Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Электросетевой комплекс как основа функционирования электроэнергетики России 12
1.1. Состояние электроэнергетического комплекса России после реформирования и место электросетевого комплекса в нем 12
1.2. Теоретические и нормативно-правовые основы регулирования электросетевого комплекса России 20
1.3. Научное противоречие, цель и задачи исследования 38
Глава 2. Организационный подход к интеграции систем энергетического менеджмента в электросетевом комплексе России 42
2.1. Специфика проектирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе России 42
2.2. Процессная модель функционирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе 52
2.3. Организационная структура интегрированной системы энергетического менеджмента 65
2.4. Выводы по 2 главе 75
Глава 3. Реализация мероприятий по энергосбережению в рамках построения интегрированной системы энергетического менеджмента . 78
3.1. Организационный механизм реализации энергосервисного договора
3.2. Оценка экономической эффективности применения систем компенсации дополнительных потерь энергии, вызванных воздействием на сеть потребителей 88
3.3. Методический подход к выбору оборудования для реализации мероприятий по энергосбережению 110
Выводы по 3 главе 119
Выводы и заключение 122
Список литературы
- Теоретические и нормативно-правовые основы регулирования электросетевого комплекса России
- Процессная модель функционирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе
- Организационная структура интегрированной системы энергетического менеджмента
- Оценка экономической эффективности применения систем компенсации дополнительных потерь энергии, вызванных воздействием на сеть потребителей
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время энергосбережение относится к числу высших приоритетов государственной политики наряду с национальной и энергетической безопасностью, повышением качества жизни людей и снижением антропогенного воздействия на окружающую среду. Именно поэтому за последнее время правительством Российской Федерации активно разрабатывались и принимались нормативные правовые документы, определяющие государственную важность обеспечения высокой энергетической, экономической и экологической эффективности производства, передачи, распределения и потребления электрической энергии.
Потери электроэнергии при ее передаче и распределении являются одним из важнейших экономических показателей электросетевого комплекса. Государственной программой Российской Федерации «Энергоэффективность и развитие энергетики» (утвержденной постановлением Правительства РФ от 15 апреля 2014 года № 321) поставлена цель к 2020 году снизить уровень потерь электроэнергии в электрических сетях до 8,8 % от общего объема отпуска электроэнергии. Но их величина зависит не только от технического состояния и уровня эксплуатации оборудования и систем учета, но и от корректности потребления электроэнергии.
При этом реструктуризация электроэнергетического комплекса России привела к появлению множества энергетических компаний различной формы собственности, что усложнило не только работу государственным регулирующим органам, но и затруднило практическое взаимодействие между электросетевыми и энергосбытовыми компаниями, а также между электросетевыми компаниями и потребителями электроэнергии.
Консолидация мирового опыта в сфере организации энергопользования в международном стандарте ISO 50001:2011 «Системы Энергетического Менеджмента. Требования и руководство по применению», создало предпосылки для установления качественно иного отношения организаций к энергосбережению и повышению энергетической эффективности.
Вышесказанным подтверждается актуальность выбранной темы
диссертационной работы и рассмотренных в ней направлений конструктивного взаимодействия электросетевых и энергосбытовых компаний, а также потребителей электроэнергии в рамках построения и функционирования интегрированной системы энергетического менеджмента с учетом требований международного стандарта ISO 50001:2011, благодаря чему электросетевой комплекс сможет уменьшить потери электроэнергии в сетях благодаря более эффективному управлению бизнес-процессами по передаче, распределению и потреблению электроэнергии.
Степень разработанности проблемы.Исследованиями в области управления качеством электроэнергии в электрических сетях и расчетом потерь электроэнергии в распределительных электрических сетях занимались такие ученые, как Апряткин В.Н., Боровиков В.С., Воротницкий В.Э., Добрусин Л.А., Жаркин А.Ф., Жежеленко И.В., Карташев И.И., Лукутин Б.В., Лютаревич А.Г.,
Овсейчук В.А., Попов Ю.П., Саенко Ю.Л., Синенко Л.С., Чэпмэн Д., Шидловский А.К., Юртаев С.Н.
