- •Учебное пособие «Измерение и учет электроэнергии»
- •Измерения в электрических цепях Измерения Общее понятие измерений
- •Измерение физических величин
- •Классификация измерений
- •Метрология
- •Законодательное и организационное направление метрологии
- •Эталоны и образцовые средства измерений
- •Погрешности измерений
- •Средства измерений
- •Классификация средств измерений
- •Техническое назначение средств измерений
- •Метрологические характеристики
- •Неметрологические характеристики
- •Поверка средств измерений
- •Виды поверки
- •Методики выполнения измерений
- •Измерительные приборы Классификация приборов:
- •Состав измерительных приборов и преобразователей
- •Отсчетные устройства
- •Классификация электроизмерительных приборов
- •Типы электроизмерительных приборов
- •Магнитоэлектрический измерительный механизм
- •Электромагнитный измерительный механизм
- •Электродинамический измерительный механизм
- •Ферродинамический механизм
- •Электростатический механизм
- •Индукционный механизм
- •Вибрационный (язычковый) механизм
- •Биметаллический механизм
- •Измерение тока
- •Измерение напряжения
- •Измерительные трансформаторы
- •Электроизмерительные клещи
- •Измерения в трехфазных цепях
- •Измерение мощности
- •Измерение сопротивления
- •Измерение коэффициента мощности
- •Измерение частоты и фазы
- •Цифровые измерения Микропроцессоры и микропроцессорные системы
- •Измерения в электроэнергетических системах
- •Общие правила проведения измерений в электроэнергетике
- •Регистрация электрических величин в аварийных ситуациях энергосистемы
- •Организация учета электрической энергии Типовая технологическая схема производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии
- •Электроэнергия как товар. Структура цены электроэнергии.
- •Общие требования к учету электроэнергии
- •Учет электроэнергии на промышленных предприятиях и в бытовой сфере
- •Субъекты отношений в сфере коммерческого учета
- •Оптовый рынок ээ и мощности
- •Розничный рынок ээ
- •Тарифы, тарифные политики
- •Параметры счетчиков электроэнергии
- •Нормативная база счетчиков электроэнергии
- •Принцип работы счетчиков
- •Применение датчиков в счетчиках электроэнергии
- •Преимущества электронного счетчика
- •Защита от грозовых импульсов
- •Места установки приборов учета
- •Счетчики для коммерческого и технического учета
- •Эксплуатация и поверка приборов учета энергии
- •Общие сведения о системах аскуэ Назначение аскуэ
- •Понятия и термины аскуэ
- •Цели и задачи применения аскуэ
- •Виды аскуэ
- •Структура аскуэ
- •Аскуэ как часть одна из систем, применяемых на объектах электроэнергетики
- •Этапы создания аскуэ
- •Проектирование аскуэ
- •Выбор оборудования для построения аскуэ
- •Класс качества
- •Зарубежный опыт применения аскуэ
- •Интерфейсы. Каналы и линии связи
- •Функции и принцип работы успд
- •Серверы сбора информации
- •Примеры комплекса технических средств (ктс) для построения систем аскуэ
- •Примеры аскуэ для различных групп потребителей.
- •Структура системы учета энергоресурсов на основе технологии Smart Grid
- •Нормирование потребления энергоресурсов
- •Структура электроэнергии в электрических сетях
- •Методы сокращения коммерческих потерь
- •Нормирование потерь электроэнергии
- •Хищения электроэнергии
- •Показатели качества электроэнергии
- •Энергоаудит
- •Энергетическая стратегия России на период до 2030 года
- •Приборное обеспечение энергетических обследований
- •Энергетический паспорт
- •Характеристика потребления электроэнергии предприятиями и организациями
- •Энергосбережение
- •Возможные пути повышения энергоэффективности
- •Меры направленные на энергосбережение Снижение потерь в электросети
- •Экономический расчет энергоэффективности
- •Альтернативная энергия
- •Достоинства:
- •Недостатки
- •Список рекомендуемой литературы
Электроэнергия как товар. Структура цены электроэнергии.
В 60-70-е годы, началось формирование распределительных электрических сетей районов. Все что строилось тогда: сети, подстанции и т.д. – вполне отвечали требованиями промышленности и быта населения. Энергетики закладывали запас на 5-10 лет с перспективой развития региона.
Однако за десятилетия электрические мощности бытовых потребителей выросли в несколько раз, и пропускная способность сетей стала явной недостаточной.
Характерные приметы современного общества: активная индустриализация общества, рост автоматизации производства, внедрение высокоточного оборудования – предъявляют высокие требования к характеристикам потребляемой электроэнергии. А между тем – это особый товар, который, если что не так, обменять у продавца не получится. Качество электроэнергии зависит не только от поставщика, но, и, что нередко происходит, от самого потребителя, в лице которого выступают управляющие компании и промышленные предприятия.
