Игорь Анатольевич Шабалин

Реферат по теме выпускной работы

1. Введение
2. Актуальность данной разработки
3. Цель работы
4. Новизна результата
5. Практическая ценность
6. Апробация работы
7. Основные правила, при разработке и внедрении систем АСКУЭ
8. Требования, критерий оптимальности и функция цели АСКУЭ
9. Перспективы исследования

        Введение

      В связи с переходом к рыночной экономике, возникла необходимость повысить эффективность управления энергопотреблением, поскольку это отвечает экономическим интересам поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из направлений решения данной задачи является точный контроль и учет электроэнергии. Именно это направление должно обеспечить значительную часть общего энергосбережения, потенциал которого составляет более 1/3 всего нынешнего объема энергопотребления. Новые экономические отношения в сфере управления энергопотреблением проявляются в формировании единого рынка электроэнергии. Исходя из выше сказанного, рынок электроэнергии должен представлять собой многокомпонентный механизм согласования экономических интересов поставщиков и потребителей электроэнергии. Одним из самых важных компонентов рынка электроэнергии является его инструментальное обеспечение, которое представляет собой совокупность систем, приборов, устройств, каналов связи, алгоритмов и т. п. для контроля и управления параметрами энергопотребления. Базой формирования и развития инструментального обеспечения являются автоматизированные системы контроля и учета потребления электроэнергии.

        Актуальность данной разработки, На сегодняшний день доля энергоресурсов в себестоимости продукции для многих промышленных предприятий составляет от 10-25 до 40%, это связано с существованием заниженных тарифов и цен на электроэнергию в советское время и более быстрым (в 2-3 раза) темпом роста цен на энергоресурсы в 90-е годы. При прогнозируемом росте цен на электроэнергию, который за 3 – 5 лет наверняка достигнет уровня близкого к уровню Западной Европы, энергозависимые предприятия должны иметь возможность управления энергопотреблением, с тем, чтобы планомерно снижать удельный вес платы за электроэнергию в себестоимости своей продукции. Это возможно только при налаженном коммерческом и техническом учете электроэнергии. Современная торговля электроэнергией основана на использовании автоматизированного приборного энергоучета, сводящего к минимуму участие человека в процессе сбора, обработки и передачи информации и обеспечивающего достоверный, точный, оперативный и гибкий, адаптируемый к различным тарифным системам учета. Cоздание автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) является необходимым условием режима экономии энергии на промышленном предприятии. При наличии современной АСКУЭ промышленное предприятие полностью контролирует весь процесс энергопотребления и имеет возможность по согласованию с поставщиками энергоресурсов гибко переходить к разным тарифным системам, минимизируя свои энергозатраты. АСКУЭ с техническим учетом электроэнергии позволяет получить картину энергопотребления каждого объекта в режиме максимально приближенном к реальному времени и, соответственно, планировать подключение своих объектов с максимальной эффективностью. Имея АСКУЭ, предприятие имеет возможность воспользоваться дифференцированными тарифами на оплату электроэнергии, а это, в свою очередь, позволяет спланировать производство таким образом, чтобы максимально перевести деятельность энергоемких операций на время действия льготных тарифов. В этих условиях объективно возрастает необходимость в повышении научного подхода к построению АСКУЭ.

        Цель работы - анализ сущности и назначения автоматизированных систем коммерческого учета электроэнергии, исследование характеристик современных АСКУЭ, представленных на рынке Украины, построение модели АСКУЭ и оценка эффективности ее функционирования.

        Новизна результата - Научная новизна моего исследования состоит в разработке модели автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии и обосновании методов оценки эффективности от ее внедрения в производство. Проведен сравнительный анализ автоматизированных систем фирм, действующих на украинском рынке АСКУЭ.

        Практическая ценность - Анализ ситуации на украинском рынке АСКУЭ может быть полезен потенциальным заказчикам таких систем, а также фирмам, разрабатывающим системы такого класса. В настоящее время существует проблема оценки эффективности внедрения АСКУЭ и результаты, полученные в ходе исследования могут быть использованы для подобных оценок.

        Апробация работы - Основные теоретические положения и результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научной конференции кафедры прикладной математики и информатики ДонНТУ посвященной дню науки.
       

        Основные правила, при разработке и внедрении систем АСКУЭ:

       •Измерения на базе цифровых методов обработки процессов.
       •Цифровые интерфейсы передачи измеренных параметров.
       •Глубокое архивирование основных измерений в счетчике.
       •Контроль достоверности и полноты данных на всех уровнях системы.
       •Диагностика работоспособности системы.
       •Резервирование каналов связи.
       •Параллельная синхронно-асинхронная обработка данных.
       •Иерархическое построение системы.
       •Возможность распределенной обработки данных.
       •Защита информации на всех системных уровнях.
       •Использование проверенных и стандартных компонентов системы и инструментальных средств.
       •Параллельный сбор данных
       •Масштабируемость и наращиваемость
       •Управление коэффициентом готовности системы на этапе проектирования.