Вопросы в области управления процессами повышения энергетической эффективности, энергетического менеджмента и энергоаудита освещены в работах таких авторов, как Андрижиевский А.А., Асадулин Р.А., Афанасьев В.Я., Володин В.И., Ильковский К.К., Коршунов Ю.В., Кролин А.А.,Кузовкин А.И., Кузьмин В.В. Лозенко В.К., Любимова Н.Г., Мещерякова Т.С., Михайлов С.А., Оклей П.И., Паули В.К., Пономарь В.В., Секерин В.Д., Склярова И.Ю., Тульчинская Я.И., Фомина В.Н., Шилин В.А., Яковлев М.М.
Признавая высокую научную значимость работ перечисленных авторов, необходимо отметить, что вопросы организации совместных работ электросетевых и энергосбытовых компаний, а также потребителей электрической энергии мало освещены в научных исследованиях, что определяет необходимость проведения исследований в области управления энергетической эффективностью электросетевого комплекса России во взаимосвязи с энергосбытовыми компаниями и потребителями электроэнергии в рамках построения интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России.
Цель и задачи диссертационного исследования. Цель настоящей работы заключается в разработке организационного механизма и процессной модели функционирования интегрированной на принципе иерархии системы энергетического менеджмента.
Реализация поставленной цели потребовала решения следующих задач:
Рассмотреть текущую структуру и состояние электроэнергетического комплекса России. Проанализировать специфические свойства технологических процессов передачи, распределения и потребления активной и реактивной электроэнергии. Определить область применения и границыинтегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе, состав и функции ее руководства, специфику разработки и актуализации единой Энергетической политики интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России;
Составить функциональное наполнение бизнес-процессов верхнего уровня управления интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России и разработать процессную модель и организационную структуру интегрированной СЭнМ, учитывающая иерархию уровней управления;
Проанализировать действующие схемы финансирования энергосберегающих мероприятий с использованием энергосервисных договоров и предложить организационный механизм реализации и алгоритм заключения трехстороннего энергосервисного договора в рамках функционированияинтегрирован-ной СЭнМ в электросетевом комплексе России;
Провести оценку экономического потенциала энергосбережения ПАО «Россети» от установки устройств компенсации реактивной мощности у потребителей электрической энергии. Разработать методику первичной оценки экономической эффективности фильтрокомпенсирующих устройств в системе электроснабжения промышленного предприятия; систематизировать научные
данные об экономических последствиях, возникающих у участников интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе от перетоков реактивной мощности и наличия высших гармоник напряжения и тока в системах электроснабжения;
- Сформулировать методический подход к выбору оборудования для реализации мероприятий по энергосбережению, основанный на приобретении компенсаторов реактивной мощности по критериям интегрального качества и конкурентоспособности.
Объектом исследованияявляется электросетевой комплекс России, включающий электросетевые и энергосбытовые компании, а также потребителей электроэнергии.
Предметом исследования являются организационно-управленческие процессы построения и функционирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе России.
Теоретической и методологической базой исследования являются общенаучные методы исследования такие как: анализ, синтез, аналогия, системный и комплексный подходы к исследуемым явлениям и процессам, идеализация и формализация, методы рангов и нормирования. При выполнении работы использовались ключевые положения трудов отечественных и зарубежных авторов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, методологии описания бизнес-процессов. В ходе исследования использовались национальный и международный стандарты по системам энергоменеджмента, а также нормативно-правовые акты РФ, отраслевые материалы в области оценки потерь электрической энергии.
Информационно-эмпирическую базу исследования составили статистические и аналитические материалы Федеральной службы государственной статистики (Росстат), Единого архива экономических и социологических данных, Министерства энергетики, других информационных агентств и служб; официальные данные годовых отчетов ПАО «Россети». Использовались научные труды, нормативно-правовые акты, публикации в периодических изданиях и в сети Интернетпо проблемам энергосбережения и повышения энергетической эффективности, а также проектирования и функционирования систем энергетического менеджмента.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Предложен организационный подход к интеграции систем энергетического менеджмента (СЭнМ) в электросетевом комплексе России, основанный на вовлечении потребителя электроэнергии в совместные энергосберегающие мероприятия энергетических компаний, что позволит повысить энергетическую эффективность деятельности участников интегрированной СЭнМ.
