Электрическая энергия в энергетическом балансе общежитий вузов занимает 30–40 % от общего потребления. В связи с проводимой в последние года активной политикой энергосбережения и соответственно реализацией ряда мероприятий в вузах (установка высокоэффективных осветительных приборов, насосного оборудования, систем регулирования и т.д.) [5] потребление электрической энергии снизилось по отношению к базовым значениям более чем на 3 % в год. Однако из-за роста числа бытовой техники, кондиционеров, электрических обогревателей удельная величина электропотребления остается достаточно высокой [3].
Существенным шагом в снижении удельной величины электропотребления в общежитиях вузов является постоянный мониторинг количества и качества электрической энергии с использованием современных анализаторов количества и качества электропотребления [2]. Применение последних позволяет проводить более глубокий анализ электропотребления, на основе которого можно получать научно обоснованные методики для дифференциации тарифов внутри вузов, введение которых будет являться значительной мотивацией в снижении электропотребления [1].
Материалы и методы исследования
На примере десяти общежитий ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» приведены результаты анализа режимов электропотребления, полученные специалистами УНЦ «Мордовский центр энергосбережения» с использованием анализаторов количества и качества электропотребления типа AR5-L. Анализаторы качества и количества электрической энергии AR5-L устанавливались на каждом общежитии в ВРУ на сутки, регистрация и запись параметров осуществлялась через каждые 2,5 минуты.
Основными целями приборного обследования режимов электропотребления в общежитиях ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» являлось:
– определение фактической величины удельного энергопотребления для конкретных общежитий;
– получение объективных данных о параметрах работы сети;
– выявление основных факторов, приводящих к ненормальным режимам работы электрической сети.
Результаты исследования и их обсуждение
В табл. 1 приведены удельные показатели потребления электрической энергии по обследуемым объектам, полученные на основании узлов коммерческого учета.
Таблица 1
Удельные показатели потребления общежитий ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарёва»
№ п/п |
Наименование общежития |
Год постройки |
Потребление, кВтч |
Кол-во проживающих |
Общая площадь, м2 |
Удельный показатель кВтч/чел. |
Удельный показатель кВтч/м2 |
1 |
№ 1 |
1993 |
60222,3 |
507 |
9679 |
118,8 |
6,2 |
2 |
№ 3 |
2009 |
11445,89 |
376 |
6325 |
30,4 |
1,8 |
3 |
№ 4 |
2009 |
376426,2 |
651 |
6447 |
578,2 |
58,4 |
4 |
№ 5 |
1990 |
287651,5 |
427 |
5598 |
673,7 |
51,4 |
5 |
№ 7 |
1980 |
210600 |
183 |
4439 |
1150,8 |
47,4 |
6 |
№ 8 |
1974 |
187878 |
490 |
6315 |
383,4 |
29,8 |
7 |
№ 9 |
1976 |
83745,37 |
118 |
2957 |
709,7 |
28,3 |
8 |
№ 10 |
1979 |
56786,72 |
626 |
6554 |
90,7 |
8,7 |
9 |
№ 11 |
1982 |
154286,8 |
598 |
6731 |
258,0 |
22,9 |
10 |
№ 12 |
1988 |
198280 |
526 |
10098 |
377,0 |
19,6 |
Как видно из табл. 1, показатели потребления электроэнергии в общежитиях, как на человека, так и на единицу площади, отличаются в разы, что свидетельствует о значительном потенциале энергосбережения. Отдельно был произведен анализ показателей годового потребления и затрат на энергоносители в динамике за 2013–2015 гг. В табл. 2 представлены сведения о потреблении и затратах на электроэнергию.
Таблица 2
Сведения о потреблении и затратах на электроэнергию за 2015 год
Месяц |
Потребление электроэнергии, тыс. кВтч |
Затраты на электроэнергию, тыс. руб. (с НДС) |
Январь |
440 |
839,131 |
Февраль |
450,047 |
854,337 |
Март |
303,12 |
576,681 |
Апрель |
306,065 |
583,055 |
Май |
289,028 |
543,011 |
Июнь |
189,772 |
355,009 |
Июль |
262,299 |
496,217 |
Август |
203,335 |
374,072 |
Сентябрь |
286,305 |
535,511 |
Октябрь |
289,012 |
546,816 |
Ноябрь |
282,848 |
543,325 |
Декабрь |
187,369 |
375,345 |
Всего |
3489,2 |
6622,51 |
Как видно из табл. 2, наибольшее месячное потребление электрической энергии приходится на наиболее холодное время (январь и февраль) когда температурный режим в помещениях общежитий и учебных корпусах доводится до комфортных значений за счет электрических обогревателей. Выявить конкретные причины роста электропотребления в конкретном общежитии стало возможно только после установки анализаторов количества и качества электрической и анализа суточных графиков электропотребления за характерные зимние сутки 2015 г. Характерные графики активной мощности для трех общежитий (№ 12, 3 и 10) представлены и на рис. 1, 2, 3 соответственно.
