Что влияет на потребление электроэнергии
Зависимость электропотребления от влияния различных факторов. Анализ потребления электроэнергии по ОЭС и энергосистемам 2012–2014 гг.
Рубрика: Технические науки
Дата публикации: 13.03.2015 2015-03-13
Статья просмотрена: 7158 раз
Библиографическое описание:
Биятто, Е. В. Зависимость электропотребления от влияния различных факторов. Анализ потребления электроэнергии по ОЭС и энергосистемам 2012–2014 гг. / Е. В. Биятто, Г. Ю. Шарманова, К. К. Привалихина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 6 (86). — С. 126-129. — URL: https://moluch.ru/archive/86/16264/ (дата обращения: 28.12.2021).
Важнейшей задачей электроснабжения является удовлетворение спроса на электроэнергию. На потребление электроэнергии влияют множество факторов, поэтому их необходимо учитывать для обеспечения нормального функционирования энергетической системы.
Анализ показал, что наиболее существенными факторами, влияющими на потребление электроэнергии являются:
— режим работы предприятий;
— бытовой уклад жизни населения;
— продолжительность рабочей недели и выходных дней;
— климатические условия и т. д.
Одним из факторов, оказывающих большее влияние на электропотребление является метеорологический фактор.
К метеофакторам относят: температуру наружного воздуха, освещенность, влажность, скорость ветра. Они во многом определяют сезонные колебания и суточную неравномерность, а также нерегулярные колебания отклонения графиков потребления.
Наиболее сильное влияние на потребление оказывает температура и освещенность. Влияние температуры определяется расходом электроэнергии на отопление зданий, вентиляцию, охлаждение в холодильниках, кондиционерах. Наиболее чувствителен к температуре расход энергии в зимний, отопительный сезон, а также примыкающие к нему периоды. По существующим оценкам, около четверти расходной части энергетического баланса идет на отопительные нужды. Для энергообъединений, где осветительная нагрузка составляет значительную часть, вариации естественной освещенности оказывают влияние на нагрузку, особенно на формирование утреннего и вечернего максимумов [4].
Необходимость более точного и полного учета влияния метеофакторов при планировании и управлении режимами энергетических предприятий возрастает
— во-первых, из-за общего изменения структуры потребления — снижение доли промышленной и увеличение коммунально-бытовой и осветительной нагрузки и, как следствие, увеличение влияния метеофакторов на потребление;
— во-вторых, из-за возникновения в последние годы устойчивых аномальных отклонений метеофакторов, особенно температуры наружного воздуха.
Колебания метеофакторов вызывают резкие скачки электропотребления, заставляющие срочно вводить дополнительные генерирующие мощности со всеми сопутствующими этой ситуации проблемами — нарушениями диспетчерских графиков, внеплановым расходом топлива, снижением надежности и экономичности режимов энергопредприятий.
Нами была проанализирована динамика потребления электроэнергии в ЕЭС России по месяцам за период 2012- 2014гг. с учетом метеофакторов, представленная на рис.1.
Рис.1. Динамика потребления электроэнергии в ЕЭС России по месяцам за период 2012- 2014гг. [1,2,3]
Начало года характеризовалось повышенным температурным фоном, таким образом, заметно снизилось потребление электроэнергии в 1 квартале 2014 года относительно соответствующих показателей 2012 и 2013 гг. Так потребление электроэнергии за 2014 год снизилось на 1,6 % относительно 2013 года. Повышенные значения температуры наружного воздуха в 2012 году оказали наиболее значительное влияние на потребление электроэнергии в феврале (+3,2 %) по сравнению с 2014 годом. В марте 2014 года повышение температуры наружного воздуха в ЕЭС России относительно 2012–2013 гг. составило 6,4 ⁰С, что повлияло на снижение потребления электроэнергии в энергосистеме относительно 2012 года на 3,4 %; относительно 2013 года на 4,8 %.
Объемы потребления электроэнергии в период с мая по сентябрь сохранялись на уровне 2012–2013 гг. так как температура наружного воздуха изменялась незначительно.
