Стартовая >> Архив >> Генерация >> Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции

Оценка удельного ущерба промышленных потребителей - Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции

Оглавление
Расчетная обеспеченность работы гидроэлектростанции
Введение
Принципы энергоэкономических расчетов - введение
Принципы энергоэкономических расчетов
Дефициты электроэнергии в гидроэнергетической системе
Существующие методы водохозяйственных расчетов
Авторский метод водохозяйственных расчетов
Характер изменения дефицитов стока в маловодные годы
Расходная часть энергобаланса
Оценка регулируемости режима энергопотребления
Ущербы при недовыработке электроэнергии
Оценка ущерба при недовыработке электроэнергии
Оценка удельного ущерба промышленных потребителей
Оценка удельного ущерба потребителей - исходные данные и показатели
Энергоэкономика производственных потребителей
Энергоэкономика черной металлургии
Энергоэкономика производства ферросплавов
Энергоэкономика электросталелитейного производства
Энергоэкономика производства графитизированных электродов
Энергоэкономика цветной металлургии
Энергоэкономика производства алюминия
Энергоэкономика производства магния
Энергоэкономика химической промышленности
Энергоэкономика предприятий по добыче и обогащению полезных ископаемых
Энергоэкономика машиностроения
Энергоэкономика легкой и пищевой промышленности
Энергоэкономика железных дорог и коммунального хозяйства
Обеспеченная располагаемая мощность гидроэлектростанции
Аналитический метод построения перспективного графика нагрузки энергосистемы
Методы установления оптимального значения обеспеченности работы
Метод установления оптимального значения обеспеченности работы Д. С. Щавелева
Метод установления оптимального значения обеспеченности работы
Методика определения расчетной обеспеченности работы
Обеспеченность работы ГЭС и ГЭЭС
Понятие обеспеченности
Расчетные соотношения для определения обеспеченности работы ГЭС
Удельные экономические показатели электростанций
Изменения значений расчетной обеспеченности в зависимости от определяющих факторов

б)    Оценка удельного ущерба промышленных потребителей электроэнергии
Прежде чем перейти к рассмотрению этого вопроса, необходимо классифицировать потребителей в отношении общего характера режима энергопотребления и ущерба, возникающего в них при недодаче электроэнергии. Это позволит более правильно подойти к. решению задачи и несколько упростить приемы практического определения удельной величины искомого энергоэкономического показателя. Как показывает соответствующий анализ, все потребители энергосистемы могут быть разбиты на следующие два класса:

  1. — потребители, абсолютно не допускающие перерыва в подаче электрической энергии, и
  2. — потребители, принципиально допускающие перерывы или ограничения в подаче электрической энергии по технологии производства.

Потребители первого класса в свою очередь могут быть разбиты на следующие две группы:
а) потребители, абсолютно не допускающие перерывов в подаче электроэнергии исходя из общественно-политической, культурно- просветительной и производственно-бытовой жизни района и страны. К ним следует отнести здания правительственных и партийных органов, почту, телеграф, радиоузлы, важные пункты, подлежащие особой государственной охране, особо ответственные объекты обронного значения, электрифицированный железнодорожный транспорт и др.;
б)  потребители, не допускающие перерывов в подаче электроэнергии по технологии производства, ввиду возможности выхода из строя оборудования или больших производственных неполадок, вызывающих крупные ущербы. К ним, например, могут быть отнесены: производство металлического алюминия, где перерыв в подаче энергии в порядке диспетчерского регулирования приводит к застыванию креолита и порче футеровок, вызывая необходимость нового монтажа ванны; доменные и литейно-плавильные цеха заводов черной и цветной металлургии, в которых перерыв в подаче энергии также приводит к большим производственным неполадкам, и др.

Потребители второго класса могут быть разбиты также на две группы:
а)  регулируемые по объему выпуска продукции и по размеру энергопотребления при обязательном выполнении годового производственного плана, т. е. потребители, допускающие кратковременный и сезонный перерыв (до некоторого гарантийного минимума) в электроэнергоснабжении, и
б)  нерегулируемые, т. е. не допускающие принудительного графика энергоснабжения исходя из экономики производства.

