывается по формуле:

 

∆Зген = (∆Pср maxn1 + ∆Pсобствn)(1 + <i>kрt)Зген,

 

где ∆Pср max – разница между значениями средней мощности в зоне максимальных нагрузок до изменения режима электропотребления (Pср max) и средней мощности в зоне максимальных нагрузок после изменения режима электропотребления (Pдифср max), кВт;

n1 – количество бытовых абонентов, которые перешли на дифференцированный тариф на электрическую энергию;

kр – планируемая доля ежегодного роста максимальной мощности в энергосистеме;

t – длительность периода, для которого производят расчеты, лет;

Зген – стоимость капитальных затрат на сооружение 1 кВт новых генерирующих мощностей, руб./кВт.

Ежемесячная средняя перенесенная мощность каждым бытовым абонентом, который перешел на дифференцированный тариф:

 

Pср max = Pср max – Pдифср max;

Pср max = 0,291 – 0,218 = 0,073 кВт.

 

Экономия от отсрочки ввода генерирующих мощностей за три года рассчитывается:

 

∆Зген = (0,073 × 70 + 0,0015 × 240)(1 + 0,01 × 3) × 5 000 000 = 28 170 500 руб.

 

Экономия, полученная за счет уменьшения удельных расходов топлива на выработку электрической энергии, ∆G рассчитывается по формуле [5]:

 

 

где Wmax, Wmin – количество потребленной электрической энергии соответственно в зоне максимальных и минимальных нагрузок за анализируемый период до изменения режима электропотребления, кВт•ч;

Wдифmax, Wдифmin – количество потребленной электрической энергии соответственно в зоне максимальных и минимальных нагрузок за анализируемый период после изменения режима электропотребления, кВт•ч;

α – коэффициент потерь электрической энергии от шин станции до потребителя, равный 0,1;

αсн – коэффициент расхода электрической энергии на собственные нужды, равный 0,08;

Tт у.т. – стоимость тонны условного топлива, руб./т у.т.;

φmax, φmin – относительные приросты удельного расхода топлива в зонах максимальных и минимальных нагрузок соответственно, кг/кВт•ч.

Экономия, полученная за счет уменьшения удельных расходов топлива, за три года составит:

 

 

Экономия, полученная от уменьшения потерь при передаче электрической энергии после изменения режима электропотребления ∆Д:

 

∆Д = WАСКУЭTрризм,

 

где T – тариф одноставочный на электрическую энергию, руб./кВт•ч;

р – установленная норма технологических потерь до изменения режима электропотребления;

ризм – относительная доля изменения установленной нормы технологических потерь после изменения режима электропотребления.

Относительная доля изменения установленной нормы технологических потерь рассчитывается по следующей формуле [6]:

 

 

где Pср max – средняя максимальная мощность до изменения режима электропотребления, кВт;

 – средняя максимальная мощность после изменения режима электропотребления, кВт;

s – отношение значения средней минимальной мощности к значению средней максимальной мощности до изменения режима электропотребления;

sизм – отношение значения средней минимальной мощности к значению средней максимальной мощности после изменения режима электропотребления.

Относительная доля изменения установленной нормы технологических потерь равна:

 

 

Экономия, полученная от уменьшения потерь при передаче электрической энергии после изменения режима электропотребления, за три года составит:

 

∆Д = 130 × 70 × 173 × 0,12 × 0,265 × 12 × 3 = 1 802 259 руб.

 

Изменение затрат на производство и передачу электрической энергии за счет уплотнения графика нагрузки за три года составит:

 

∆Зпроиз = 28 170 500 + 596 522 + 1 802 259 = 30 569 281 руб.

 

Экономия, получаемая бытовыми абонентами в случае переноса части электропотребления из зоны максимальных нагрузок в зону минимальных нагрузок – ∆С, – определяется следующим образом:

 

С = WАСКУЭT – (Tmax + Tmin),

 

где  – количество электрической энергии, потребленной в зоне максимальных нагрузок за месяц, кВт•ч;

 – количество электрической энергии, потребленной в зоне минимальных нагрузок за месяц, кВт•ч;

T – стоимость электрической энергии по одноставочному тарифу, руб./кВт•ч;

Tmax – стоимость электрической энергии в зоне максимальных нагрузок, руб./кВт•ч;

Tmin – стоимость электрической энергии в зоне минимальных нагрузок, руб./кВт•ч.

Экономия, получаемая бытовыми абонентами, которые перешли на дифференцированный тариф на электрическую энергию, за три года составит:

 

С = (130 × 173 – (24 × 346 + 106 × 121,1)) × 70 × 12 × 3 = 3 400 488 руб.