-
Разработана процессная модель функционирования интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России, учитывающая иерархию уровней управления, что позволило сформировать подход к построению
организационной структуры интегрированной СЭнМ.
-
В рамках функционирования интегрированнойСЭнМ разработан организационный механизм реализации энергосервисного договора, отличающиеся тем, что в роли энергосервисной компании выступает энергосбытовая компания, а в роли заказчика одновременно выступает и электросетевая компания, и потребитель электроэнергии, что позволит самофинансировать проекты по энергосбережению.
-
Предложен методический подход к выбору оборудования для реализации мероприятий по энергосбережению, основанный на использовании критериев интегрального качества и конкурентоспособности, в отличие от устоявшейся практики выбора энергетического оборудования по критерию «минимальная цена закупки», что обеспечит наилучшее соотношение интегрального уровня качества и совокупной стоимости владения приобретаемого оборудования.
Практическая значимость исследованиясостоит в следующем:
-
Предложенная организационная структура интегрированной СЭнМ может быть использована для координации деятельности локальных СЭнМ электросетевых и энергосбытовых компаний, а также различных групп потребителей электроэнергии в рамках совместной реализации проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности деятельности участников интегрированной СЭнМ.
-
Разработанный алгоритм (EPC-диаграмма)заключения трехстороннего энергосервисного договора между электросетевой и энергосбытовой компаниями, а также потребителем электроэнергии может быть использован для реализации проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективностиучастников интегрированной СЭнМ без привлечения сторонних кредитных организаций.
-
Проведенная количественная оценка экономического потенциала энергосбережения Публичного акционерного общества «Россети» от установки компенсаторов реактивной мощности у потребителей электрической энергии по данным электросетевой компании о нагрузочных потерях электроэнергии до компенсации реактивной мощностиможет бытьиспользованапри разработке энергетической политики электросетевого комплекса.
-
Разработаннаяметодика первичной оценки экономической эффективности установки фильтрокомпенсирующих устройств в системах электроснабжения, доведенная до конкретных расчетных алгоритмов, может быть использована высшем руководством предприятия для принятия решения о внедрении систем компенсации реактивной мощности и высших гармоник напряжения и тока на промышленных предприятиях.
-
Материалы диссертации могут быть использованы в учебном процессе при обучении по курсу «Менеджмент в энергетике», «Инженерный менеджмент», «Энергосбережение и повышение энергетической эффективности».
Апробация результатов исследования. Основные результаты и 4
положения диссертационного исследования докладывались и обсуждались на
семи международных научно-практических конференциях:Девятнадцатой,
Двадцатой и Двадцать первоймеждународных научно-технических
конференциях «Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика» студентов и аспирантов (Москва, 2013, 2014, 2015 гг.), Международной научно-практической конференции «Стратегическое управление организациями: традиционные и современные методы» (Санкт-Петербург, 2013 г.), Девятой Международной научно-практической конференции «Перспективные научные исследования – 2013» (Болгария, София, 2013 г.), Второй Международной научно-технической конференции «Энергетика, Информатика, Инновации -2012» (Смоленск, 2012 г.)и на заседании научного семинараЛаборатории экономико-математических методов в контроллинге (МГТУ им.Н.Э.Баумана, Москва, 2016 г.).
Полученные в рамках диссертационного исследования научные результаты были использованы в практической деятельности ПАО «МРСК Центра и Приволжья» и АО «Нидек АСИ ВЭИ», что подтверждается соответствующими актами об использовании результатов диссертационной работы.