Следовательно, к этому классу относятся такие потребители, которые или могут приспосабливаться к переменностям (кратковременным и сезонным режимам) энергоснабжения, или технология их производства в случае необходимости допускает перерывы подачи электроэнергии, хотя это по общей экономике производства данной продукции может оказаться нецелесообразным.
Необходимо отметить, что потребители, отнесенные нами в группу «б» первого класса, в случае необходимости могут допускать переменный по сезонам года режим энергоснабжения, хотя при этом будут иметь место у них довольно крупные дополнительные издержки, т. е. принципиально они могут быть отнесены и к группе «а» второго класса. Таким образом, в приведенной классификации потребителей электроэнергии имеется некоторая нестрогость, и, следовательно, она нуждается в дальнейшем уточнении.
Говоря о недопустимости перерыва в подаче электроэнергия, следует иметь в виду два случая: без предупреждения и с предупреждением. Обычно отключение потребителей без предупреждения производится только при авариях. В условиях планового хозяйства отключение должно происходить с предварительным предупреждением, т. е. по графику, утвержденному директивными органами. Поэтому нами предлагается при оценке ущерба исходить именно из последнего порядка отключения. Преобладание в электроэнергетической системе потребителей первого класса налагает известную ответственность на нее в отношении бесперебойности электроэнергоснабжения, в частности требует обязательного наличия надежного резерва генерирующих мощностей в системе.
Потребители группы «а» этого класса требуют совершенно гарантированного энергоснабжения.

Потребители группы «б» данного класса даже при условии отключения с предварительным предупреждением будут испытывать тяжелые производственные неполадки, граничащие с выходом из строя отдельных видов оборудования, т. е. влекущие за собой крупные экономические ущербы. В связи с этим предъявляется особое требование к электросистеме в отношении бесперебойности энергоснабжения, т. е. появляется необходимость в принятии повышенной обеспеченности.
Таким образом, энергоснабжение потребителей первого класса следует считать в целом строго обязательным. Следовательно, разработка обобщенной методики количественной оценки ущербов имеет практическое значение для потребителей второго класса и в известной степени группы «б» первого класса.
Ущербы первого рода у потребителей электроэнергии при современной изученности вопроса, как указано выше, не поддаются полному учету и количественной оценке.
Величина ущерба потребителей этого рода зависит от степени гибкости технологического режима выпуска продукции, состояния организации производства работ, характера исходного сырья и материалов и полуфабрикатов (в отношении сохраняемости) и т. п. Все эти факторы являются индивидуальными для каждого производства и не поддаются приведению к одному измерителю, а следовательно, и широкому обобщению. Общим для всех видов производственных потребителей является то, что ущербы этого рода реально выражаются для них в форме удорожания себестоимости продукции. Для оценки этого удорожания в качестве первого приближения полагаем возможным принимать его равным ущербу энергосистемы первого рода, оцениваемому приближенно топливной составляющей стоимости электроэнергии конденсационной ТЭС.
Количественная оценка величины ущерба потребителей второго рода требует глубоких технико-экономических проработок. Экономические последствия недодачи электроэнергии, при которой происходит снижение производительности предприятия, как указано выше, выражается главным образом в виде удорожания народнохозяйственной себестоимости продукции и уменьшения доходной части общественного продукта.
Прежде чем перейти к рассмотрению этих двух форм экономических последствий недодачи электроэнергии, следует напомнить, что производительность предприятия нами принимается зависящей только от подаваемого количества электроэнергии. Такое допущение, разумеется, является некоторым упрощением исследования. В реальных условиях производительность предприятий зависит от ряда факторов, в том числе и от уровня энергоснабжения. Следовательно, наше рассуждение и предлагаемое расчетное построение являются справедливыми только при условии, когда другие факторы, кроме уровня энергоснабжения, остаются постоянными.
Для оценки экономических последствий дефицита электроэнергии необходимо установить характер его отрицательного влияния на экономику как единичных, так и отдельных групп или всех промышленных потребителей энергосистемы, а также и на экономику энергохозяйства. Здесь следует различать и рассматривать в отдельности следующие три вопроса: величину удельного ущерба (отнесенного на 1 кВтч) от недовыработки электроэнергии, характер влияния глубины дефицита на экономику отдельных производственных потребителей и характер экономического последствия заданного объема дефицита для производственно-энергетической системы в целом.
Все рассуждения в отношении количественной оценки величины удельного ущерба предприятий от дефицита электроэнергии и рекомендуемое расчетное соотношение для ее определения исходят из предположения, что производственно-экономический эффект каждого отпускаемого потребителю кВтч электроэнергии одинаков, т. е. выпуск продукции пропорционален отпускаемому количеству электроэнергии. На самом деле это положение не всегда соответствует реальной действительности, скорее оно имеет место в условиях немногих предприятий.
Всякая продукция имеет определенный технологический режим производства, отступление от которого приведет к ухудшению ее качества и снижению производительности труда. Поэтому необходимо поддерживать этот режим, ибо только он обеспечивает наибольший выпуск продукции при высоком ее качестве. То количество электроэнергии (при требуемом качестве), которое обеспечивает нормальный технологический режим, является обязательным, однако его не всегда удается обеспечивать. С другой стороны, каждое производственное предприятие имеет некоторые внутренние возможности, использование которых позволяет сохранить нормальный производственный режим при некотором уменьшении планового уровня подачи электроэнергии. Поэтому очень важно установить эти допустимые пределы отступления от оптимального режима энергопотребления.
Для определения этих и других характерных режимов энергопотребления необходимо исследовать зависимость производственно- экономического эффекта предприятия от подаваемого количества электроэнергии.
Каждое предприятие для того, чтобы оно могло вообще давать продукцию, требует определенного минимального количества электроэнергии, значение которого зависит от характера технологии производства выпускаемой продукции. Таким образом, каждое предприятие имеет максимум и минимум энергопотребления. Размер энергопотребления, соответствующий оптимальному технологическому режиму, т. е. обеспечивающий выпуск наибольшего объема продукции при минимуме народнохозяйственной себестоимости ее, примем в качестве максимума и обозначим его через Эн, а энергопотребление, соответствующее гарантированному режиму, при котором предприятие, хотя и с худшим экономическим эффектом, но все же может выпускать то же количество продукции, — за минимум и обозначим его через Э0.

