Экономические аспекты надежности электроснабжения.

При проектировании систем электроснабжения ставится и решается задача выбора критериев, обеспечивающих оптимальную надёжность. Для потребителя энергии важно оценить ущерб, которые он будет иметь из-за ненадежности энергоснабжения в случае нарушения технологического процесса и срыва поставок своей продукции. Для энергоснабжающей организаций обеспечение заданной надежности выражается в повышении капитальных затрат и ежегодных издержек на содержание резервного электрооборудования. При этом экономический ущерб является лишь частью хозяйственного ущерба, который может иметь еще социальные и экологические составляющие, не оцениваемые в денежном выражении. В связи с этим основным вопросом системного анализа надёжности является определение критерия надёжности, при котором уровень надежности, как с технической, так и с экономической точек зрения является оптимальным. Таким критерием является минимум затрат.

Функции затрат представляет собой зависимость З = f(П),

где П – абсолютный показатель надёжности (вероятность безотказной работы или наработка на отказ). Как правило, это экспоненциальная зависимость. Ее основным свойством является значительное увеличение затрат для равного повышения надежности в зоне больших надежностей, по сравнению с зоной малых.

К затратам на повышение надёжности относятся:

1. Капитальные затраты (в т.ч. строительная часть);

2. Эксплуатационные расходы (зарплата персонала, дополнительные запасные части и комплектующие изделия);

3. Стоимость электрической и тепловой энергии, покупаемой у энергосистемы или других поставщиков.

Другая экономическая составляющая надёжности – ущерб от перерывов в электроснабжении.

Затраты, обусловленные аварийными или плановыми перерывами в электроснабжении, можно рассматривать как средние дополнительные ежегодные издержки (ущерб), которые несёт предприятие помимо затрат на нормальную эксплуатацию объекта.

Функция ущерба У = f(П) является убывающей экспонентой. Ее свойство противоположно свойству функции затрат.

В случае влияния двух противоположных факторов на общий экономический критерий, необходимо найти оптимальный показатель надёжности, являющийся числовым решением экономической целевой функции надёжности:

У + З = min.

Обычно функция решается на интервале времени в 1 год.

Причины экономических ущербов: простои, недоиспользование, непроизводительный расход или уничтожение ресурсов, перерасход элементов производства, снижение качества продукции.

Ущерб делится по функциональному признаку на прямой (ущерб непосредственно хозяйству предприятия) и косвенный (убытки от несвоевременной поставки продукции потребителю или от снижения её качества). Ущерб по техническому признаку делится на основной (возникший в период аварии и приносящий убыток непосредственно во время аварии) и дополнительный (связанный с приведением к нормальным условиям производственного процесса после устранения аварии).

Составляющие экономического ущерба:1. Затраты на аварийный ремонт (восстановление) оборудования, связанные с его недоамортизацией или досрочной ликвидацией;2. Стоимость дополнительных потерь электроэнергии из-за отклонение рабочих режимов от оптимальных;3. Стоимость топлива, расходуемого на пуск энергоблоков, растопку котлоагрегатов и поддержание горения в топках во время аварийной разгрузки или останова агрегатов электростанций;4. Затраты на демонтаж и транспортировку оборудования при отправке его на ремонтный завод или завод-изготовитель;5. Дополнительные затраты электроэнергии на замещающих агрегатах;6. Затраты, связанные с содержанием резервного оборудования;7. Потери, связанные с простоем оборудования и персонала при аварийном отключении потребителей;8. Затраты, связанные с повышенными удельными расходами электроэнергии в период после ликвидации аварии;9. Ущерб из-за недоотпуска электроэнергии потребителям при отключении с предупреждением во время прохождения максимума;

10. Ущерб от внезапного отключения потребителей.

Средний ущерб энергоснабжающей организации можно оценить по формуле

,где N_i – число потребителей электроэнергии, шт; N_k – число типов аварий; λ(i,k) – средняя интенсивность аварий k-го типа, произошедших с i-м потребителем; y_n(i) – удельный ущерб на один перерыв в электроснабжении i-го потребителя (без учёта длительности отключения); y_ч(i) – удельный ущерб от одного часа перерыва в электроснабжении i-го потребителя; τ (i,k) – время восстановления i-го потребителя после k-го типа аварии.

Формула имеет две составляющие: постоянная y_n(i), которая характеризует основной ущерб только от события отключения электроэнергии и переменная 8760y_ч(i)τ (i,k). Последняя зависит от времени перерыва в электроснабжении и длительности восстановления.

Затраты на сооружение и эксплуатацию энергетического объекта определяются по формуле

,где T – годы строительства объекта; р_нt – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений t-го года (в энергетике, при нормативном сроке службы 8 лет р_н = 0,125); К_t – капиталовложения t-го года; р_нп – нормативный коэффициент приведения разновременных затрат, определяемый финансовой политикой государства для каждой отрасли (в энергетике р_нп = 0,08).

Окончательный вариант проектного решения определяется путем комплексного технико-экономического сравнения (по критериям надежности и экономичности). При этом практически неразличимыми считают варианты, у которых значения З различаются менее, чем на 5%, а значения У – менее, чем на 10%.