В результате снижения качества электроэнергии чаще всего возникают следующие проблемы: кратковременные перепады, резкие провалы напряжения. ГОСТ регламентирует 11 показателей качества электроэнергии. Самый проблемный показатель – это величина напряжения. Мы можем регулировать отклонения напряжения во внешних сетях, а внутридомовые сети это зона ответственности управляющих компаний, которые должны осуществлять контроль состояния внутридомовых электрических сетей. Поставщик электроэнергии в пределах возможного поддерживает частоту и напряжение электрического тока в точке присоединения, однако величина тока каждой из трех фаз, потребляемого из сети, у каждого потребителя определяется состоянием внутридомовых сетей.
До 90-х годов 20 вв. в условиях государственного планирования энергопотребления баланс экономических интересов производителей и потребителей ЭЭ сводился на уровне государственных планов, при этом потребитель должен был получать запланированное количество ЭЭ в удобное для него время. Поэтому основное назначение электроэнергетической отрасли состояло в надежном, бесперебойном энергоснабжении потребителей в запланированных объемах. Для достижения этой цели осуществлялось управление процессом производства, передачи и распределения электроэнергии.
ЭЭ рассматривалась, прежде всего, как физическая субстанция, поэтому первоочередным (и единственно необходимым) средством управления энергопотреблением являлась автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ), выполняющая роль регулятора потоков ЭЭ в процессе ее производства, передачи и распределения.
Среди прочих возможных определений электроэнергии можно представить такие:
электроэнергия – это товар (продукт);
электроэнергия – это одно из составляющих конечного продукта/услуги (свет, тепло, связь и т. п.).
Выбор той или иной концепции определяет ценностную составляющую электроэнергии как предмета товарно-рыночных отношений, а также возможные варианты развития данных отношений и технологий, поддерживающих эти отношения.
Если рассматривать электроэнергию как товар, которым можно торговать (что сейчас активно и происходит, правда с некоторыми оговорками и ограничениями), то вполне закономерно развитие и технологий торговли (биржевая торговля, фьючерсы, опционы, страховой рынок и т. п.), и технологий обеспечения производства и потребления данного товара (в нашем случае Smart Grid) во всем их разнообразии. В этом случае ситуация, когда группа людей объединится в некий кооператив, купит, например, ветрогенератор, будет обеспечивать себя электроэнергией и продавать излишки через сбыт или биржу вовне – выглядит вполне реально и привлекательно. Конечно, без подготовки технологической (стоимость ветрогенератора, технология взаимодействия Microgrid с центральной сетью и т. д.) и организационной (правила розничного рынка, развитость сбытовой деятельности, государственная поддержка и т. д.) инфраструктуры реализовать даже такой относительно простой пример едва ли удастся.
С другой стороны, электроэнергия не является конечной целью для потребителя. Потребителю интересны освещение, тепло, работы электоаппаратуры и т. д. Покупая, например, телефон, потребитель ценит конечный товар, то есть телефон. Безусловно, важно качество материалов, из которых сделан товар. Поэтому потребитель осознает, что материал, из которого сделан экран телефона, участвует в ценообразовании, и качество этого материала – немаловажный аспект. Но конечную роль играет сам товар в целом, со всем комплексом потребительских свойств. Подобные механизмы могут вполне транслироваться и на электроэнергию, когда конечному потребителю продается не количество кВт·ч, а свет, тепло, возможность слушать музыку, пользоваться кондиционером и пр. Элементы этих механизмов прослеживаются уже сейчас: ограничение нагрузки не лишает потребителя возможности использовать электроэнергию вообще, но ограничивает его возможности в части этого использования (свет гореть будет, а вот обогреватель или чайник уже не заработают).
И в том, и в другом случае надежность и эффективность работы энергосистем и ключевая роль оперативно-диспетчерского управления не оспариваются.
В период перехода к рыночной экономике ЭЭ становится полноценным товаром – объектом купли-продажи. Поскольку процесс купли-продажи завершается только после оплаты (реализации), ЭЭ как товар выражается:
количеством,
стоимостью.
При этом основными рыночными параметрами становятся количество полезно отпущенной ЭЭ и ее оплаченная стоимость, а формирующиеся розничный и оптовый рынки ЭЭ представляют собой по сути рынок полезно потребленной ЭЭ.
Электроэнергия обладает особенностями, обусловленными её физическими свойствами, которые необходимо учитывать при организации рынка:
совпадение во времени процессов производства и потребления электроэнергии и равенство объема выработанной и потреблённой электроэнергии в каждый момент времени;
невозможность запасания электроэнергии в достаточных количествах;
невозможность заранее точно оговорить объемы генерации и потребления;
невозможность с физической точки зрения определить, кто произвёл электроэнергию, использованную тем или иным потребителем.
На других рынках товарной продукции кратковременный дисбаланс между производством и потреблением не приводит к потере устойчивости рынка, поскольку может быть устранён за счет складских запасов или товаров-заменителей. Рынок электроэнергии может нормально функционировать только при условии, что в каждый момент времени обеспечивается баланс производства и потребления.