В 4 квартале 2014года зафиксировано снижение температуры во всех регионах России на 8,4 ⁰С. В связи с этим был отмечен значительный прирост потребления (+2,9 %) относительно аналогичного периода 2013 года, относительно 2012 года прирост потребления составил (+0,8 %) [1,2,3].
Отдельно нами были проанализированы данные о фактических годовых объемах потребления электроэнергии по ОЭС Сибири за 2012–2014гг.
В ОЭС Сибири входят 12 субъектов РФ: республики Алтай, Бурятия, Тыва и Хакасия, Алтайский, Забайкальский и Красноярский края, Иркутская, Кемеровская, Новосибирская, Томская и Омская области.
Электроэнергетический комплекс объединения образуют 102 тепловые и гидравлические электростанции суммарной установленной мощностью 50947,7 МВт (по данным на 01.01.2015). Одними из наиболее значимых энергообъектов ОЭС Сибири являются: Богучанская ГЭС, Саяно-Шушенская ГЭС, Березовская ГРЭС, Новосибирская ТЭЦ и др [5].
Отдельной категорией потребителей в ОЭС Сибири являются алюминиевые заводы, объем потребления которых составляет более 25 % от суммарного потребления Сибири, а также железная дорога, предприятия металлургической, химической, нефтехимической отраслей.
Суммарное потребление электроэнергии ОЭС Сибири отображено на рис. 2.
Рис. 2. Суммарное потребление электроэнергии ОЭС Сибири 2012–2014гг. [1, 2, 3]
Из приведенной диаграммы видно, что наибольшее потребление электроэнергии характерно для Иркутской области — 26 % (160940,4 млн. кВтч), Красноярского края — 21 % (127392,5 млн. кВтч) и Кемеровской области — 16 % (99266,8 млн. кВтч).
Данные субъекты Сибири являются важными промышленными регионами. Так, одним из крупнейших предприятий Иркутской области является Братский алюминиевый завод, также крупными промышленными центрами области являются Братский лесопромышленный комплекс, Иркутский авиационный завод, Иркутский завод тяжелого машиностроения, Коршуновский горно-обогатительный комбинат и многие другие.
Важными промышленными предприятиями Красноярского края являются: Красноярский алюминиевый завод, Красноярский металлургический завод, Горевский горно-обогатительный комбинат, Норильский комбинат и др.
В Кемеровской области широко развита угольная промышленность (Кузбассразрезуголь, Южный Кузбасс и др.), металлургия представлена такими мощными предприятиями, как Западно-Сибирский Металлургический Комбинат, Новокузнецкий Алюминиевый Завод. Одним из крупнейших предприятий химической отрасли России является ОАО «АЗОТ».
Динамика изменения потребления электроэнергии ОЭС Сибири за 2012–2014гг. представлена на рис. 3.
Рис.3.Динамика изменения потребления электроэнергии в ОЭС Сибири 2012–2014гг. [1, 2, 3]
Из-за высокого промышленного статуса Иркутской области, Красноярского края и Кемеровской области, основная доля энергопотребления в Сибири приходится именно на них.
Таким образом анализ динамики потребления электроэнергии в ЕЭС России в целом и ОЭС Сибири показал, что потребление электрической энергии напрямую связанно с влиянием различных факторов на нормальное функционирование энергетической системы, которые необходимо учитывать при прогнозировании электропотребления.
Увеличился расход электроэнергии — в чем может быть причина?
Обзор причин
Неправильное подключение электросчетчика
Довольно часто увеличение расхода электроэнергии возникает по причине неправильного подключения прибора учета. При замене старых индукционных счетчиков на новые, электронные, представители энергосбыта неумышленно, либо что еще хуже — умышленно подключают счетчик таким образом, что возникает перерасход. Если после замены счетчика показания увеличились в несколько раз, скорее всего дело именно в неправильном подключении.
Рассмотрим это на примере. Пришел срок замены прибора учета, вам поставили новый электросчетчик электронного типа. Так вот если электрик подключил выход нулевого провода со счетчика до самой квартиры, разорвав его через корпус электрощита, возникнет перерасход электроэнергии. Запомните важную вещь — нулевой провод должен идти напрямую от электросчетчика, никаких разрывов быть не должно. В противном случае обращайтесь в вашу энергоснабжающую организацию, требуйте вызвать представителей для проверки схемы подключения и ее изменения.