Ниже последнего размера энергоснабжения будет иметь место резкое ухудшение экономического показателя и снижение объема выпуска продукции.
Следовательно, в процессе производства в случае необходимости представляется возможным снижать энергоподачу до некоторой гарантийной нормы энергопотребления, хотя это влечет за собой, повторяем, известное ухудшение экономических показателей. Возможность эта зависит от отношения оптимальной Эн к гарантийной норме энергопотребления Э0.
Экономические последствия перехода от оптимального режима энергопотребления к гарантийному, разумеется, в целом оцениваются удорожанием себестоимости продукции.
Каждое предприятие имеет своеобразный, характерный только для него технологический режим, следовательно, оно будет иметь свое значение Эн и Э0.
С. Н. Крицкий и Μ. Ф. Менкель в своей работе [57] указывают на следующие принципиальные соотношения между производительностью предприятия и уровнем энерго- (водо-) снабжения:

Эти соотношения схематически представлены на рисунке 15.

Рис. 15. Схема соотношений между выпуском продукции и величиной расхода воды.

Здесь: Э0 — количество энергии, при достижении которого предприятие начинает давать вообще продукцию, т. е. потребный для пуска расход электроэнергии; П0 — продукция предприятия, которую оно может дать при получении электроэнергии в размере Э0; П — оптимальная производительность предприятия, которой оно достигнет при энергоснабжении в количестве Э — количество электроэнергии, которое обеспечивает оптимальный технологический режим выпуска продукции.
При схеме (а) потребный пусковой расход электроэнергии близок к оптимальному Эн, производительность П0, соответствующая Э0, близка к Пн. В этом случае характер энергопотребления не допускает заметного отступления от оптимального режима энергоснабжения, и задача практически сводится к постоянному поддержанию уровня энергоснабжения Эн. Потребителей этого рода Крицкий и Менкель предлагают называть потребителями с жестким режимом энерго- (водо-) потребления [57].
Схема (б) соответствует случаю, когда Э0 = 0, а П0 = Пн, т. е. к ней относятся такие предприятия, которые при получении незначительного количества электроэнергии производят продукцию в объеме, почти соответствующем полной их мощности.