Таким образом, рынок электроэнергии своеобразен. Ситуация не изменяется от того, производится ли оплата потребляемой электроэнергии в кредит или после фактического потребления. Продавец заранее не может знать, о каком объеме потребления он будет договариваться с покупателем.
При этом ничего не изменяется также, если в цепочке «производитель-потребитель» возникают дополнительные звенья, например распределительные компании.
В более широком плане особенностью электроэнергетики является то, что при нормальной работе электроэнергетической системы производители выступают перед потребителями как единый производитель, а все потребители выступают перед производителями как один потребитель. Это особенно наглядно проявляется на стадии образования электроэнергетических систем. В результате системной аварии подача электроэнергии прекращается ко всем потребителям. Чтобы этого не происходило, диспетчер обязан обеспечить необходимый баланс между потреблением и производством электроэнергии. На случай аварий в энергосистемах устанавливается специальная автоматика, отключающая при снижении частоты менее важных потребителей.
На практике производители и потребители электроэнергии допускают отклонения от своих обязательств по генерации и потреблению электроэнергии. Поэтому приходится вводить избыток (резерв) генерирующих мощностей. Необходимость оперативного балансирования энергосистемы в условиях переменной нагрузки требует наличия маневренных электростанций, способных быстро и в широких пределах менять величину выработки электроэнергии.
Развитие рынка ЭЭ предполагает экономический метод управления – рассмотрение энергопотребления как главного звена, управляющего рынком ЭЭ, который в свою очередь представляется совокупностью:
- собственно технологического процесса (производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии),
- учетно-финансового процесса энергопотребления,
- политико-экономического (отражающего текущую политику в области энергоиспользования).
Это и является предпосылкой для управления рынком ЭЭ посредством создания АСКУЭ.
Электрическая энергия (мощность), полученная преобразованием сырьевых энергетических запасов, сама является предметом купли-продажи т.е. товаром для последующего использования.
Как любой предмет (товар) являющийся результатом производственной операции, э/э имеет цену калькулируемую в соответствии с технологией производства.
Приведем основные принцы построения цены на электроэнергию на этапах ее производства, передачи и распределения.
Структура себестоимости производства и передачи э/э складывается следующим образом.
-стоимость сырья (топлива) и вспомогательного материала;
-амортизация оборудования;
-собственное потребление и технологические потери;
- потери э/э в ЛЭП при транспортировании;
-зарплата основных и вспомогательных рабочих;
-накладные расходы;
-налоговые отчисления.
Отпускная цена ЭЭ складывается из себестоимости и установленной рентабельности.
И, к сожалению, рост цен на электроэнергию неизбежен при любом сценарии. По мнению отдельных авторитетных представителей профессионального сообщества, цена на электроэнергию должна повыситься в 5…6 раз. Решение вопроса с износом основного оборудования и тем более развитие интеллектуальной составляющей энергосистем требует внушительных вложений. В любом случае часть этих затрат будет транслирована на потребителя, что влечет за собой рост ценности товара – электроэнергии.
При принятии концепции «электроэнергия – товар» к ключевым аспектам развития концепции Smart Grid можно отнести:
учет электроэнергии. Как и в любых товарно-денежных отношениях учет товара от стадии производства до стадии потребления (использования и утилизации). При этом будет учитываться количество, качество, характер происхождения (кто производитель, насколько экологично производство и т. п.);
хранение электроэнергии. Большинство товаров от стадии производства до стадии потребления проходят этапы хранения. Электроэнергия в этом плане исключение: генерация и потребления в общем случае должны быть синхронными процессами. С развитием ВИЭ, Microgrids, EV (элеткромобили) и т. п. мы непременно придем к хранению электроэнергии в промышленных масштабах. Тренд очевиден уже сейчас. Безусловно, это станет стимулом к развитию новых технологий накопителей электричества большой емкости;
надежная, гибкая высокоскоростная связь между потребителем и поставщиком;
широкий спектр сырья для производства электроэнергии, а также методов производства. Для устойчивого развития рыночных отношений и возможности формирования более гибких предложений как по цене, так и по характеру поставщикам электроэнергии должны быть доступны широкие возможности по использованию источников генерации. Сосредоточение только на углеродном сырье или атомной энергетике накладывает существенные ограничения;
надежная поставка электроэнергии. К этому вопросу относится весь спектр технологических решений (силовое оборудование, средства автоматизации и т. п.), способствующих надежной гарантированной поставке товара – электроэнергии. При этом уровень надежности поставки тоже может быть оценен и предложен в качестве дополнительной опции;
развитая инфраструктура, сервисы:
продажа, сбыт (биржа, финансовые инструменты…);
страхование, например, от сбоев в электроснабжении или плохого качества электроэнергии. В настоящее время, по крайней мере, в России довольно трудно получить (в ряде случаев невозможно) компенсацию ущерба в связи с отключениями или некачественной электроэнергией;
обслуживание.
Таким образом, указанный вектор развития технологий интеллектуальной энергетики достаточно полно отражает имеющиеся в настоящее время в мире инициативы.