Достоверность и обоснованность научных результатов, выводов и
рекомендаций диссертации определяются корректным применением
общенаучных методов исследования и математических методов, а также надежной информационной базой исследования. Выводы диссертационного исследования не противоречат известным теоретическим и практическим результатам, содержащимся в трудах отечественных и зарубежных ученых в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 17 научных работ общим объемом 5,27п.л., в том числе 8 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук, и в составе авторов одной монографии.
Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 150 страницах, содержит 17 таблиц, 11 рисунков.
Теоретические и нормативно-правовые основы регулирования электросетевого комплекса России
Рассмотренная автором существующая структура электроэнергетического комплекса России с описанием каждого из участников электроснабжения с оценкой текущего состояния их активов характеризует наличие реальной угрозы надежности энергоснабжения конечных потребителей. Электросетевой комплекс выделен как ключевой элемент функционирования электроэнергетического комплекса, участвующий практически во всех взаимоотношениях между субъектами рынка электроэнергии и мощности и влияющий на надежность и экономическую эффективность электроснабжения. По результатам анализа научно-исследовательских работ, направленных на развитие теории и практики управления организациями электроэнергетического комплекса России, установлено, что авторов интересуют развитие отдельных объектов электроэнергетики (генерирующих, сетевых или сбытовых компаний) в условиях конкурентного электроэнергетического рынка, а также усовершенствование механизмов регулирования электроэнергетического комплекса путем изменения тарифной политики. Проблема энергосбережения и повышения энергетической эффективности энергокомпаний рассматривается в основном со стороны проведения энергоаудитов и внедрения (распространения) технических инноваций в данной области. Таким образом, рассмотренные научные работы явным образом не направлены на совершенствование системы управления энергоэффективностью организаций электроэнергетического комплекса.
Анализ нормативно-правовой базы Российской Федерации в сфере энергетики выявил отсутствие системного подхода в повышении энергоэффективности работы электросетевого комплекса, на уровне законодательства в достаточной мере не урегулированы вопросы взаимоотношений цепочки «электросетевая компания – энергосбытовая компания – потребитель электроэнергии» в части расчета фактических потерь электроэнергии и их структуры, расчета и анализа фактических и прогнозных балансов электроэнергии в электрических сетях, управления реактивной мощностью, высшими гармониками, совместной работе по повышению энергетической эффективности работы участников цепочки, внедрения систем управления энергосбережением и энергетической эффективностью. Все вышесказанное подтверждает актуальность построения интегрированной системы энергетического менеджмента для электросетевого комплекса России (объединяющей ЭСК, ЭСбК и потребителей электроэнергии) на базе международного стандарта ISO 50001:2011 [33] с учетом существующий условий функционирования электроэнергетического комплекса России.
В этой связи, научное противоречие, которое выявил автор в процессе анализа текущего состояния электроэнергетического комплекса после реструктуризации, формулируется следующим образом: имеется подтвержденная актуальная потребность в конструктивном взаимодействии электросетевых и энергосбытовых организаций с потребителями электрической энергии в сфере управления реактивной мощностью, а также фильтрации высших гармоник напряжения и тока в электрических сетях; с другой стороны, не в полной мере проработаны организационно-управленческие процессы построения и функционирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе России на базе международного стандарта ISO 50001:2011 для повышения энергетической эффективности деятельности участников интегрированной системы энергетического менеджмента.
Таким образом, цель данного научного исследования заключается в разработке организационного механизма и процессной модели функционирования интегрированной на принципе иерархии системы энергетического менеджмента.