 

Суммарный эффект от внедрения АСКУЭ-быт в многоквартирном жилом доме А за три года составит:

 

Э = 25 552 283 + 921 000 + 30 569 281 – 3 400 488 = 53 642 076 руб.

 

Выполним оценку результатов замены индукционных приборов учета электронными для дома Б. Эффект от замены устаревших приборов учета электрической энергии на электронные счетчики определяется следующим образом:

 

Э = ∆Т + ∆Зпроиз.

 

Экономия, полученная за счет увеличения чувствительности и класса точности приборов учета, как и для дома А, за три года составит:

 

Т = 25 552 238 руб.

 

Экономия от отсрочки ввода генерирующих мощностей ∆Зген с учетом роста максимальной мощности рассчитывается по формуле:

 

∆Зген = ∆Pсобствn(1 + kрtген.

Экономия от отсрочки ввода генерирующих мощностей за три года составит:

 

∆Зген = 0,0015 × 240 × (1 + 0,01 × 3) × 5 000 000 = 1 854 000 руб.

 

Эффект от замены индукционных приборов учета электрической энергии на электронные счетчики для дома Б за три года составит:

 

Э = 25 552 238 + 1 854 000 = 27 406 238 руб.

 

Очевидно, что эффект от внедрения полномасштабной АСКУЭ-быт в жилом многоквартирном доме примерно в два раза превышает эффект от просто замены индукционных счетчиков на электронные в этом же доме. В данном случае при технико-экономическом расчете эффективности от внедрения АСКУЭ-быт было принято, что съем показаний счетчиков производится один раз в месяц. Контролирующий персонал «Энергосбыта» проводит обход для осмотра и съема показаний со счетчиков электрической энергии в бытовом секторе два раза в год (расчет для дома Б). Если снимать показания с электронных счетчиков с помощью модема дважды в год, то в данном расчете величина рассчитанных суммарных затрат на обслуживание АСКУЭ Зобсл уменьшится в шесть раз. И наоборот: при более частом снятии показаний (раз в неделю, ежедневно или даже каждые три минуты) величина Зобсл увеличится, т. к. вырастут затраты на оплату трафика и абонентской платы. Но, как видно из расчета, суммарный эффект во много раз превышает данную величину затрат, а показания счетчиков при этом можно «увидеть» с необходимой периодичностью в зависимости от поставленных задач энергоснабжающей организации.

Дополнительный значительный эффект можно получить при автоматизированном выставлении ежемесячных счетов за потребленную электрическую энергию бытовым абонентам и автоматическом занесении платежей в базу данных. Повышение уровня оплаты потребленной электроэнергии происходит за счет автоматизации процесса расчетов с населением (бытовой абонент самостоятельно не выставляет себе счет за электроэнергию, и уменьшаются потери, связанные с несвоевременной оплатой потребленной электроэнергии). Кроме того, возможно выставление счетов за электроэнергию по факту потребления (а не по нормативному начислению) абонентам, у которых вышел из строя счетчик, при наличии балансного счетчика.

Проводимые в России эксперименты по анализу оплаты и расхода электрической энергии показали, что после внедрения АСКУЭ уровень оплаты вырастает примерно на 15 %, учтенное потребление электроэнергии увеличивается на 17–20 %, а в некоторых случаях (особенно в индивидуальных жилых домах) – и на 30–40 %. Согласно [7] только использование информации АСКУЭ при расчетах за потребленную бытовыми абонентами электроэнергию позволяет практически полностью исключить потери от недоучета и приблизить уровень коммерческих потерь к их расчетным техническим значениям. Без использования АСКУЭ выявление хищений, обнаружение взлома счетчика, выявление неисправных приборов учета и безучетных подключений остается очень трудоемким процессом.

К сожалению, в нашей стране автоматизированное выставление ежемесячных счетов энергоснабжающей организацией бытовым абонентам по факту потребления электроэнергии не практикуется и экспериментов по совершенствованию организации сбора платежей населения за потребленную электрическую энергию не проводилось. Дистанционный съем показаний при помощи системы АСКУЭ и ежемесячное выставление счетов абонентам с начислением за фактически потребленную электроэнергию не только делает прозрачным учет электроэнергии, но и дисциплинирует абонентов оплачивать счета в срок и погашать задолженность за прошлые периоды. Возможное дистанционное отключение и подключение абонентов (от ограничения потребления электроэнергии социальным минимумом до полного отключения потребителя) также значительно повышает платежную дисциплину. Эффект в данном случае наблюдается от снижения трудозатрат контролирующего персонала и инспекторов, которые вынуждены посещать и проводить разъяснительную работу с недобросовестными потребителями. Мировой опыт показывает, что если в структуре потребления электрической энергии доля бытового сектора превышает 20 %, то энергокомпании вынуждены принимать специальные меры по повышению уровня собираемости платежей от населения: автоматизировать выписку счетов и т. д.