Производительность таких предприятий в целом не зависит от размера подаваемого количества электроэнергии; увеличение отпуска электроэнергии от Э0 до Эн не дает существенного эффекта в повышении производительности предприятия. Эффективность повышения потребления энергии в этом случае может сказаться или на снижении: себестоимости продукции, или на уменьшении потребления дефицитных материалов. Потребители этого рода допускают изменение размера энергоподачи в довольно широких пределах. В этой схеме, энергоснабжение сверх Э0 должно быть лишь в том случае, если оно вызвано особой экономической целесообразностью в отношении снижения себестоимости и экономии дефицитных материалов.
При схеме (в) практически имеет место пропорциональная зависимость между уровнем энергоснабжения и объемом выпускаемой продукции. В этом случае важную роль играет общее количество подаваемой электроэнергии, а распределение ее во времени, если производственное оборудование приспособлено к переменной производительности, существенного значения не имеет.
Выше приведены только предельно возможные принципиальные схемы режима потребления электроэнергии предприятиями. В реальных условиях могут встречаться совершенно различные промежуточные их формы.
Анализ указанных принципиальных схем показывает, что экономика производства и удельная эффективность 1 кВтч электроэнергии изменяются непропорционально колебанию уровня энергоснабжения. Во всех случаях по мере уменьшения энергопотребления экономика производства довольно сильно ухудшается, а удельная эффективность энергии стремительно возрастает. Следовательно, экономическое последствие каждого недоотпущенной) 1 кВтч электроэнергии по мере углубления перебоя возрастает, т. е. удельный ущерб потребителей растет по мере увеличения глубины дефицита.
При современном уровне изученности энергоэкономики промышленных предприятий в рассматриваемом выше разрезе установление указанной закономерности для отдельных производственных потребителей является пока трудной задачей. Она в какой-то мере может быть решена только при глубоком изучении энергоэкономики производства в связи с изменением технологического режима получения продукции. Подобная работа, помимо всего прочего, представляет самостоятельный интерес и может быть выполнена только совместными усилиями многих специалистов—экономистов, энергетиков, технологов и других. В связи с этим мы в настоящей работе вынуждены допускать и условно принимать для данного производства постоянной величиной значение удельного ущерба независимо от глубины перебоя. Острота этого вопроса несколько ослабляется тем, что для целей исследуемого нами в настоящей работе вопроса в конечном счете важны не столько характер энергопотребления и ущерб отдельных предприятий, сколько средневзвешенная характеристика режима энергопотребления всех промышленных предприятий, входящих в рассматриваемую электроэнергетическую систему.
При снижении производительности предприятия целый ряд расходов, как-то: общезаводские и общецеховые расходы, известная часть амортизационных отчислений и заработная плата производственного персонала — не зависят от производительности предприятия и сохраняются на уровне, соответствующем его полной мощности. Следовательно, при невыполнении производственного плана, предприятие будет иметь непроизводительные расходы, которые могут привести к довольно сильному удорожанию себестоимости продукции.
Из перечисленных статей непроизводительных расходов не совсем ясными и определенными являются дополнительные издержки, связанные с заработной платой производственного персонала и амортизационными отчислениями.
Дело в том, что в условиях планового социалистического хозяйства в период снижения мощности генерирующих установок отключение электроэнергии, как указано выше, может и должно происходить по заранее утвержденному графику. Следовательно, предприятие в большинстве случаев будет иметь возможность заранее предусмотреть необходимые мероприятия для максимального использования освобождающихся производственных рабочих на другом участке или на работах, не требующих большого количества электроэнергии. Поэтому при определении ущерба от недодачи электроэнергии было бы неверно полностью включить в него зарплату производственных рабочих. В то же время необоснованной была бы и другая крайность, если вообще ее не включать, так как не всегда удается в полной мере использовать временно освобождающихся рабочих, прежде всего вследствие временности характера переключения и неподготовленности фронта работы, а самое главное из-за того, что в большинстве случаев не представляется возможным использовать их по квалификации. При этих обстоятельствах, в соответствии с существующими законоположениями, предприятия обязаны платить квалифицированным рабочим зарплату в размере среднего их заработка, а в случае необеспечения работой в течение определенного периода времени — 50% ее за вынужденный прогул.
При оценке дополнительных издержек, связанных с заработной платой рабочих в период дефицита электроэнергии, имеет существенное значение длительность перерыва в энергоснабжении. При значительном сроке перебоя этот вопрос заметно теряет свою остроту, так как в данном случае освобождающиеся рабочие могут быть наиболее полно использованы по их прямой квалификации на другом участке.
Таким образом, при прочих равных условиях, чем меньше продолжительность перебоя, тем больше удельный ущерб (на 1 кВтч недоотпущенной электроэнергии), связанный с заработной платой производственных рабочих. Следовательно, при определении величины ущерба в период перебоя энергоснабжения необходимо принимать во внимание и длительность времени простоя или недозагрузки предприятия.
Указанные выше соображения позволяют прийти к выводу, что только известная часть зарплаты производственного персонала
должна быть принята в расчет при определении величины ущерба. Обозначим эту долю зарплаты через δз. Она равна отношению и является функцией от длительности времени перебоя, т. е.

