полный текст (PDF, ~235 КБ)

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
60
УДК 621.31:004
ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ ПРОЦЕССА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ
НА ПРИМЕРЕ ЭНЕРГОСБЫТОВОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
К.Л. Соломахо
Ведущий инженер-технолог Центрального филиала ОАО "Челябэнергосбыт",
e-mail: solomahok@mail.ru
Предприятия могут оптимизировать свои энергетические затраты, разрабатывая и
внедряя программы по энергосбережению. Для создания таких программ необходимо
подробное изучение процесса энергопотребления.
Ключевые слова: энергоэффективность, энергоемкость, метеорологические факторы.
Введение
Для снижения негативных тенденций в области энергосбережения и решения проблемы
высокой энергоемкости на предприятиях требуется создание и внедрение методик оптимального управления энергопотреблением. Одной
из причин для проведения мероприятий по
энергосбережению на предприятии является
снижение издержек и повышение экономической эффективности. Внедряемая методика
должна быть комплексной и включать в себя
ряд программ, охватывающих различные области деятельности предприятия. Необходимо
вести постоянные разработки, обновление и
совершенствование методов энергосбережения, оценку результативности и качества программ по энергосбережению. Важно, чтобы эти
программы учитывали многовариантность использования инвестиционных источников, которые предназначены для их осуществления. Отсутствие энергосберегающих программ приводит к значительному экономическому ущербу
предприятий. Для их разработки необходимо
изучение процесса энергопотребления, выявление законов, согласно которым происходят
изменения, изучение влияния различных факторов. После изучения тенденций изменения
энергопотребления станет возможной разработка программ по энергоэффективности, реализация которых, в конечном счете, приведет к
снижению расходования средств на энергопотребление. Задача повышения энергоэффективности актуальна на различных промышленных предприятиях, в том числе напрямую касается предприятий энергетики.
Процесс
электропотребления
является
сложным случайным нестационарным процессом, который может быть представлен несколькими регулярными и нерегулярной (случайной)
составляющими.
Методом
моделирования
электропотребления как случайного нестациоelectrotech@v-itc.ru
нарного процесса выполняется разделение исходного процесса на регулярную (тренд) и нерегулярную составляющие. Тренд описывает
устойчивые тенденции изменения процесса в
интервале времени. Нерегулярная составляющая характеризует случайную непрогнозируемую часть потребления и вероятные отклонения фактических значений электропотребления
от тренда, выделенного из исходного процесса.
Выделенная в результате разделения траектория, выраженная в математическом виде, позволяет выявить закономерности процесса [1].
Экспериментальная часть
Для изучения процесса энергопотребления и
выявления влияющих на процесс факторов в
качестве исходных данных возьмем ежедневное потребление объемов электроэнергии одного из энергосбытовых предприятий за 20132014 гг. Деятельностью энергосбытового предприятия является закупка объемов электроэнергии на оптовом рынке и распределение ее
розничным потребителям (промышленным,
сельскохозяйственным, бюджетным предприятиям, населению, потребителям, приравненным к населению), с которыми заключены договоры на расчеты за электроэнергию и ежедневные метеорологические показатели, хранящиеся в архивах Гидрометцентра за этот период.
После анализа исходных данных по ежедневным объемам электропотребления было
выявлено, что в данном процессе явно просматривается сезонность. К сезонным колебаниям относят явления, в которых отчетливо
выражены внутригодовые изменения изучаемого ряда, т.е. устойчиво повторяющиеся из
года в год колебания. Эти колебания связаны
со сменой времен года: в зимние месяцы потребление электричества растет, в летние –
происходит спад. Это связано с тем, что
в зимние месяцы потребление электроэнергии
www.v-itc.ru/electrotech
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
увеличивается для процесса обогрева. Для
примера потребление электроэнергии энергосбытового предприятия за период с 01.01.2013
г. по 01.06.2014 г. представлено на рис. 1. Анализ проводился с помощью построения линейных трендов в Microsoft Excel [2].
Кроме того, в результате исследования выявлено, что данные имеют большие различия
в рабочие дни, выходные и праздничные (рис.
2). Четко просматривается общая тенденция
энергопотребления в понедельник – заниженное потребление, к среде происходит рост потребления, к пятнице – спад, в выходные и
праздничные дни потребление очень низкое.
Это связано с большим количеством потребителей – крупных промышленных предприятий.
На промышленных предприятиях с понедельника происходит рост потребления, связанный
с нагревами печей, включениями станков, на
этом этапе возможны какие-то сбои (поломки
станков), к четвергу работа предприятий приходит в стабильную стадию и какие-либо колебания электроэнергии не выявляются. Для примера на рис. 2 показано потребление электро-
61
энергии в течение трех недель начиная с
07.01.2014 г.
Важным фактором, оказывающим большое
влияние на электропотребление, является метеорологический фактор, к которому относятся
температура окружающей среды, продолжительность светового дня, влажность, облачность,
давление. Они во многом определяют сезонные
колебания и суточную неравномерность. Наиболее сильное влияние на потребление оказывают
температура окружающей среды и продолжительность светового дня. Наиболее высокое потребление отмечается при низких температурах,
в отопительный сезон, а также примыкающие к
нему периоды. По существующим оценкам около
четверти расходной части энергетического баланса идет на отопительные нужды [3, 4].
На рис. 3 представлено изменение ежедневных объемов электропотребления энергосбытового предприятия и температуры окружающей среды за один временной интервал в нормированных величинах. Очевидна зависимость
- чем ниже температура, тем больше энергопотребление и наоборот.
