Онлайн консультация
+7-495-142-0816 Гарантия качественного электроснабжения Распродажа силовых трансформаторов!
Информация Каталог Цены Статьи Новости Контакты

Заполните онлайн-опросный лист.
Либо свяжитесь с нами
любым удобным способом.

Наши статьи

Обновлено: 01.02.2015
Методология прогнозирования...

Ценологическая парадигма - ключ к РАЗВИТИЮ энергоэффективных распределительных электросетей

Ю.М. Савинцев, кандидат технических наук,

Генеральный директор ООО «ЭТК «Русский трансформатор»

В настоящей статье обобщены данные многолетних исследований автором сложных электротехнических систем – электрики (в терминологии профессора Б.И. Кудрина) на базе ценологической парадигмы, обоснованной и развиваемой российскими учеными Б.И. Кудриным, В.И. Гнатюком, В.К. Лозенко, В.В. Фуфаевым[1,2,3,4,5]. Определены методологические подходы к развитию энергоэффективных распределительных электросетей в России, и выделены техноценозы: «Система электроснабжения промышленности», «Система электроснабжения нефтедобычи», «Система электроснабжения ЖКХ», «Система электроснабжения сельского хозяйства», «Система электроснабжения транспорта и связи». На базе разработанных автором математических моделей получены количественные значения объемов и номенклатуры парка силовых трансформаторов, требуемых для обеспечения развития энергоэффективных распределительных электросетей в ближайшие годы. 

Сегодня можно со всей определенностью утверждать, что происходящие революционные материальные и информационные изменения глобальной энергетики существенно влияют на будущее нашей цивилизации, которая есть ЦИВИЛИЗАЦИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ. В этих условиях обеспечение энергетической безопасности России требует новых постановок и решений как вопросов эффективности ТЭК (включая производство электроэнергии, ее транспортировку, трансформацию и распределение), так и вопросов эффективности использования электроэнергии потребителем.  В комплексе электроэнергетики конечным и главным является потребитель, и  в разрабатываемом комплексе мер необходимо учитывать классификацию потребителей по уровню системы электроснабжения, зафиксировать различие требований к квартире, мелкому бизнесу и абоненту, потребляющему в год миллиарды киловатт-часов. Поэтому следует учитывать, что субъекты электроэнергетики, изготовители электротехнической продукции и субъекты электрики (электрические хозяйства предприятий) несут солидарную ответственность за то, что экономика России является одной из наиболее энергоемких в мире по любому агрегированному показателю. В 2005 г. по показателю объема производства потребление энергии в России составляло 0,42 кг нефтяного эквивалента (кг.нэ) на 1 долл. ВВП; по этому показателю Россия занимала 12 место в списке из 121 стран мира. В таблице 1 приведено сравнение России с другими странами по потреблению энергии на 1 долл. ВВП [6]. 

Таблица 1.

Страна

Совокупный объем энергопотребления (млн. тнэ)

Кг.нэ / ВВП

По показателю кг.нэ/ ВВП

Соединенные Штаты

2340,29

0,19

58

Китайская Народная Республика

1717,15

0,20

55

Россия

646,68

0,42

12

Индия

537,31

0,14

87

Япония

530,46

0,14

92

Германия

344,75

0,14

90

Франция

275,97

0,14

88

Канада

271,95

0,25

33

Великобритания

233,93

0,12

101

Корея

213,77

0,20

53

 

 

В 50-60 годы XX века в тогдашнем СССР стал очевидным факт быстрого насыщения любых объектов различными электротехническими изделиями и необходимость удовлетворения быстрого роста электропотребления. Стало очевидным также, что появились новые объекты, по свойствам отличающиеся от единичного электротехнического изделия и от объектов электроэнергетики. Практика неотвратимо заставила иметь дело с сообществами изделий, которые однозначно являлись структурами элементов технической реальности, - ТЕХНОЦЕНОЗАМИ [7,8]. Теория техноценозов была создана и оформлена в 70-е годы выдающимся российским ученым, профессором Борисом Ивановичем Кудриным (результаты изложены в [1,2]), а впоследствии развита его коллегами и учениками [3,4,5]. Как видим, первоначальный этап освоения теории составил целых  30 лет, но достаточно широкое ее применение с начала XXI в. позволяет говорить о её признании и перспективности. Главным же остаётся пока необходимость овладения ценологическими представлениями для обеспечения на практике энергетической безопасности страны, решения актуальных задач эффективности использования электрической энергии и организации энергетического менеджмента. 

Ценологические модели используют свойство структурной устойчивости техноценоза и прогнозируемости количественных соотношений между численностью и объёмами элементов системы. При этом оперирование с распределением в целом позволяет решать практические задачи определения параметров электропотребления, нормирования и энергосбережения, изменения организации электроремонта и повышения эффективности электрического хозяйства в целом и по отдельным составляющим. В частности, легко решается вопрос о количестве и номенклатуре силовых распределительных трансформаторов, обеспечивающих развитие сети электроснабжения в энергоэффективном, энергосберегающем ключе. 