Для достижения поставленной цели требуется последовательное решение следующих задач:
- Рассмотреть текущую структуру и состояние электроэнергетического комплекса России. Проанализировать специфические свойства технологических процессов передачи, распределения и потребления активной и реактивной электроэнергии. Определить область применения и границы интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе, состав и функции ее руководства, специфику разработки и актуализации единой Энергетической политики интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России; - Составить функциональное наполнение бизнес-процессов верхнего уровня управления интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России и разработать процессную модель и организационную структуру интегрированной СЭнМ, учитывающая иерархию уровней управления; - Проанализировать действующие схемы финансирования энергосберегающих мероприятий с использованием энергосервисных договоров и предложить организационный механизм реализации и алгоритм заключения трехстороннего энергосервисного договора в рамках функционирования интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России; - Провести оценку экономического потенциала энергосбережения ПАО «Россети» от установки устройств компенсации реактивной мощности у потребителей электрической энергии. Разработать методику первичной оценки экономической эффективности фильтрокомпенсирующих устройств в системе электроснабжения промышленного предприятия; систематизировать научные данные об экономических последствиях, возникающих у участников интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе от перетоков реактивной мощности и наличия высших гармоник напряжения и тока в системах электроснабжения; - Сформулировать методический подход к выбору оборудования для реализации мероприятий по энергосбережению, основанный на приобретение компенсаторов реактивной мощности по критериям интегрального качества и конкурентоспособности.
В следующей главе автором предлагается организационный подход к интеграции систем энергетического менеджмента (СЭнМ) в электросетевом комплексе России, основанный на единой Энергетической политике и единых требованиях к планированию и реализации технологических процессов передачи, распределения и потребления электроэнергии, что позволит повысить энергетическую эффективность деятельности участников интегрированной СЭнМ.
Для вовлечения в процесс «энергосбережения и повышения энергетической эффективности электросетевых компаний» именно потребителей электроэнергии, традиционно не задействованных в достижении энергетических целей электросетевых компаний, автором разрабатывается процессная модель функционирования и организационная структура интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России.
Процессная модель функционирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе
Схема трехстороннего энергосервисного договора первого типа Данная схема энергосервисного договора не противоречит действующему законодательству и при этом положительный эффект от совместной модернизации получают все стороны: - Электросетевая компания (не устанавливая оборудования у себя) -повышение качества и надежности электроснабжения, уменьшение потерь электроэнергии при ее передаче по распределительным сетям, увеличение пропускной способности сети; - Потребитель (без первоначального вложения финансовых средств в оборудование) - повышение качества электроснабжения и прямую экономию электроэнергии; - Энергосбытовая компания - уменьшение сроков окупаемости проектов и возврата вложенных финансовых средств, за счет того, что возвращение денежных средств, исходя из стоимости сэкономленных в результате энергоресурсов, осуществляется одновременно с двух сторон (электросетевой компании и потребителя).
В случаях, когда энергосбытовая компания не может самостоятельно финансировать энергосберегающий проект, в действующих схемах реализации энергосервисного договора проявляется множество сдерживающих факторов для дальнейшей деятельности энергосервисных компаний, таких как [137]: - энергосервисный договор не признается банками в виде потенциального залога, в связи с чем отсутствуют возможности по привлечению долгосрочных займов; - большинство кредитных организаций предоставляют займи с высокими процентными ставками, существенно уменьшая прибыль энергосервисных компаний; - полный отказ в займе энергосервисными компаниям по причинам низкой капитализаций самих энергосервисных организаций, высоких рисков невыплаты суммы займа, отсутствия страховых продуктов, разработанных специально под энергосервисный договор.
В рамках функционирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе и схемы трехстороннего энергосервисного договора между ЭСбК, ЭСК и потребителем электроэнергии второго типа (Рисунок 3.4) вышеуказанные факторы можно нивелировать. За счет установки индивидуальных устройств компенсации реактивной мощности и фильтрации высших гармоник и напряжения и тока у потребителей, электросетевая компания может не устанавливать подобное оборудование у себя, а сразу получать все экономические выгоды, вытекающие из реализации данных энергосберегающих мероприятий.