Эффект от уплотнения графика нагрузки был рассчитан исходя из того, что треть бытовых абонентов в доме перешла на дифференцированный тариф. Соответственно, при еще большем количестве абонентов, рассчитывающихся за электрическую энергию по дифференцированному тарифу, увеличится и эффект от перенесенной мощности бытовыми потребителями из зоны максимальных нагрузок в зону минимальных. Бытовой абонент, в свою очередь, получает экономию за счет снижения платежей за потребленную электрическую энергию. Крупные бытовые потребители (с месячным электропотреблением около 500–700 кВт•ч) смогут окупить свой новый электронный счетчик за 2–3 года, а при увеличении стоимости одноставочного тарифа на электрическую энергию – и за более короткий срок [3].

Эффективность создания АСКУЭ-быт во многом также зависит и от выбора средств приборного учета электрической энергии. Если ненадежные счетчики в процессе работы будут массово выходить из строя, то вырастут затраты на ремонт и замену элементов системы в период ее эксплуатации. С другой стороны, лучшие по надежности, более качественные счетчики намного дороже, что поднимает затраты на их закупку. Следовательно, выбор необходимо обосновывать экономическими расчетами, где учитывается соотношение «цена – качество», оценивается возможный ущерб от отказов счетчиков и элементов АСКУЭ-быт и рассчитываются затраты на ремонтно-эксплуатационное обслуживание системы [8].

До настоящего времени, к сожалению, остается неразрешенным ряд финансовых и имущественных вопросов при создании АСКУЭ-быт. В частности, какие элементы АСКУЭ приобретаются за счет потребителя энергии, а какие – за счет поставщика; когда и при каких условиях балансовые счетчики по дому будут использоваться как коммерческие; каким образом компенсировать недобор финансовых средств поставщика за счет потерь энергии во внутренних электропроводках зданий в случаях, когда расчетные счетчики установлены в этажных электрощитах, и т. д. Часть этих вопросов решается в готовящихся к утверждению Правилах приборного учета электроэнергии, часть еще требует решения. Однако в любом случае, как свидетельствуют приведенные в данной статье расчеты и материалы публикаций, следует признать, что создание АСКУЭ-быт многоквартирных жилых домов эффективно, и эта эффективность в перспективе будет возрастать с увеличением цен на топливо и энергию.

 

Евгений ЗАБЕЛЛО, доктор технических наук, заведующий лабораторией учета электрической энергии РУП «БЕЛТЭИ»,
Андрей СУЛЬЖИЦ, Анастасия СУЛЬЖИЦ, инженеры РУП «БЕЛТЭИ«

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Скрыпник А., Кишко Ю. ОАО «Львовоблэнерго» внедряет новации в сфере проведения расчетов бытовых потребителей за потребленную электрическую энергию // Электрические сети и системы. – 2008. – № 4.

2. Дерзский В. Г., Скиба В. Ф. Потребление электроэнергии населением // Электрические сети и системы. – 2008. – № 3.

3. Сульжиц А., Сульжиц А. Тарифные системы на электрическую энергию для населения // Энергетика и ТЭК. – 2008. – № 12.

4. Гуртовцев А., Киянко С., Гржешкевич А. АСКУЭ-быт в коттеджном поселке. Опыт белорусских энергетиков // Новости электротехники. – 2007. – № 3.

5. Михайлов В. В. Тарифы и режимы электропотребления. – М.: Энергоатомиздат, 1986.

6. Ковалев И. Н. К вопросу об экономической эффективности двухтарифных счетчиков электроэнергии // Энергосбережение. – 2007. – № 4.

7. Муниципальная целевая программа «Энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйстве городского округа г. Воронежа на 2006–2010 годы».

8. Богушевич А., Аверьянов А., Гуртовцев А. Надежность работы АСКУЭ оценивает энергосистема // Энергетика и ТЭК. – 2009. – № 3.

 

Контакты

Беларусь: 220121, г. Минск
а/я 72
Тел.: +375 (17) 385-94-44,
385-96-66

Факс: +375 (17) 392-33-33
Gsm: +375 (29) 385-96-66 (Vel)

Е-mail: energopress@energetika.by
E-mail отдела рекламы:
reklama@energetika.by

© ОДО Энергопресс, 2003—2009. Все права защищены.
Мониторинг состояния сайта
Создание сайта Атлант Телеком