В отличие от изложенного в предыдущем параграфе данной главы метода определения экономического ущерба от перерывов электроснабжения потребителей как суммы потерь и затрат (метода микромоделирования), метод макромоделирования предусматривает оценочный подход без детального анализа процессов, протекающих у потребителей электроэнергии при перерывах электроснабжения и недоотпусках электроэнергии. Метод макромоделирования по определению в своей основе полагает пренебрежение некоторым комплексом конкретных обстоятельств, имеющих место при отказах, как правило, второстепенных, и выделение и сосредоточение внимания на первостепенных факторах, оказывающих решающее влияние на величину ущерба. Отсюда следует, что степень достоверности определения величины ущерба и оценки ее граничных значений в значительной степени зависит от концепции, заложенной в основу макрометода, т. е. от правильно принятого решения в отношении важнейших факторов, влияющих на величину ущерба.
Такая концепция исходит из минимума располагаемой информации о потребителях электроэнергии, поскольку возможность определения действительных последствий перерывов электроснабжения и недоотпуска электроэнергии отсутствует. Информация в таком случае ограничена данными статистического учета, дополнительными официальными материалами предприятий Энергонадзора. Естественно, что имеется возможность привлекать необходимую нормативно-справочную информацию - нормы электропотребления на единицу продукции, оптовые цены, экономические нормы, замыкающие затраты, кадастровые цены и т. д.
Отсюда следует, что концепция макромоделирования определения ущерба исходит из баланса между двумя противоречивыми требованиями - максимальной достоверностью оценки и минимальным объемом информации. Оптимальное соотношение между этими двумя требованиями достигается с учетом в первую очередь тех условий, которые выдвигаются моделями расчета экономических характеристик надежности электроснабжения к показателям ущерба. Иными словами, необходимая точность оценки ущерба должна определяться не только в сопоставимости с его величиной, определенной на основе метода микромоделирования, но и в зависимости от точности и степени определенности других показателей, совместно с которыми ущерб будет участвовать в технико-экономических расчетах надежности ЭЭС. Так, например, при планировании развития электрической сети или электростанции на перспективу, когда нет еще достаточной определенности в отношении питаемых потребителей, высокая точность показателей ущерба от перерывов электроснабжения и недоотпуска электроэнергии в лучшем случае окажется бесполезной.
Метод макромоделирования позволяет достаточно легко получить характеристики ущерба от перерывов электроснабжения и недоотпуска электроэнергии практически для всех потребителей отраслей материального производства и значительной части потребителей непроизводственной сферы. Этот метод позволяет решать комплекс общесистемных экономических задач надежности, связанных с определением оптимального уровня надежности электроэнергетической системы при управлении ее развитием и функционированием. Метод следует рассматривать в качестве некоторого паллиативного решения в условиях отсутствия налаженной системы сбора необходимой экономической информации по потребителям и определения значений ущерба на основе анализа возможных потерь и затрат при перерывах электроснабжения и недоотпуске электроэнергии. Дальнейшее развитие метода микромоделирования, распространение зоны его применения для всех без исключения потребителей электроэнергии всех отраслей материального производства и непроизводственной сферы принципиально может позволить получить более достоверные характеристики ущерба и исключить необходимость обращения к методу макромоделирования.
Важнейшей методической особенностью макромоделирования является получение и дальнейшее использование информации об ущербе в виде удельных показателей в расчете на 1 кВт-ч недоотпущенной электроэнергии и (или) на 1 кВт отключенной мощности (у2), и (или) на 1 ч перерыва электроснабжения (у3) [4].
Наиболее существенным требованием к макромоделям определения ущерба является необходимость учета восполнения недоотпуска электроэнергии энергоснабжающим предприятием и компенсации недовыпуска продукции данным потребителем электроэнергии или другими предприятиями. Анализ, выполненный в ряде РЭЭС различных регионов страны, показал, что применительно к перерывам электроснабжения из-за отказов электроэнергетического оборудования и недоотпуска по этой причине электроэнергии потребителям практически можно исключить случаи снижения суммарного объема данной продукции, поступающего в народное хозяйство, и, следовательно, можно отказаться от учета влияния дефицита этой продукции на последующие производственные звенья вплоть до конечного потребления2.
