Оценка ущерба потребителя при нарушении электроснабжения

Для потребителя энергии важно оценить реальные затраты, которые он будет иметь из-за ненадежности энергоснабжения и которые он мог бы закладывать в договорные отношения с энергоснабжающей организацией с одной стороны и со смежными предприятиями в случае срыва поставок своей продукции с другой стороны.

Если исходить из того, что количество выпускаемой предприятием продукции (и его доход) пропорционально полученной электроэнергии:

П = k? W = k? Nср.? tраб. (3.1).

то основная составляющая ущерба будет пропорциональна снижению производительности:

У (t) = ?П = k?? W = k? Nср. ?tогр., (3.2).

где Nср. — средняя потребляемая мощность, кВт?

tраб. — нормативное время работы потребителя, час?

tогр. — время нарушения электроснабжения (время ограничения), час?

Таким образом, можно выделить следующие существенные факторы, определяющие величину ущерба:

• · тип потребителя и характер его производства?
• · величину недополученной электроэнергии (?W)?
• · глубину ограничения по мощности (?P)?
• · время ограничения (tогр.)?
• · момент наступления ограничения (степень внезапности)?
• · наличие технологических и иных резервов.

Кроме того, перерыв электроснабжения приводит к нарушению технологического процесса, простою рабочих и оборудования, недоиспользованию, непроизводительному расходу или уничтожению сырья, снижению качества продукции и т. п.

Для начала рассмотрим простейший случай, когда фактор внезапности нарушения отсутствует. Предположим, что факт ограничения рассматриваемого потребителя известен с заблаговременностью, достаточной для принятия всех необходимых мер по предотвращению срыва технологического процесса, брака продукции, поломки оборудования и т. д. Таким образом, останется только та часть ущерба, которая возникает в любом случае. Эту составляющую будем обозначать основным ущербом.

Можно предположить, что эта составляющая зависит от типа потребителя, величины недополученной энергии и наличия у потребителя технологических и иных резервов. Здесь возможны четыре характерных случая:

• 1. незначительный ущерб — величина резервов у потребителя достаточна для того, чтобы компенсировать недовыработанную за время ограничения продукцию и не нарушать режим работы смежных предприятий?
• 2. высокая тяжесть ущерба — невосполнимая для экономики? резервов у потребителя нет, он простаивает, не вырабатывает продукцию и недопоставляет ее смежным предприятиям?
• 3. средняя тяжесть ущерба — промежуточное состояние между двумя рассмотренными выше?
• 4. максимальная тяжесть ущерба (недопустимая на практике) прекращая работу, потребитель создает угрозу жизни людей или глубокий ущерб окружающей среде, который оценить в денежном выражении практически невозможно.

Таким образом, расчетный экономический ущерб потребителя от перерыва электроснабжения имеет две составляющих [11]:

У =У' +У", (3.3).

где У ' - первичный ущерб, вызванный перерывом электроснабжения данного потребителя (предприятия или технологического агрегата), руб.

У" - вторичный ущерб в результате вынужденного простоя следующей технологической ступени или смежного предприятия, руб.

В приближенных расчетах и при проектировании удобно пользоваться относительной величиной удельного ущерба на единицу потребляемой электроэнергии или на единицу продукции, которая является примерно постоянной для родственных предприятий каждой отрасли:

а) если известна величина удельного ущерба уt, руб. / ед.прод.:

У' = (уt ТВ.расч. щрасч.)П = уt? kп.? П, (3.4).

где щрасч. — расчетная интенсивность аварийных перерывов электроснабжения (параметр потока отказов системы), год1 ?

ТВ.расч. — расчетное время ликвидации аварии, час?

П — средняя производительность предприятия, ед.прод./ час?

kп. — коэффициент простоя (kп. = ТВ.расч. щрасч.= 1 kГ.).

б) если известна величина удельного ущерба уt /W, руб. / кВт*ч:

У' = (уt/W ТВ.расч. щрасч.)Nср. = (уt/W ТВ.расч. щрасч.) (3.5.).

где Nср — средняя электрическая нагрузка предприятия в нормальном режиме, кВт?

Wрасч. — расчетное электропотребление предприятия в нормальном режиме, кВт*ч / год?

Wфакт. — фактическое электропотребление предприятия при нарушении электроснабжения, кВт*ч / год?

Аналогично определяется вторичный ущерб:

У" = (у" t? ТВ щрасч.) П", (3.6).

У" = (у" t/W ?ТВ щрасч.) (3.7).

где у" t — удельный ущерб, связанный с длительностью простоя вторичного производства, руб. / ед. прод. [12]?

у" t/W — удельный ущерб, связанный с простоем (недопотреблением электроэнергии) вторичного производства, руб. / кВт*ч [17]?

?ТВ — простой вторичного производства (?Тв. = Тв.? Т" кр.), час?

Т" кр. — максимально допустимое (критическое) время перерыва первичного производства без ущерба для вторичного, час [11].

Ущерб потребителя, связанный с нарушением технологического процесса, повреждением технологического оборудования и сырья при непредсказуемом аварийном отказе электроснабжения называется ущербом внезапности.

Для его оценки рассмотрим предприятие в виде упрощенной модели, на входе которой имеем сырье и электроэнергию, а на выходе — готовую продукцию (рисунок 3.2). В общем случае нагрузка потребителя состоит из электроприемников аварийной брони, технологической брони и прочих.

Потеря питания электроприемников аварийной брони связана с повреждением оборудования, инструмента, возможностью взрывов, пожаров и других аналогичных последствий. Однако, учитывая что нагрузка аварийной брони составляет относительно небольшую величину и имеет многократное резервирование от нескольких независимых источников, ее можно в дальнейшем исключить из рассмотрения.

Внезапные отключения электроприемников технологической брони приводят к порче сырья и потере продукции (если время ограничения больше допустимого, после которого наступает срыв технологического процесса), а также к затратам времени и ресурсов на восстановление нормального технологического режима.

Если рассматривать в качестве эквивалента расход электроэнергии как в уравнении (3.1), то ущерб внезапности можно записать в виде:

где Wр.цикл. — непроизводительный расход энергии на незавершенный технологический цикл, кВт*ч?

Wвосст. — затраты энергии на восстановление нормального технологического процесса, кВт*ч?

Wрез. — имеющиеся резервы мощности (Wрез. = N рез. t рез.), кВт*ч?

Wуд. — удельный расход энергии в нормальном режиме, кВт*ч/ ед.прод.

В практических расчетах надежности удобно пользоваться удельными величинами ущерба, отнесенного либо к мощности технологической брони, В итоге полный экономический ущерб потребителя можно определить по формулам:

У' = г · (y0 + yt Tв.расч.) · щрасч. П, (3.10)).

где у0 — составляющая удельного ущерба, связанная с фактом потери питания, руб. / (перерыв Ч ед.прод.)?

г — коэффициент, учитывающий степень ограничения производства при перерывах электроснабжения.