Таким образом, электросетевая компания может предоставить беспроцентный заем энергосбытовой компании на реализацию мероприятий в рамках энергосервисного договора с потребителем электроэнергии, вносящим искажения в систему электроснабжения общего назначения. Денежные средства, сэкономленные в результате внедрения энергосберегающих технологий у потребителя, сам потребитель передает энергосбытовой компании в рамках энергосервисного договора, а электросетевая компания оставляет у себя (в качестве компенсации за предоставленный заем). Данная схема энергосервисного договора также не противоречит действующему законодательству и при этом положительный эффект от совместной модернизации получают все стороны: - Электросетевая компания - повышение качества и надежности электроснабжения, уменьшение потерь электроэнергии при ее передаче по распределительным сетям, возврат вложенных финансовых средств с компенсацией за предоставленный заем; - Потребитель - повышение качества электроснабжения и прямую экономию электроэнергии; - Энергосбытовая компания - получение полной прибыли по энергосервисному договору, за счет отсутствия банковских процентов за предоставленный заем. Популяризация среди энергетических компаний и потребителей электроэнергии предложенных нестандартных схем энергосервисных договоров, как действенного механизма компенсации реактивной мощности и фильтрации высших гармоник напряжения и тока в системе электроснабжения общего назначения без предварительных вложений средств со стороны заказчика, приведет к существенному сокращению сроков достижения энергетических целей, лежащих в основе программ энергосбережения и повышения энергетической эффективности.
Ниже приводится один из возможных алгоритмов заключения трехстороннего энергосервисного договора между электросетевой и энергосбытовой компаниями и потребителем электроэнергии (Рисунок 3.5). 1-ый этап. Сотрудники электросетевой компании в ходе мониторинга данных средств измерений обнаруживают проблемные участки сети с существенными перетоками реактивной мощности и высшими гармониками напряжения и тока. Определение проблемных точек присоединения потребителей к электрическим сетям позволяет выявить потребителя, существенно влияющего на режимы работы сети и вызывающего вышеуказанные проблемы.
Количественные критерии, когда именно потребителя следует отнести к существенно влияющим на режимы работы сети, определяются конкретной электросетевой компанией. Например, данными показателями могут быть: - средневзвешенное значение коэффициента мощности за месяц хуже на одну десятую (0,1), чем указанные в Приказе Минпромэнерго РФ № 49 от 22 февраля 2007 г. [103]; - суммарное значение коэффициентов гармонических составляющих напряжения хуже на 1 %, чем указанные в ГОСТ 32144-2013 [31]; - потребителя, присоединенного к сети напряжением 110 кВ, относят к существенно влияющим на режимы работы сети, если при изменении его реактивной мощности от нуля до значения, соответствующего tg = 0,5, изменение напряжения в точке его присоединения превышает 5 % [40].
Организационная структура интегрированной системы энергетического менеджмента
Экономический ущерб, ЭУВГ , связанный с прямыми финансовыми расходами от наличия высших гармоник напряжения и тока в системе энергоснабжения в большей или меньшей степени возникает у всех участников рынка электроэнергии.
В исследованиях [119] указано, что причиной 80-90% всех отключений в крупных городах (более 100 тыс. жителей) является выход из строя кабельных линий (КЛ) электропередачи. Их безотказная работа в течение заложенного производителем срока службы, в первую очередь, зависит от надежности изоляции, которая ухудшается при протекании высших гармоник тока. На основании исследований [124, 57] можно сделать вывод, что через два года применения силовых кабелей при коэффициенте несинусоидальности напряжения kU = 5% их срок службы сокращается в 2 раза. Также из-за несинусоидальности тока и напряжения возможен перегрев и разрушение нулевых проводов кабельных линий вследствие их перегрузки токами нулевой последовательности [138].
Экономический ущерб, в связи с наличием высших гармоник тока и напряжения в КЛ несут: и сами потребители электроэнергии (владеющие собственной сетью энергоснабжения с кабельными линиями), так как данные потери увеличивают общие расходы на электроэнергию и суммарные амортизационные отчисления; и электросетевые компании, так как в соответствии с Приказом Министерства энергетики РФ № 326 [104] потери электроэнергии в изоляции кабелей, WИкл, тыс. кВтч, относятся к условно 106 постоянным потерям электроэнергии и принимаются в соответствии с данными заводов-изготовителей оборудования (или по усредненным значениям, приведенным в вышеуказанном приказе) и не учитывают влияние нелинейной нагрузки энергопотребителей на их величину, а данные дополнительные потери являются сверхнормативными и компенсируются за счет прибыли компании.