Определить неправильное подключение электросчетчика можно визуально. Если нулевой провод идет в квартиру без разрыва, подключение правильное. Если ноль подключен через корпуса электрощитка, подключение неправильное.
Хищение электричества соседями
Второй популярной причиной из-за которой увеличивается расход электроэнергии в квартире, является воровство электричества соседями. Самый простой способ обнаружения воровства — отключение всех потребителей в комнатах. Если вы выключите свет и все электроприборы с розеток, но при этом электросчетчик будет увеличивать показания с каждой минутой, значит скорее всего к вам подключились соседи через смежную розетку в стене или в самом этажном щитке. Это и вызывает перерасход электрической энергии. О том, как наказать соседей за хищение электричества, мы рассказали в отдельной статье.
Однако не стоит спешить, возможно никто к вам не подключался и проблема в неисправности вашего прибора учета. Есть такое понятие, как самоход электросчетчика, в результате которого прибор будет мотать свет без нагрузки. В этом случае придется для начала проверить исправность электросчетчика и при необходимости заменить его.
Старая изоляция электропроводки
Бывает так, что перерасход электроэнергии возникает из-за того, что электропроводка в квартире либо доме пришла в негодность. При старении изоляции возникает утечка тока, электрический счетчик фиксирует эту утечку и воспринимает ее как потребляемую электроэнергию. В результате увеличивается расход электричества, при этом визуально проблемы обнаружить не удастся. Чтобы определить, что проблема в старении изоляции проводки, необходимо пригласить специалиста, который выполнит измерение сопротивления изоляции кабеля. По результатам замеров станет понятно, в этом причина или нет.
Нерациональная эксплуатация бытовой техники
Конечно же эта причина не является виновником резкого увеличения расхода электроэнергии. Однако если вы просто сравнили потребление свое и соседей (к примеру) и оказалось, что при одинаковом количестве техники вы платите немного больше «за свет», причина еще может быть в том, что вы не совсем экономно подходите к вопросу эксплуатации бытовой техники.
Дело в том, что выключенные телевизор, микроволновка либо музыкальный центр, у которых горя красные лампочки либо часы на дисплее, все равно потребляют электричество. Это не столь большой расход, в среднем тот же телевизор потребляет десятки миллиампер в дежурном режиме. Однако все же за месяц такое потребление достигает отметки 5-10 кВт. Теперь умножим это среднее показание на количество бытовой техники, работающей в дежурном режиме и получим в среднем перерасход электроэнергии около 20-30 кВт в месяц.
Техника не будет потреблять электричество только в том случае, если ее полностью отключить с розетки, либо если этот телевизор, то с кнопки на самом корпусе. Можно облегчить задачу и подключить группу потребителей (к примеру, телевизор и DVD-проигрыватель) через удлинитель с кнопкой, с помощью которого удастся полностью отключить технику от сети.
Способы решения проблемы
Чтобы устранить перерасход электроэнергии, первым делом нужно определить, что стало виновником увеличения расхода. Если предоставленная информация вам не помогла или же вы сомневаетесь, что сможете самостоятельно обнаружить и устранить причину перерасхода, рекомендуем в первую очередь обратиться в ЖЭК. Электрик из обслуживающей организации должен осмотреть щиток на предмет самовольных подключений и ошибок в схеме монтажа. Если в щитке явных причин не обнаружено, нужно проверить проводку в квартире и сам электросчетчик. Насчет проверки проводки в квартире, тут опять-таки, либо сами выполняете осмотр, либо вызываете специалиста. О том, как самостоятельно проверить электрический счетчик, мы рассказали в отдельной статье: https://samelectrik.ru/kak-samomu-proverit-pravilnost-raboty-schetchika-elektroenergii.html. Не помогли проверки? Звоните в электросетевую организацию и уточняйте, как можно выполнить специализированную проверку вашего прибора учета.