где S'з— часть зарплаты, непроизводительно расходуемая при перебое энергоснабжения и учитываемая при определении величины ущерба;
Sз — полная зарплата производственных рабочих при нормальных условиях работы предприятий; tп — длительность перебоя в энергоснабжении.
Определение величины коэффициента δз в обобщенной форме представляет большие трудности, и она в каждом конкретном случае должна определяться исходя из реальных условий. Можно лишь указать некоторые ее пределы. В частности, при уменьшении величины коэффициент δз будет приближаться к единице, а при увеличении наоборот, приближаться к нулю.
При ориентировочных, тем более при перспективных расчетах, по всей вероятности, не будет грубой ошибки, если принять величину δз = 0,5.
При наступлении дефицита электроэнергии в таком размере, который вызывает нарушение (снижение) плана выпуска продукции, будет иметь место недоиспользование мощности основного производственного фонда или полный простой его в определенный период времени. Следовательно, в дефицитное время основное производственное оборудование мало или вовсе не изнашивается. Поэтому было бы преувеличением, если амортизационные отчисления целиком отнести к числу тех статей расходов, по линии которых происходит формирование ущерба у промышленных предприятий при недоотпуске им электроэнергии. Обозначим через δа долю амортизационных отчислений, учитываемых при определении величины рассматриваемого ущерба.
Величина этого коэффициента δ, разумеется, зависит от степени загрузки основного производственного оборудования в период дефицита электроэнергии. Анализ этого вопроса приводит к тому, что δа для практических расчетов может считаться находящейся в линейной зависимости от степени загрузки оборудования, причем увеличивается с ростом последней.
Установление в более обобщенной форме действительной величины δа для перспективных проектировок также очень затруднено и даже невозможно. В пределах точности определения величины рассматриваемого ущерба, видимо, не будет большой ошибки, если принять δа = 0,6.

Структура себестоимости продукции любого предприятия характеризуется следующими главными составными элементами:
1 — стоимость материала и сырья, Sм;
2—заработная плата производственным рабочим (включая начисление на соцстрах), Sз;

  1. — стоимость электроэнергии, Sэ;
  2. —стоимость пара и топлива, Sпт;
  3. — амортизационные расходы, Sa;
  4. — общезаводские расходы, Sоз;
  5. — цеховые расходы, Su.

Как следует из сказанного выше, в формировании ущербов участвуют следующие элементы себестоимости продукции δз, Sз, Sоз, δа, Sa, сумму которых обозначим через А, т. е.