При работе электрических машин в условиях несинусоидального напряжения и тока, в связи с перегревом обмоток, накопления усталости в металлах, воздействием высших гармоник на изоляцию, снижается их срок службы. В работе [110] уменьшение срока службы электрооборудования при коэффициенте несинусоидальности kU = 10% было оценено на уровне: 32,5% -для однофазных машин; 18% - для трехфазных машин; 5% - для трансформаторов. Таким образом, возникает дополнительный экономический ущерб, вследствие снижения срока службы электрооборудования и необходимости его замены ранее установленного производителем срока, а также проведения дополнительных ремонтов.
Здесь также стоит отметить, что дополнительные потери активной мощности в линиях электропередачи и трансформаторах сетевых компаний от наличия высших гармоник напряжения и тока в электрических сетях системы электроснабжения общего назначения могут достигать значительного уровня: например, 18 % от общих потерь активной мощности в линиях 110 кВ ПАО «МРСК Юга» [9]. Но они учитываются при расчете технологических потерь электроэнергии и входят в тариф на электроэнергию для потребителей. Поэтому связанный с ними экономический ущерб оплачивается только энергопотребителями в общих расходах за электроэнергию, вследствие повышения тарифа на электроэнергию.
Высшие гармоники тока вызывают дополнительный нагрев внутренних элементов защитных устройств, вследствие чего проиходит необоснованное срабатывание предохранителей (автоматических выключателей) и отключение электроустановки. Срабатывание может происходить при нагрузке, составляющей 80-85 % уставки теплового расцепителя автоматического 107 выключателя [138]. Это приводит к остановке производства с затратами на его возобновление. В этом случае, экономический ущерб, ЭУВГ оп, тыс. руб., можно оценить по формуле (3.41): ЭУВГ оп = ЭУВГ нп + ЭУВГ вп + ЭУВГ доп + ЭУВГ бр + ЭУВГ от, (3.41) где: ЭУВГ нп - экономический ущерб от остановки и простоя оборудования, выраженный в виде недовыпуска продукции и, как следствия, недополученной прибыли (для энергетических компаний - упущенная прибыль от недопоставки электроэнергии, возможные штрафы со стороны энергопотребителей по договору энергоснабжения), тыс. руб.; - ЭУВГ вп - экономический ущерб от возобновления остановленного технологического процесса: дополнительные расходы сырья, энергоресурсов, материалов, заработной платы, тыс. руб.; - ЭУВГ доп - экономический ущерб, обусловленный продолжением работы оборудования, напрямую не задействованного в технологическом процессе (системы обогрева и кондиционирования, освещение, и т.д.), во время остановки производства; оценивается по фактической мощности работающих установок и времени пуска остановившегося оборудования, тыс. руб.; - ЭУВГ бр и ЭУВГ от - экономические ущербы от полученного брака и дополнительных отходов в связи с особенностями технологических процессов, тыс. руб. Эти ущербы характерны для промышленных предприятий (в энергетических компаниях ЭУВГ бр и ЭУВГ от принимаются равными 0).
Кроме того, энергосбытовые компании вправе взимать повышенные тарифы с потребителей за влияние на качество электроэнергии, а также добросовестные потребители могут предъявлять финансовые претензии к энергосбытовой компании за поставку некачественной электроэнергии.
Основные составляющие экономического ущерба от наличия высших гармоник напряжения и тока по типам оборудования и участникам интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе России представлены ниже (Таблица 11).
Оценка экономической эффективности применения систем компенсации дополнительных потерь энергии, вызванных воздействием на сеть потребителей
В рамках функционирования интегрированной СЭнМ автором разработан организационный механизм реализации энергосервисного договора, включающий две принципиальные схемы реализации энергосервисных договоров, в которых энергосбытовая компания выступает в роли исполнителя комплекса работ по разработке и внедрению энергосберегающего проекта на объекте потребителя электроэнергии по заказу электросетевой компании за счет собственных средств (первый тип) или привлеченного со стороны электросетевой компании беспроцентного займа (второй тип), что позволит самофинансировать проекты по энергосбережению внутри интегрированной СЭнМ.