        В состав систем АСКУЭ входят:

       •Микропроцессорные счетчики электроэнергии
       •Устройства сбора и передачи данных (УСПД) серии RTU-325, RTU-327, шкафы НКУ АСКУЭ.Программное обеспечение для всех уровней систем
       •Оборудование связи (телефонные, ВЧ и радио-модемы, модемные пулы, ВОЛС преобразователи, кабели и т.п.)
       •Автоматизированные рабочие места (АРМ), компьютерное оборудование (коммуникационные серверы, серверы баз данных, рабочие станции, источники бесперебойного питания, концентраторы для организации локальной сети и т.д.).

        Принципы создания современных АСКУЭ

        Подход к созданию АСКУЭ основан на синтезе типовых решений и совместной работе с заказчиком по выбору оптимального (по ценовым и функциональным показателям) варианта, в каждом конкретном случае.
        В концепцию создания систем АСКУЭ заложено два основных принципа: общепризнанная надежность цифровых технологий сбора и передачи данных и открытая архитектура системы, позволяющая вести ее дальнейшее развитие.
        Гибкая настройка под любой объект, масштабируемость, использование цифровых и импульсных счетчиков в рамках одной системы, оперативный контроль и мониторинг в режиме реального времени
       

        Общие характеристики

       •Система обеспечивает достоверные и полные измерения и расчеты производимые на их основе в соответствии с гибкой, настраиваемой временной диаграммой работы
       •Система имеет высокую надежность
       •Система максимально инвариантна к меняющимся требованиям
       •Система выполняется на базе унифицированных, отработанных типовых решениях
       •Система работает с практически любыми каналами связи
       •Система имеет высокие показатели: функциональность/стоимость, надежность/стоимость.

        Требования, критерий оптимальности и функция цели АСКУЭ

        Использование различных технологических решений при создании АСКУЭ, следует рассматривать в контексте соблюдения обобщенного критерия оптимальности, под которым понимается минимум затрат на внедрение и эксплуатацию АСКУЭ:

       где ЗАСКУЭ – затраты предприятия энергосбыта на внедрение и эксплуатацию АСКУЭ.

       Сравнение существующих решений на этой основе позволит выявить области их рационального (нерационального) применения и предложить функциональное решение, удовлетворяющее критерию оптимальности (1) и реализующее функцию цели АСКУЭ в виде условия комплексной минимизации коммерческих потерь электроэнергии (2):

       где ПНЕД – потери из-за недостатков в энергосбытовой деятельности;
       ПОПЛ – потери при востребовании оплаты;
       ПХИЩ – потери от хищения электроэнергии;
       ПОГР – потери из-за ограничения потребляемой мощности «сверху»;
       ПКАЧ – потери из-за нарушения качества электроэнергии;
       ПДОЛГ – потери при востребовании долгов.

       Следует заметить, что слагаемое ПДОЛГ является зависимым от слагаемых ПНЕД, ПОПЛ и ПХИЩ. Поэтому минимизация последних приводит и к минимизации ПДОЛГ.
       Достижение глобального минимума целевой функции возможно при комплексном выполнении условия (3):
       Что же касается выполнения условия (1), то дополнительное снижение величины ЗАСКУЭ можно получить за счет грамотного поэтапного внедрения АСКУЭ.
       ПНЕД—> min
       ПОПЛ—> min
       ПХИЩ—> min
       ПОГР—> min
       ПКАЧ—> min (3)
       В частности, тотальная автоматизация энергоучета «образцовых плательщиков» не будет способствовать уменьшению значения ПОПЛ и ПХИЩ. Однако первоочередное внедрение АСКУЭ, удовлетворяющей условиям (1) и (2), для «забывчивых» абонентов и «злостных неплательщиков» способно повысить у них платежную дисциплину и снизить величину несанкционированного (безучетного) потребления электроэнергии.

       Оценка экономического эффекта от внедрения АСКУЭ производится в соответствии с отраслевой методикой «Расчет оценки экономического эффекта от внедрения АСКУЭ». Методика соответствует государственному документу «Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов» (утверждены Министерством экономики и Министерством финансов, № ВК 477 от 21.06.99). Эффект от внедрения АСКУЭ рассчитывается за весь с рок реализации этого инвестиционного проекта, в качестве которого принята величина амортизационного периода по оборудованию, входящему в комплект АСКУЭ. На основании «Единых норм амортизационных отчислений» срок реализации данного проекта рекомендуется считать равным 8 годам (норма амортизации составляет 12,5 %). При этом налог на имущество рассчитывается как 2 % от остаточной стоимости основных фондов АСКУЭ. По каждому году реализации проекта составляются денежные потоки, включающие в себя стоимостную оценку результатов внедрения АСКУЭ и затрат, связанных с ее внедрением. К затратам относятся капитальные вложения на закупку и монтаж соответствующего оборудования. Текущие затраты на эксплуатацию АСКУЭ включают оплату налога на имущество. Результатом внедрения АСКУЭ является снижение затрат на оплату электроэнергии вследствие: появления возможности перехода по согласованию с поставщиком электроэнергии на более выгодный одноставочный зонный тариф, стимулирующий оптимизацию суточного графика потребления электрической энергии; полного контроля за процессом электропотребления, что позволяет сокращать непроизводительные затраты электроэнергии; возможности получения электроэнергии с более выгодного рынка ФОРЭМ.
       На основе расчета денежных потоков по каждому году рассчитываются следующие показатели: сальдо (разница притока и оттока денежных средств по годам), чистый доход (по годам и нарастающим итогом), чистый дисконтированный доход, срок окупаемости инвестиций. При необходимости рассчитывается внутренняя норма доходности, представляющая такую норму дисконта, при которой чистый дисконтированный доход обращается в нуль. Дисконтирование денежного потока в г-м году производится путем умножения сальдо Сг указанного года на коэффициент дисконтирования аг, рассчитываемый по формуле:

       На основе суточной величины платы за электроэнергию находится величина месячной платы для зимнего, летнего и переходного периодов (Фз, Фл, Фп). Годовой объем платы за электроэнергию Фг при использовании зонных тарифов определяется на основании месячной оплаты для зимнего, летнего и переходного периодов и числа месяцев в указанных периодах. Полученная величина сравнивается с годовой платой за электроэнергию Фг при двухставочном тарифе. Величина эффекта в оплате за электроэнергию за счет перехода на зонные тарифы определяется по формуле:

       В некоторых случаях зонные тарифы могут быть более выгодными по сравнению с двухставочными даже без изменения потребления электроэнергии в период, оплачиваемый по льготным тарифам. Поскольку зонные тарифы внедрены не во всех энергосистемах, то эффект по данной позиции на перспективу можно оценить укрупнению, на основании имеющегося опыта использования таких тарифов. Экспертно он оценивается в 5 — 6 % от базового объема затрат на электроэнергию. Эффект от сокращения непроизводительных расходов электроэнергии Эснр рекомендуется рассчитывать по формуле
       

       где V6 — базовое потребление электроэнергии; Ксн — коэффициент снижения потребления электроэнергии вследствие сокращения непроизводительного его расхода после внедрения АСКУЭ (экспертное значение 0,02 — 0,03); Гэ — действующий тариф на электроэнергию.

       Федеральный оптовый рынок электрической энергии (ФОРЭМ) находится на стадии формирования. При этом предусматривается создание конкурентных рынков («рынок на сутки вперед», «балансирующий рынок», «рынок резервов по прямым платежам») и регулируемого рынка. При этом в лучшем положении окажутся потребители, оснащенные современными средствами АСКУЭ, отвечающие требованиям энергоснабжающих организаций. Эффект от использования более дешевой электроэнергии Эдэ, покупаемой на ФОРЭМ, экспертно оценивается в 10 % от базового объема Фб затрат на электроэнергию Эдэ = 0,1 Фб.

       По расчетам, выполненным по приведенной методике в ООО «НИИгазэкономика», срок окупаемости от внедрения АСКУЭ на электроприводных компрессорных станциях (КС) составляет менее года, на газотурбинных КС — около трех — четырех лет.

        Список литературы

1. Сапронов А.А. Концептуальный подход к организации и управлению предприятиями коммунального хозяйства // Проблемы экономики и организации производственных и социальных систем: сб. научн. трудов. – Вып.4. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2001.
2. Типовой договор энергоснабжения для одноставочных и прочих потребителей электроэнергии ОАО «Ростовэнерго». Ростов-на-Дону. 2006.
3. Методические рекомендации по регулированию отношений между энергоснабжающей организацией и потребителями. / Под. общ. ред. Б.П. Варнавского. – М.: РАО «ЕЭС», 2002.
4. Конституция РФ. – М.: Изд-во ЭЛИТ, 2005.
5. Гражданский кодекс РФ. – М.: ТК Велби, Изд-во Проспект, 2005.
6. Правила предоставления коммунальных услуг. Утверждены Постановлением Правительства РФ от 26.09.1994 г. № 1099 (в ред. Постановлений Правительства РФ от 24.02.95 N 182, от 10.02.97 N 155, от 13.10.97 N 1303, от 01.02.2005 N 49).
7. Системы коммерческого учета потребления электроэнергии на базе PLC-технологий с передачей данных по сети GSM. Техническое описание. –М.: Группа компаний ТЭСС, 2004.
8. Медведев Д.В. Методика построения моделей автоматизированных систем управления технологическими процессами // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. – Новочеркасск, 2004. – Приложение №6.
9. Российская Федерация. Законы. Об энергосбережении: федер. закон. от 03.04.1996 №28-ФЗ.
10. ГОСТ Р 51541-99. Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. – М.: Изд-во стандартов, 2000.
11. Бренерман Ю.Б., Рубичев Н.А. Показатели качества многовходовых систем // «Измерительная техника». – 1985. – №7.
12. ГОСТ 24.701-86. ЕСС АСУ. Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения. – М.: Изд-во стандартов, 1986.
13. А.А. Сапронов. Анализ структуры коммерческих потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях // Энергосбережение и водоподготовка. № 4(42). 2006.