Типовая схема электроснабжения потребителей представлена на рисунке 1  [9].

На основе представленной типовой схемы были выделены следующие техноценозы: «Система электроснабжения промышленности» (I), «Система электроснабжения нефтедобычи» (II), «Система электроснабжения ЖКХ» (III), «Система электроснабжения сельского хозяйства» (IV), «Система электроснабжения транспорта и связи» (V). 

Устойчивый характер структуры указанных техноценозов был практически подтвержден анализом трансформаторных хозяйств Холдинга МРСК, а также крупных нефтедобывающих компаний. 

Структура техноценоза, а именно: количество трансформаторов каждой мощности, - определяется формулой (1) ,  

Где :
W1   -    константа ранговидового распределения -  количество трансформаторов первого ранга (группы наибольшей численности); 
β -     характеристический показатель ранговидового распределения;
ri -    ранг (порядковый номер) группы трансформаторов (популяции); i
Wi -   количество трансформаторов ранга (порядкового номера) i

Для всех трансформаторных хозяйств характеристический показатель оказался равным β =1,42. Значение константы распределения  W1  изящно определяется, исходя из суммарного ресурса – суммарной мощности, которую должен трансформировать техноценоз. На основе анализа схем электроснабжения (рис. 1) всех перечисленных выше техноценозов I – V  были определены диапазоны  мощностей элементов-особей (терминология профессора Б.И. Кудрина):

  I.             100 кВА – 6300 кВА.
      II.              63 кВА – 1000 кВА.
 III.              25 кВА – 6300 кВА.
 IV.              40 кВА – 1000 кВА.
 V.               100 кВА – 6300 кВА.

Рисунок 1.

  Значения константы распределения получились следующими:

 I.            10159.
 II.            3557.
 III.            4575.
 IV.            2570.
 V.            1856.

  Рассчитанные в соответствии с формулой (1) численности трансформаторов позволили получить следующие значения, являющиеся годовой потребностью всего электросетевого хозяйства РФ:

I.            38437 штук.
II.            6918 штук.
III.            10226 штук.
IV.            5127 штук.
V.            3702 штуки.

Общий объем годовой потребности для вновь вводимых объектов электроснабжения– 55210 штук. С учетом потребности для замены устаревшего оборудования и потребности МРСК этот объем достигнет уровня в 73000 штук. 

Так как количество трансформаторов определено ценологическими методами, т.е. в основе модели лежит ОПТИМАЛЬНОСТЬ структуры распределительной сети, то в комплексе с энергоэффективными характеристиками самих силовых трансформаторов мы получаем ВОЗМОЖНОСТЬ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ КАК ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО ОБЪЕКТА.  

  1. Кудрин Б.И. Введение в технетику. 2-е изд., переработ. и доп. Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та, 1993. 552 с.
  2. Кудрин Б.И.  Технетика: новая парадигма философии техники (третья научная картина мира)// Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. - 40с.
  3. Гнатюк В.И. Закон оптимального построения техноценозов//  М.: Изд-во ТГУ – Центр системных исследований, 2005.
  4. Лозенко В.К. Использование ценологического подхода для управления малым бизнесом в мегаполисе // Техногенная самоорганизация и математический аппарат ценологических исследований. Вып. 28. «Ценологические исследования». - М.: Центр системных исследований, 2005. - C. 300-310.
  5. Фуфаев В.В. Основы теории динамики структуры техноценозов// Математическое описание ценозов и закономерности технетики. Вып. 1. Ценологические исследования. - Абакан: Центр системных исследований, 1996. - С. 156-193.
  6. Энергоэффективность в России: скрытый резерв// Отчет группы экспертов Всемирного банка. 2009. 162 с.
  7. Кудрин Б. И. Электрика как развитие электротехники и электроэнергетики// 3-е изд., испр. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. 40 с.
  8. Кудрин Б. И. О государственном плане рыночной электрификации России//  М.: Изд-во Института народнохозяйственного прогнозирования РАН, 2005. 204 с.
  1. Кудрин Б.И., Лесниченко А. Ю. Ценологические исследования распределительных сетей центральной части России// «Промышленная Энергетика», 2011 - № 2, стр. 25 – 30.


ВОПРОСЫ И КОММЕНТАРИИ



Информация Каталог Цены Статьи Новости Контакты

© ЭТК Русский Трансформатор 2011

г.Москва, ул.Андропова 22, БЦ Нагатинский, оф. 847
тел. +7-495-142-0816
Е-мэйл защищен от спам-ботов