Если в этом случае сетевая организация скажет вам вызывать электрика, скажите что вы это сделали (о чем мы написали ранее) и что электрик не обнаружил проблем со схемой подключения. Тогда уже в сетевой организации должны огласить порядок проверки электросчетчика. После оплаты услуг к вам уже приедут из сетевой организации и выполнят квалифицированную проверку.
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно показана одна из причина перерасхода электроэнергии в квартире:
Теперь вы знаете, почему может возникнуть увеличение расхода электроэнергии и что делать в этом случае. Надеемся, информация была для вас полезной и интересной!
Факторы влияющие на цену и тарифы электроэнергии и мощности
Для того чтобы понять насколько сильно вырастут цены на электроэнергию и мощность необходимо разобрать какие факторы оказывают влияние на них. Для этого необходимо детально разобрать каждую составляющую цены и посмотреть, как она формируется и как меняется, ведь это могут быть как цены, которые формируется на рынке, в зависимости от спроса и предложения (цена электроэнергии), так и тарифы, устанавливаемые государством (тариф на передачу, сбытовые надбавки).
В конечной цене на электроэнергию можно выделить 4 основные составляющие:
Первые 3 показателя формируют цену на 95-98% и последняя на 2-5%. Итак, что же влияет на каждую составляющую и как нам определить, куда и с какой скоростью пойдет цена? Начнем анализировать с цены электроэнергии.
Цена электроэнергии и факторы, влияющие на ее рост
Мы разберем как формируются конечные цены и что может повлиять на рост или снижение цены на торгах.
Следующим показателем, который имеет также немаловажное значение является Коэффициент полезного действия ( КПД ) электростанции. Чем он выше, тем соответственно более эффективно сжигаемое топливо превращается в электроэнергию. Сам КПД по большей части зависит от того насколько качественное оборудование стоит на станции. Новые станции, созданные по новым технологиям, имеют более высокий КПД чем станции, построенные 30-40 лет назад. Следовательно, ввод новой генерации тормозит рост цен на электроэнергию. Эта тенденция особенно заметна в последние годы при вводе новой генерации. При том что цены на газ за 2011-2014 годы выросли в среднем на 50%, цены на электроэнергию (торгуемую на РСВ ) выросли на 22%.
Еще одним важным фактором, влияющим на цену электроэнергии, является баланс спроса и предложения. Так как ценообразование происходит по самой дорогой цене то чем выше спрос, тем до более высокой ступеньки может достать точка пересечения кривых спроса и предложения. Данное утверждение очень хорошо иллюстрирует конец 2008 года и 2009 год во время резкого падения промышленного производства в связи с кризисом. Цены на электроэнергию по 1 ценовой зоне упали на 7% (в среднем 2009 по отношению к 2008), а по второй ценовой зоне на 15%, при том что тарифы на газ выросли на 5%. Таким образом снижение потребления промышленностью или рост предложения электроэнергии оказывают немаловажное влияние на формирование цен.
Цена мощности и факторы, влияющие на ее рост.
С точки зрения ценообразования, мощность, покупаемая на рынке, сложнее как в понимании факторов, так и в их взаимодействии.
По сути на данный момент существует 3 вида цен из которых формируется одна окончательная цена:
Данные процедуры более подробно описаны в этой статье, а мы остановимся на факторах, влияющих на цену мощности.
Коммерческий отбор мощности по сути самая конкурентная процедура из 3-х. Несмотря на то, что на данный момент во многих зонах свободного перетока существует основной поставщик, контроль со стороны ФАС и сама методика отбора заставляют компании конкурировать между собой. Например, по итогам КОМ на 2015 год была сформирована цена, которая оказалась на 30% ниже цены 2014 года. Таким образом, эта составляющая уже внесет свой вклад снижением цены части мощности. В дальнейшем планируется перейти от отборов по ЗСП к отборам по всей ценовой зоне, и тогда конкуренция между генераторами станет еще больше.
Тарифы на передачу и факторы, влияющие на его рост.
На первый взгляд кажется, что с тарифами все довольно просто: как скажут, так и установят, но при более углубленном анализе можно найти и другие факторы которые оказывают немаловажное влияние на данную составляющую цены электроэнергии.