В период отключения промышленных потребителей от сети энергоснабжения или снижения нормы последнего может иметь место порча материалов и сырья, т. е. дополнительные издержки, не входящие в указанную сумму. Эти ущербы зависят от технологического режима производства и, видимо, будут встречаться не на всех предприятиях, к тому же в небольших размерах, так как при снижении отпуска электроэнергии по заранее установленному графику с предварительным предупреждением их можно свести к минимуму. Ущерб такого характера, вообще говоря, возможен главным образом при аварийных отключениях. Последние, как нами указано выше, могут быть не учтены при перспективных расчетах. Таким образом, нами допускается, что удорожание производственной себестоимости происходит только за счет указанных выше непроизводительных расходов. Разделив эти дополнительные издержки на количество электроэнергии, потребной на выпуск единицы продукции Э0, получим величину ущерба на 1 кВтч недоотпущенной электроэнергии, т. е.

Удельный размер ущерба за счет уменьшения доходной части общественного продукта, отнесенного на 1 кВтч потребляемой электроэнергии, будет определяться равенством:

Таким образом, суммарный удельный ущерб потребителей второго рода может быть выражен равенством:

Подставляя значение А, получим:

В этом равенстве общезаводские (Sоз) и цеховые (SЦ) расходы представляют из себя в целом издержки, связанные с управлением и организацией производства, которые обычно называются накладными расходами и могут быть выражены в долях зарплаты производственных рабочих, т. е. SН = Sоз + Su =ρSs,
где ρ — кратность накладных расходов относительно Sз.

Формула (45) пригодна для определения указанного выше удельного ущерба потребителей группы «б» второго класса, т. е. потребителей, не поддающихся регулированию, но по технологии производства в случае необходимости могущих допускать перерыв в подаче электроэнергии. Это расчетное соотношение, как нетрудно убедиться, может быть применено и для определения ущерба потребителей группы «а» второго класса, т. е. потребителей, которые по технология производства могут допускать перебои «в энергоснабжении и, кроме того, поддаются регулированию в зависимости от условий режима работы генерирующих установок.
Как видно, предлагаемая формула по своей структуре применима для определения ущерба почти всех видов потребителей, объединяемых нами во второй класс, т. е. таких потребителей, которые по технологии производства принципиально допускают перерыв в подаче электроэнергии.
Ущербы потребителей, отнесенные нами к первому классу, обобщенным приемом не могут быть количественно оценены. Это особенно касается потребителей группы «а» данного класса, так как они являются потребителями, ущербы которых, естественно, не могут быть количественно оценены и выражены в экономически соизмеримых единицах.
Некоторая попытка может быть сделана в отношении оценки ущерба потребителей второй группы этого класса. Основные факторы, определяющие размер и характер ущерба, здесь остаются, по существу, теми же, что и у потребителей второго класса. Кроме того, у потребителей данной группы имеется еще один существенный источник дополнительных издержек — расходы, связанные с порчей материалов, производственными неполадками, выходом производственных агрегатов из строя, остановкой и пуском оборудования. Эти издержки настолько разнообразны и специфичны для каждого предприятия и оборудования, что не представляется возможным в какой-то мере обобщить и дать хотя бы примерные значения их для приближенных расчетов. При условии отсутствия этих дополнительных издержек принятая выше формула вполне пригодна, и по ней возможно определить величину искомого удельного ущерба. При наличии указанного здесь особого вида ущербов Упд предложенное выше соотношение будет иметь вид:

Таким образом, эта формула (46) является общей и применима для определения удельного ущерба всех видов потребителей, за исключением группы «а» первого класса.
Приведенное равенство в явной форме не отражает дополнительных издержек предприятий, связанных с простоями во время остановки и пуска их. Этот вид издержек может быть учтен при определении величины δз (доля участия заработной платы производственного персонала), которая, как указано, зависит от продолжительности недоотпуска электроэнергии. В период остановок и пуска предприятий значительное количество производственных рабочих будет занято, и им придется выплачивать полную зарплату, хотя они не дают реальной продукции, что, естественно, несколько увеличивает значение δз. При практическом определении значений δз время простоя рабочих следует считать с момента начала остановки (хотя бы частичной) и до конца пуска производственного оборудования на полную мощность. Этим самым в какой-то мере могут быть учтены указанные дополнительные издержки.



 
« Расчет минимального взрывоопасного содержания кислорода в аэровзвесях пыли топлива   Режим системы охлаждения генераторов на теплофикационных энергоблоках 250 МВт »
электрические сети