В результате анализа динамики электропотребления, а также инструментальных замеров были составлены балансы активной мощности и энергии. Фактическая потребленная энергия в базовом году (2015 г.) составила 3489,2 тыс. кВтч. В структуре электрического баланса общежитий наибольшая доля принадлежит освещению – 63 %. Из представленных графиков (рис. 1–3) видно, что загрузка сетей общежитий неравномерна, присутствует существенный перекос нагрузок фаз. Вследствие чего происходят существенные потери в нулевом проводнике и наиболее перегруженной фазе.
Далее для анализа характера качества потребления электрической энергии в общежитиях ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н.П. Огарева» предложена нижеследующая методика дифференциации тарифа [4], учитывающая как отклонение удельного электропотребления от базового значения, так и равномерную загрузку электрической сети. Для реализации данной методики необходимо просортировать графики нагрузки активной мощности по уровням и определить их продолжительность, которая вытекает из нижеследующей системы уравнений, составленных для групп однотипных потребителей:
Рис. 1. Суточный график активной мощности (общежитие № 12)
Рис. 2. Суточный график активной мощности (общежитие № 10)
Рис. 3. Суточный график активной мощности (общежитие № 3)
Рис. 4. График загрузки сетей общежития № 3
Рис. 5. График загрузки сетей общежития № 10
Рис. 6. График загрузки сетей общежития № 12
По результатам сортировки построены графики загрузки сетей (рис. 4–6).
Критерием эффективного использования электрической энергии в этом случае может быть норма нагрузки, которая легко определяется по данным равномерности загрузки графика:
Предельное значение τ = 24 ч, что соответствует равномерной загрузке, при которой величина потерь будет минимальной. В результате вычисления значений по предложенной методике получили следующие значения: общежитие № 1 , общежитие № 3
, общежитие № 4
, общежитие № 8
, общежитие № 10
, общежитие № 11
, общежитие № 12
, общежитие № 13
, общежитие № 14
.
Как видно из результатов расчета, фактическая величина нормы длительности загрузки активной мощности находится в диапазоне . При этом наибольшее значение
принадлежит суточному графику активной мощности для общежития № 3. Следует отметить, чем выше
для конкретного общежития, тем более дисциплинированными являются проживающие в данном общежитии и, следовательно, их величина тарифа на электрическую энергию должна зависеть от этой величины. Поэтому если следовать данной методике, то необходимо выбрать базовые общежития, например общежитие № 3 у которого будет надбавка 1, а у других величина базового тарифа должна быть установлена с учетом поправки на отклонение
. С учетом величины нормативного удельного потребления конечные величины тарифа могут быть рассчитаны по формуле
Ci = Cбδτiδwi, руб./кВтч,
где Cб – базовая ставка тарифа, руб./кВтч; δτi – поправочный коэффициент, равный отношению ; δwi – поправочный коэффициент, учитывающий отклонение величины условного потребления конкретного общежития от нормы:
Величина qwH может быть принята как фактически усреднённое значение для группы однотипных общежитий с коэффициентом 0,9, т.е. 0,9qwH.
Выводы
Научно обоснованный тариф за электрическую энергию приведен в табл. 3.
Таблица 3
Результаты расчета научно обоснованного тарифа за электрическую энергию
№ п/п |
Наименование объекта |
Поправочный коэффициент δτi |
Поправочный коэффициент δwi |
Базовая ставка тарифа Cб, руб./кВтч |
Величина тарифа Ci, руб./кВтч |
1 |
Общежитие № 1 |
0,95292647 |
0,39459935 |
2,18 |
0,81973269 |
2 |
Общежитие № 3 |
1 |
1 |
2,18 |
2,18 |
3 |
Общежитие № 4 |
0,70282579 |
1,92090481 |
2,18 |
2,94313396 |
4 |
Общежитие № 8 |
0,85927218 |
1,27375775 |
3,12 |
3,41485432 |
5 |
Общежитие № 10 |
0,95097172 |
0,30135572 |
3,12 |
0,894132 |
6 |
Общежитие № 11 |
0,89258739 |
0,85710608 |
2,18 |
1,66779174 |
7 |
Общежитие № 12 |
0,91276031 |
1,25227628 |
2,18 |
2,49180124 |
8 |
Общежитие № 13 |
0,81501381 |
1 |
2,18 |
1,7767301 |
9 |
Общежитие № 14 |
0,7669816 |
1 |
2,18 |
1,67201988 |
Результаты расчета тарифа на электрическую энергию по предлагаемой методике для девяти общежитий показали, что увеличение тарифа предполагается на трех (увеличение нагрузки связано с использованием дополнительных электрических обогревателей), на одном без изменений, а на остальных уменьшение.
Библиографическая ссылка
Левцев А.П., Лысяков А.И., Кручинкина О.А., Цыцарева Е.И. СУТОЧНЫЕ ГРАФИКИ ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ КАК ОСНОВА СОЗДАНИЯ НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ ТАРИФОВ ДЛЯ ОБЩЕЖИТИЙ // Современные наукоемкие технологии. – 2016. – № 4-1. – С. 25-29;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=35768 (дата обращения: 17.08.2024).