Первая составляющая это инвестиционная программа, по которой сетевые компании должны строить линии, подстанции, обновлять текущее оборудование. Сетевое хозяйство в РФ долгое время не обновлялось, а эксплуатировалось то, что было построено еще при СССР, при этом рост в потребностях присоединения к сетям все это время рос, а оборудование использовалось на грани своих возможностей. Таким образом, во время реформирования энергетики для сетевых компаний были заложены очень амбициозные планы по вводу мощностей и обновлению фондов, при этом считалось, что потребление электроэнергии будет расти от года к году и тем самым заложенные программы не так критично повлияют на рост стоимости электроэнергии. Но тут вмешался кризис, в который объемы потребления резко упали, а программы были согласованы и не могли быстро отреагировать на снижение спроса, из-за этого получилась весьма неприятная ситуация, когда определенное фиксированное количество денег (для инвестиционной программы) было распределено на падающее (а не растущее как по плану) потребление электроэнергии. И таким образом мы получили очень высокий тариф на передачу, который еще больше усугубил ситуацию (для многих стало выгодно развивать собственную генерацию). Последнее время многие инвестиционные программы сетевых компаний пересматриваются и корректируются, поэтому при прогнозе изменения тарифа на электроэнергию необходимо обращать внимание на новости, связанные с изменением инвестиционных программ. Данная проблема характерна для стран всего мира, так как техническое перевооружение — это дорогостоящий процесс, но его необходимо проводить в энергетике раз в несколько десятков лет.
Другой немаловажный аспект, влияющий на установление тарифов это возможность создавать сетевые компании. Количество сетевых компаний с начала реформы увеличилось в несколько раз, при этом многие компании были созданы для снабжения одного предприятия, или просто для получения тарифа, но при этом никакой дополнительной пользы для комплекса в целом они не несли, но тариф МРСК за счет данных посредников продолжал увеличиваться. В 2015 году данная проблема получает частичное решение, так как котловые тарифы на 2015 год будут устанавливать уже без учета компаний, оказывающих услугу по передаче только одному предприятию, что должно если не снизить тариф, то как минимум взять на себя часть повышения тарифа на передачу.
Также важным параметром для понимания тарифов на передачу является объем потребленной электроэнергии, но в отличие от цены электроэнергии на РСВ снижение спроса ведет к росту тарифа. Данный казус объясняется следующим: расходы на ремонт и обслуживание сетевого хозяйства величина постоянная (невозможно провести работы на ЛЭП на 80%, так как вырастет вероятность аварии) и если эту постоянную величину делить на падающий объем, то тариф будет расти. Поэтому необходимо учитывать, растет или падает потребление электроэнергии в регионе, для которого будет установлен тариф на передачу.
Последним, но не самым маленьким критерием является так называемое перекрестное субсидирование, это когда расходы на транспортировку электроэнергии для населения частично перекладывают в счета, выставляемые промышленным предприятиям. Проблема перекрестки довольно существенна для многих регионов РФ, но на данный момент никакого решения по данной проблеме не принято. Была попытка частично начать уменьшение этой составляющей, но на данный момент все остается как есть. В дальнейшем исключение этой составляющей цены необходимо исключить, так как население и так платит ее, просто не в составе цены электроэнергии, а в составе продукции произведенной промышленностью, но лишнее движение этих денег и непрозрачность ценообразования ведут к значительным потерям для экономики.
Сбытовые надбавки гарантирующих поставщиков и факторы, влияющие на их рост.
Последний этап реформы принес изменения в установление сбытовых надбавок. С 1 января 2013 года сбытовые надбавки устанавливаются в виде процента от оптовой цены электроэнергии и мощности. При этом существует 4 вида максимальной мощности, и для каждого вида устанавливается своя сбытовая надбавка.