Рис. 1. Потребление электроэнергии за период 01.01.2013 по 01.06.2014 гг.
Рис. 2. Потребление электроэнергии за 3 недели
Электротехнические комплексы и системы управления
№ 1/2015
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
62
Рис. 3. Изменение электропотребления и температуры
Рис. 4. Изменение электропотребления и продолжительности светового дня
На рис. 4 представлено изменение ежедневных объемов электропотребления энергосбытового предприятия и продолжительность светового дня за один временной интервал. Так же
четко просматривается зависимость - чем
меньше продолжительность светового дня, тем
больше потребления электроэнергии.
В связи с тем, что метеорологических факторов может быть большое количество, необходимо выявить факторы, которые оказывают значимое влияние на исследуемый процесс. Факторы,
оказывающие незначимое влияние, должны
быть отброшены, иначе они могут вызывать искажение при изучении зависимостей данных и
давать ложные корреляционные связи.
Для выявления зависимостей была построена корреляционная матрица. Программный
продукт STATISTICA позволяет вывести корреляционную зависимость в виде графика для
наглядного определения факторов, оказывающих влияние на показатель “потребление объемов электроэнергии”. Факторы, напрямую
влияющие на изменение объемов данных, лежат по другой сторону оси от искомого показаelectrotech@v-itc.ru
теля. Анализ корреляции выбранных факторов
представлен на рис. 5.
Рис. 5. Анализ корреляции факторов
Выявлено, что напрямую на изменение объемов электроэнергии влияют сезонность, температура воздуха окружающей среды и продолжительность светового дня.
www.v-itc.ru/electrotech
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Изменение данных метеорологических факторов приведет к соответственному изменению
энергопотребления.
Результаты
На основе проведенного анализа можно
сделать следующие выводы:
1. Для борьбы с высокой энергоемкостью
предприятий необходимы разработка и внедрение
программ, которые помогают оптимизировать затраты на потребление электроэнергии. При разработке таких программ необходимо учитывать
закономерности процесса энергопотребления.
2. Метеорологические факторы оказывают
активное влияние на процесс энергопотребления. Для более точного учета влияния метео-
63
фактора рекомендуется проводить анализ с
разграничением дух зон: летний сезон, зимний
сезон. Так же при выявлении тенденций энергопотребления рекомендуется делать разбивку
по дням недели, отделяя рабочие, праздничные
и выходные дни.
3. При рассмотрении совокупности факторов,
влияющих на энергопотребление, необходимо
как минимум включать данные основных
влияющих факторов – температуры окружающей
среды и продолжительности светового дня.
4. Учет совокупности метеорологических
факторов позволит предсказать изменение
электропотребления, оптимизировать и, в конечном итоге приведет к увеличению прибыли
предприятия за счет сокращения издержек на
электропотребление.
Литература
1. Пути и результаты совершенствования методов прогнозирования электропотребления
[Текст] / А.В. Белан, В.И. Гордеев, А.В. Демура, И.И. Надтока // Промышленная энергетика. – 1993.
– № 9 –10. – С. 23-26.
2. Воронов, И.В. Определение параметров, влияющих на электропотребление промышленного предприятия с помощью метода экспертных оценок [Текст] / И.В. Воронов, Е.А. Политов, В.М.
Ефременко // Вестник КузГТУ. – 2009. – № 5. – С. 61-64.
3. Грачева, Е.И. Определение расхода электроэнергии на основе математической модели
[Текст] / Е.И. Грачева, Р.С. Саитбаталова // Промышленная энергетика. – 1999. – №4. – С. 24-25.
4. Никифоров, Г.В. Совершенствование нормирования и планирования электропотребления
в промышленном производстве [Текст] / Г.В. Никифоров // Промышленная энергетика. – 1999. –№
3. – С. 27-29.
POWER CONSUMPTION CHANGE TENDENCIES IN TERMS
OF POWER ENTERPRISES
K.L. Solomakho
Companies can optimize their power consumption by development and implementation of energy efficiency programs. In order to create this kind of programs, thorough study of power consumption process is required.
Keywords: power efficiency, power consumption, metrological factors.
Новости
В Узбекистане введена в эксплуатацию
в тестовом режиме солнечная
электростанция мощностью 130 кВт
В Папском районе Наманганской области завершены строительно-монтажные и наладочные
работы и состоялся пуск в тестовом режиме фотоэлектрической станции мощностью 130 кВт.
Работы проводились ГАК «Узбекэнерго» совместно с Корейской ассоциацией фотоэлектрической промышленности в рамках реализации
меморандума о взаимопонимании между Министерством торговли, промышленности и энергетики Республики Корея и Министерством экономики Республики Узбекистан.
На фотоэлектрической станции было установлено оборудование компаний «Hanhwa»,
«JSPV», «S-Energy» и «TopSum».
Обзоры
Ввод данной тестовой фотоэлектрической
станции позволит повысить надежность электроснабжения жителей махалли Кандигон; обеспечить данными, которые будут использованы
для экспертизы перспективных и масштабных
проектов по развитию солнечной энергетики в
республике, путем проверки практической производительности корейских солнечных модулей
на местах.
Пробная эксплуатация позволит протестировать производительность корейских солнечных
модулей в природных условиях Узбекистана, что
будет способствовать передаче корейской стороной технологий для развития и строительства
солнечных фотоэлектрических станций в Республике Узбекистан и подготовке узбекских специалистов в сфере солнечной энергетики.
energyland.info
Электротехнические комплексы и системы управления
№ 1/2015