В связи с тем, что в данном исследовании совместная реализация проектов в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности участников интегрированной СЭнМ базируется на организации индивидуальной и групповой компенсации реактивной мощности, автором разработан методический подход к выбору оборудования для реализации мероприятий по энергосбережению, основанный на использовании критериев интегрального качества и конкурентоспособности, в отличие от устоявшейся практики выбора энергетического оборудования по критерию «минимальная цена закупки» (на примере выбора компенсатора реактивной мощности).
Практическому значимость исследования составляют разработанные автором конкретные алгоритмы (включая EPC-диаграммы): - заключения трехстороннего энергосервисного договора между электросетевой и энергосбытовой компаниями, а также потребителем электроэнергии; - проведения оценки интегрального уровня качества и оценки конкурентоспособности различных компенсаторов реактивной мощности с выделением необходимых и достаточных их показателей качества. Также практическую значимость исследования составляют: - Проведенная автором количественная оценка экономического потенциала энергосбережения Публичного акционерного общества «Россети» от установки компенсаторов реактивной мощности у потребителей электрической энергии по данным электросетевой компании о нагрузочных потерях электроэнергии до компенсации реактивной мощности. - Разработанная автором методика первичной оценки эффективности установки устройств компенсации реактивной мощности и фильтрокомпенсирующих устройств в системах электроснабжения, которая позволяет предоставить быстрые (в тоже время качественное) результаты для высшего руководства для принятия решения о внедрении систем компенсации реактивной мощности и высших гармоник напряжения и тока на предприятиях по номинальным данным оборудования и показаниям счетчиков электроэнергии. - Консолидированные автором данные об основных составляющих экономического ущерба от высших гармоник напряжения и тока по типам оборудования и участниками интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе (электросетевым и энергосбытовым компаниям, а также потребителей электроэнергии).
Предложенный в диссертации организационный подход к интеграции систем энергетического менеджмента (СЭнМ) в электросетевом комплексе России может быть рекомендован к использованию органами исполнительной и законодательной власти для анализа и обоснования Государственных программ энергосбережения и повышения энергетической эффективности, а также для формирования интегрированной системы энергетического менеджмента в электросетевом комплексе России.
Разработанные автором конкретные рекомендации по функционированию интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе в части описания требований к Энергетической политике, наполнения договоров на оказание услуг по передаче электрической энергии, выделенные подпроцессы могут быть рекомендованы ПАО «Россети», ПАО «ФСК» и другим электросетевым компаниям для дальнейшего планирования своей деятельности.
Предложения по реализации энергосервисного договора на основе взаимовыгодного сотрудничества энергетических компаний и потребителей электроэнергии могут быть рекомендованы электросетевым и энергосбытовым компаниям для развития «нетарифных» видов услуг.
Методический подход к выбору компенсаторов реактивной мощности, методика первичной оценки экономической эффективности установки КРМ и ФКУ в системах электроснабжения могут быть рекомендованы электросетевым компаниям и потребителям электроэнергии при реализации энергосберегающих мероприятий.
Материалы диссертации могут также послужить основной для подготовки учебных пособий и могут быть использованы в учебном процессе при преподавании и обучении по следующим курсам: «Менеджмент в энергетике», «Электроэнергетический бизнес», «Экономика предприятия», «Инновационный менеджмент» и другие.
Перспективы дальнейшей разработки темы данного диссертационного исследования заключаются в дальнейшей детализации и формализации бизнес-процессов интегрированной СЭнМ в электросетевом комплексе России, проработки других совместных проектов по энергосбережению и повышению энергетической эффективности ЭСбК, ЭСК и потребителей электроэнергии (например, в части резко-переменных и несимметричных нагрузок), присоединение к интегрированной СЭнМ генерирующих и инфраструктурных компаний электроэнергетического комплекса России.