Самый главный показатель, который влияет на величину сбытовых надбавок это необходимая валовая выручка ( НВВ ) гарантирующего поставщика. НВВ сумма денег необходимая для функционирования ГП в течении года и выполнения им всех своих обязанностей. Следовательно, данная величина зависит исключительно от расходов сбытовой компании. Самые большие статьи расходов — это зарплатный фонд, проценты по кредитам на кассовый разрыв, расходы на аренду помещения и иные расходы (бумага, телефоны и т.д.), поэтому исходя из экономической ситуации в стране можно приблизительно спрогнозировать как изменится НВВ поставщика.
Другим показателем, который оказывает влияние на сбытовую надбавку, является конкуренция за потребителей. Так как предприятия с максимальной мощностью свыше 670 кВт могут стать субъектом оптового рынка или перейти на обслуживание к другой энергосбытовой компании, то гарантирующий поставщик заинтересован в максимально низкой сбытовой надбавке для данной категории потребителей, при этом учитывая, что НВВ ему собирать необходимо, гарантирующий поставщик будет стараться переложить все затраты на предприятия с максимальной мощностью до 670 кВт, так как они могут получать электроэнергию только от него. Таким образом с момента введения данной нормы, резко выросли расходы на сбытовую надбавку компаний с максимальной мощностью до 670 кВт. Ограничителем по данному процессу может стать РЭК или введение возможности таким компаниям менять поставщика электроэнергии.
Последний показатель, который мы рассмотрим в данном разделе, это изменение оптовых цен, от которых собственно и рассчитывается надбавка. В первых 2 разделах мы подробно разобрали, как и что влияет на цену электроэнергии и мощности на оптовом рынке, следовательно, проанализировав их мы можем также понять на сколько больше или меньше придется заплатить своему гарантирующему поставщику.
Снижение платежей за мощность с помощью накопителей энергии. Алгоритмы оценки и эффективная стоимость
В последнее время все больше потребителей задаются вопросом – возможно ли сэкономить на платежах за «электричество» с помощью накопителей энергии. Наиболее популярна попытка сэкономить на платежах за мощность, стоимость которой в августе 2021г составила 806 тысяч рублей за МВт. Рассмотрим, как оценить такой проект и использование в нем накопителя энергии.
В России все потребители «электричества» оплачивают электрическую энергию, мощность, услуги по передаче электрической энергии и инфраструктурные платежи.
При этом платеж за мощность отдельной строкой видят потребители с почасовым учетом, рассчитывающиеся по 4-6 «интервальным» ценовым категориям. У остальных потребителей он зашит в общем платеже. Соответственно возможность экономить на мощности возникает у потребителей, рассчитывающихся по интервальным ценовым категориям, требующим наличия почасового учета.
Возможность экономии на платежах за мощность связана особенностями порядка определения величины потребленной мощности.
Для определения величины потребленной мощности в каждый рабочий день месяца фиксируют час суток с наибольшим потреблением электроэнергии всеми потребителями региона (час пиковой нагрузки региона). Затем по данным приборов почасового учета конкретного потребителя определяют сколько электроэнергии он потребил из сети в часы пиковой нагрузки региона. Среднее арифметическое значение этих объемов в рамках одного месяца и есть величина мощности, оплачиваемая потребителем.
Поэтому если в часы пиковой нагрузки региона потребитель прекращает потреблять электроэнергию из сети, то величина оплачиваемой им мощности становится равной нулю. Соответственно и платеж за мощность в этом случае будет равен нулю.
Час пиковой нагрузки региона не известен заранее, и определяется сложившимся фактическим потреблением региона
Существенное снижение потребления электроэнергии из сети требует существенного изменения рабочих процессов предприятия или наличия внутреннего источника энергии
При снижении потребления электроэнергии большим количеством предприятий в предполагаемый час пиковой нагрузки региона, потребление региона в этот час может снизиться на столько, что он перестанет быть часом с наибольшим за сутки потреблением, то есть пиковая нагрузка придётся на другой час
Вероятность определения заранее часа пиковой нагрузки региона
Поскольку час пиковой нагрузки региона определяется по фактически сложившемуся за сутки потреблению, он заранее не известен и для цели снижения платежей за мощность должен быть как-то предсказан.
Точность предсказания часа пиковой нагрузки региона напрямую определяет экономическую эффективность любых мероприятий по снижению платежей за мощность за счет изменения потребления электроэнергии предприятием из сети.