Отсюда следует, что фактор компенсации недоотпуска продукции предприятием следует рассматривать в качестве важнейшего при перерывах электроснабжения и недоотпусках электроэнергии. Это соображение позволяет сформулировать концепцию определения ущерба при перерывах электроснабжения и недоотпусках электроэнергии потребителям. Эта концепция состоит в том, что ущерб выступает в данном случае в виде затрат на резервы или затрат, связанных с недоиспользованием фондов и условно-постоянной части себестоимости при производстве данной продукции.
1 В соответствии с принятой Госкомстатом классификацией потерь в народном хозяйстве.
2При длительных дефицитах электроэнергии, связанных, например, с гидрогеологическими условиями, объем недовыпуска продукции предприятиями может оставаться некомпенсированным и сказываться на всей последующей производственной цепи. Это обстоятельство указывает на существенную разницу в концепциях определения ущерба от недоотпуска электроэнергии потребителям при отказах в ЭЭС, т. е. кратковременных отключениях, и длительных дефицитах электроэнергии по иным причинам.
Для окончательного формирования макромодели определения ущерба необходимо уточнить характер взаимосвязи между объемом недоотпущенной предприятию электроэнергии и объемом недовыпущенной им продукции. Как показывает практика, величина недовырабатываемой предприятием продукции зависит не только от объема недополученной им электроэнергии, но и от глубины отключения (ограничения), т. е. от соотношения между отключенной мощностью предприятия ΔΡ и его максимальной нагрузкой в часы максимума нагрузки ЭЭС Ρmαχ. Объясняется это обстоятельство тем, что при появлении управляемого дефицита мощности или электроэнергии в ЭЭС при соответствующей команде на осуществление разгрузки предприятие в первую очередь отключает второстепенные электроприемники, не оказывающие существенного влияния на технологический процесс выпуска продукции. По мере возрастания степени требуемой разгрузки в число отключаемых попадают все более важные электроприемники и, наконец, при каком-то определенном значении дефицита мощности полностью прекращается технологический процесс.
Коэффициент эластичности недовыпуска продукции по недоотпуску электроэнергии
(10.2)
равен в этом случае единице. Здесь W - годовое электропотребление.
Из формулы (10.2) следует, что объем недовыпущенной продукции с учетом фактического значения коэффициента эластичности определяется как
где
- фактическое значение коэффициента эластичности при данной степени ограничения нагрузки предприятия.
Поиск для каждого из производств действительной зависимости
(10.3)
представляет собой задачу метода микромоделирования, когда представляется возможным исследовать процесс изменения удельного объема недовыпускаемой продукции от глубины ограничения (отключения). Для макромодели необходимо принять некоторые обобщенные, но в достаточной степени обоснованные предположения в отношении зависимости (10.3).
Прежде всего необходимо найти значение аргумента, при котором коэффициент эластичности становится равным единице. При этом, как уже говорилось выше, необходимо ориентироваться на имеющуюся статистическую и другую документированную информацию. Здесь целесообразно использовать характеристику технологической брони потребителя, которая отражается в графиках ограничения потребителей. Технологическая бронь электроснабжения определяется наименьшей потребляемой электрической мощностью, необходимой потребителю для завершения технологического процесса или цикла производства. Отсюда можно сделать вывод о том, что размер технологической брони представляет собой минимальную мощность потребителя, которая способна поддерживать производственный процесс и обеспечивать минимальный выпуск продукции. При снижении нагрузки ниже уровня технологической брони происходил' останов производственного процесса и полное прекращение выпуска продукции.