Самый простой способ предсказания – построение наиболее вероятного суточного распределения нагрузки на основе исторических данных. Поскольку этот метод не учитывает влияние множества факторов ежедневно и ежечасно меняющих потребности в электроэнергии всех потребителей региона, полученная с помощью него вероятность предсказания часа пиковой нагрузки региона минимальна. Тем не менее из полученных с помощью этого метода прогнозов видно, что есть регионы со стабильным и предсказуемым потреблением, а есть регионы со сложной динамикой.
Например, для Нижегородской области вероятность предсказания часа пиковой нагрузки даже таким способом составляет 68 % (см. Таблица ниже).
Повысить вероятность попадания в час пиковой нагрузки региона можно увеличив интервал «ловли» этого часа. То есть предсказывать не точный час, а интервал из нескольких часов, на котором будет зафиксирована пиковая нагрузка региона.
Например, при двухчасовом интервале для этих же регионов вероятность предсказания часа пиковой нагрузки увеличилась на 15-27 процентных пунктов.
Но в этом случае мероприятия по изменению потребления электроэнергии предприятием из сети нужно будет проводить на всем интервале часов.
Таблица. Вероятность предсказания часа пиковой нагрузки регионов методом построения наиболее вероятного суточного распределения нагрузки на основе исторических данных
Существенное снижение потребления электроэнергии из сети
Поскольку снижение величины оплачиваемой мощности равно снижению потребления электроэнергии из сети в час пиковой нагрузки региона, то обнуление платежа за мощность требует полного отключения предприятия от сети в этот час.
Некоторым предприятиям удается подстроить свои производственные процессы и снизить потребление электроэнергии от сети в нужные часы, но в большинстве случаев значительного эффекта таким способом не добиться.
Существенное снижение потребления электроэнергии от сети требует дополнительных технических решений в виде собственного источника энергии, от которого можно временно запитать нагрузку предприятия.
В качестве такого источника энергии используют генераторы, накопители или их гибриды. Стоимость применяемого технического решения, это второй фактор, который определяет экономическую эффективность мероприятий по снижению платежей за мощность.
Эффект смещения часа пиковой нагрузки региона
Поведение каждого потребителя – это вклад в общее потребление региона. Отключение от сети крупного потребителя или группы потребителей в выбранный час в небольшом регионе может заметно снизить нагрузку, а из-за этого максимальное потребление региона сложится в другой час суток.
Если анализировать исторические данные потребления Московского региона за август 2021 года, то минимальная разница между нагрузкой региона в пиковый час пиковой и следующий за ним по нагрузке час одних суток составила 479 кВт. Для Республики Чувашия это значение составило всего 38 кВт. То есть снижение нагрузки на 39 кВт любым предприятием Республики Чувашия 27.08.2021 в 11-ом часу суток в этом случае сместило бы час пиковой нагрузки с 11-ого на 12-ой час.
Влияние этого фактора на экономику проектов можно выразить через понижающий коэффициент, отражающий частоту и влияние событий, при которых предполагаемые мероприятия сместят час пиковой нагрузки региона и станут неэффективны.
Тем не менее у этого явления бывает и положительный эффект.
Например, при моделировании установки накопителя энергии мощностью 1МВт для железнодорожной компании в Нижегородской области оказалось, что снижение потребления компании из сети за счет перевода ее нагрузки на питание от накопителя энергии смещало час пиковой нагрузки в ту область суток, в которой у данной компании потребление было на 1.74 МВт меньше. То есть эффект сдвига часа пиковой нагрузки создал дополнительное снижение потребляемой мощности на 0.74 МВт.
Поэтому при оценке проектов по снижению платежей за мощность нужно моделировать не только вероятный суточный график потребления региона, но и влияние на него изменений графика нагрузки потребителя.
Итак, сколько же должен стоить накопитель энергии чтобы его использование для снижения стоимости мощности имело смысл?
Первый параметр – это комфортный срок реализации проекта. Здесь стоит помнить о ресурсе накопителя энергии. Механизм проектов снижения платежей за мощность с помощью накопителей энергии предполагает их работу в режиме 1 полного цикла заряд/разряд каждый рабочий день. То есть в год накопитель должен отработать порядка 250 полных циклов. Это означает, что накопителя энергии на основе литий-ионных LFP аккумуляторов должно хватить минимум на 12 лет работы.
Второй параметр – это темп роста стоимости мощности в течение предполагаемого срока реализации проекта. Чем выше темп роста, тем выгоднее проект. Несмотря на очень высокие темпы роста стоимости мощности в последние годы, в текущей стратегии до 2035 года предполагается темп в рамках принципа «инфляция минус», и на данный момент для расчетов он может быть принят как 3% в год.
Третий параметр – стоимость денежных средств. Поскольку срок реализации проектов по снижению платежей за мощность составляет несколько лет, используемая схема их финансирования (объем собственных денежных средств, процентная ставка по кредиту, его вид и срок, схема возврата НДС и тд) влияет на экономический результат. При отсутствии этих данных следует как минимум учитывать, что расчет не включает в себя стоимость финансирования.
Учитывая описанные выше факторы и параметры формула для расчета дохода проекта (суммарного денежного потока) без учета стоимости финансирования и дисконтирования имеет вид:
с дисконтированием (DCF метод):
где, n – количество лет реализации проекта, М – среднегодовая стоимость мощности за один месяц в базовом (предшествующем) году, i – номер временного периода (года), 
– среднегодовой темп роста стоимости мощности, r – ставка дисконтирования, 
— вероятность предсказания часа пиковой нагрузки, 
– оценка эффекта взаимного влияния изменений нагрузки потребителя и смещения часа пиковой нагрузки региона (0 – эффект не проявляется, 1 – мероприятия полностью неэффективны из-за смещения часа пиковой нагрузки, отрицательные значения коэффициента отражают положительный вклад смещения часа пиковой нагрузки в эффективность мероприятий).
Если, например, мы хотим окупить накопитель энергии за 4 года и в течение последующих 8 лет получать доход, то при средней стоимости мощности в 2021 году – 937 тыс.руб/МВт/мес, темпе роста стоимости мощности 3% в год, вероятности предсказания часа пиковой нагрузки – 82%, отсутствии взаимного влияния изменений нагрузки потребителя и смещения часа пиковой нагрузки региона, без учета стоимости финансирования и дисконтирования, затраты проекта должны быть не более 48.5 млн руб./МВт. А доход проекта после его окупаемости накопителя составит 116 млн руб.
Если указанной вероятности предсказания часа пиковой нагрузки удаётся добиться на интервале в один час, то стоимость накопителя энергии должна быть не более 48.5 млн руб./МВтч. Если достаточная вероятность достижима на интервале два часа, то накопитель должен выдавать необходимую мощность в течение двух часов, а значит и иметь емкость в два раза больше. В этом случае стоимость накопителя энергии должна быть не более 24.25 млн руб./МВтч.
Поэтому популярность таких проектов в настоящее время зависит от развития систем прогнозирования часов пиковой нагрузки регионов, а выбор интервала прогнозирования является оптимизационной задачей, поскольку его увеличение с одной стороны повышает точность прогнозирования, а с другой стороны увеличивает стоимость оборудования
Улучшить экономику проектов по снижению платежей за мощность помогает эффект масштаба – использование накопителей более 1МВт, а также использование дополнительных возможностей накопителей энергии:
функция источника бесперебойного питания (ИБП)
дополнительное участие в Demand Response (до 17% дополнительного дохода)
ценовой арбитраж (4-5% дополнительного дохода)
организация ультрабыстрой зарядки для электромобилей
использование энергии генерации на основе возобновляемых источников энергии
В целом такие проекты имеют хорошие серийные перспективы в условиях роста стоимости мощности, совершенствования систем прогнозирования и снижения стоимости накопителей энергии. А их реализация сглаживает график суточной нагрузки регионов, что положительно сказывается на энергосистеме в целом.
Источник: https://www.facebook.com/102550798114912/photos/a.104171021286223/392731542430168/?type=3