Из сказанного следует вывод о том, что коэффициент эластичности недовыпуска продукции по недоотпуску электроэнергии с достаточной уверенностью может быть принят равным единице при снижении нагрузки до величины технологической брони. На участке разгрузки потребителя от нуля до технологической брони в общем случае для оценочных расчетов по макромодели можно принять линейное изменение коэффициента эластичности. В результате
(10.4)
где Рт.б - величина технологической брони предприятия.
Используя значение коэффициента эластичности, величину удельного ущерба у' в расчете на 1 кВт-ч недоотпущенной электроэнергии оцениваем по методу макромоделирования.
Далее рассмотрим составляющую ущерба, связанную с фактором внезапности отключения потребителя.
В литературных источниках информация по данной составляющей ущерба крайне ограничена. Это объясняется тем, что получение такой информации сопряжено с очень сложными и трудоемкими обследованиями реальных потребителей и с моделированием всех возможных последствий от аварийных внезапных отключений. В настоящей методике оценка ущерба, связанного с фактором внезапности, осуществляется на основе моделирования с использованием той информации, которая сегодня уже накопилась и может быть использована. Это прежде всего данные о технологической и аварийной брони и о категорийности потребителей.
Предприятие моделируется в виде ’’серого ящика”, на входе которого сырье и электроэнергия, а на выходе - продукция П. В общем случае нагрузка потребителя состоит из нагрузок электроприемников аварийной брони, технологической брони и прочей. Нагрузка аварийной брони, как правило, составляет небольшую долю и имеет многократное резервирование от независимых источников. Потеря электроприемников аварийной брони связана с повреждением оборудования, инструмента, вероятностью взрывов и других аналогичных последствий. Учитывая малую вероятность обесточивания этих электроприемников и относительно небольшое значение этой нагрузки, в дальнейшем используется предположение о возможности исключения ее из рассмотрения.
Внезапные отключения электроприемников технологической брони приводят к браку сырья и потере соответствующей продукции предприятия, а также к потерям времени и энергии на восстановление технологического процесса.
Представим весь технологический процесс потребления последовательной совокупностью технологических циклов, в течение которых потребляется энергия цикла Wц. Предположим, что в какой-то момент времени t технологического цикла произошло отключение электроприемников технологической брони. К моменту t цикла была потреблена электроэнергия Wц.б, которая оказалась бесполезной, так как после восстановления электроснабжения цикл начнется заново. Электроэнергия представляет ту часть электроэнергии цикла, которую надо затратить с момента отключения до окончания технологического цикла; Wв - электроэнергия, которую необходимо затратить после восстановления электроснабжения до доведения технологического цикла от начала до того состояния, при котором произошло отключение.
Если в начале технологического цикла была произведена загрузка производства сырьем и материалами в объеме, необходимом для одного цикла, то к моменту t будет затрачена еще и электроэнергия Следовательно, при отключении в момент t не будет произведено продукции пропорционально этой энергии и она безвозвратно потеряется для народного хозяйства. Оставшаяся часть сырья, задействованного в технологическом цикле, пропорциональна энергии Wт.б и будет забракована. Наконец, на восстановление технологического процесса потребуется время и соответствующие резервные мощности предприятия, если они имеются. При их отсутствии будет недодана народному хозяйству продукция предприятия в размере, соответствующем
Полагая, что
а с учетом (10.8)
В практических расчетах удобно пользоваться удельными величинами ущерба. В данном случае рационально отнести величину всего ущерба либо к мощности технологической брони, либо к максимальной мощности рассматриваемого потребителя. В первом случае
(10.12)
(10.13)
Удельный (в расчете на 1 кВт-ч недоотпущенной электроэнергии) ущерб потребителя при ограничении или отключении электроэнергии с предупреждением определяется по формулам
(10.14)
(10.15)
Удельный (в расчете на 1 кВт-ч недоотпущенной электроэнергии и 1 кВт отключенной мощности) ущерб потребителя при внезапном ограничении или отключении электроэнергии определяется по формулам
(10.16)
(10.17)
