Введение к работе
Актуальность работы. Проблема рационального расходования
топливно-энергетических ресурсов приобретает все большее значение. Особенно это относится к энергоемким отраслям народного хозяйства страны, таким как химическая промышленность, которая потребила в 1992 году 471 ГВт*ч электрической энергии . Наблюдающийся с 1988 спад объемов потребления электроэнергии, характерный для всего народного хозяйства России (888,68 ГВт*ч -в 1990 году, 840,14 ГВт*ч -в 1992 году) распространяется и на химическую промышленность, вызывая рост доли электроэнергии в материальных затратах предприятий. Вместе с ростом стоимости электроэнергии это вызывает необходимость более точного определения параметров электропотребления. Существующие же методы прогноза, например, экстраполяция временного ряда, определение электропотребления, основанное на лидинговом виде продукции, дают неудовлетворительные результаты.
Химические комбинаты являются многономенклагурными и крупными предприятиями. Например, электрическое хозяйство Новомосковской акционерной компании "Азот" (НАК "Азот") характеризуют следующие параметры: максимальная потребляемая мощность порядка 300 МВт; годовое электропотребление 2,5 ГВт*ч; число установленных электродвигателей 17 тыс.шт.; восемь главных понизительных подстанций с трансформаторами 31,5; 40; 63; 80 МВА, 16 ЛЭП 110 кВ, протяженностью 60 км. НАК "Азот" выпускает 150, а также обследованное нами производственное объединение "Оргсин-тез" (ПО "Оргсинтез") - 60 наименований видов продукции (изделий). В состав производственных отделений предприятия ("Азот" всего - 200 подразделений, "Оргсинтез" -70) входят объекты, не связанные прямо с выпуском продукции , но которые оказывают существенное влияние на годовое электропотребление предприятия.
Правильное определение параметров электропотребления актуально для проведения эффективной политики энергосбережения по цехам и производствам предприятия, для обоснования удельных норм и величины отпуска энергии (мощности), для установления пределов регулирования злектропотребления, для заключения до-
говора с энергосистемой, удовлетворяющего обе стороны.
Количественный и качественный состав электротехнических комплексов и систем химических комбинатов предопределяют новые - ценологические свойства таких сложных систем, что на построение электрического хозяйства, его функционирование и развитие накладывают ограничения, которые можно использовать для прогноза параметров электропотребления.
Диссертационная работа посвящена разработке метода прогноза параметров электролотребления химического многономенклатурного производства в условиях рыночной экономики. Работа выполнена на кафедре "Электроснабжение промышленных предприятий" Московского энергетического института в соответствии с Координационным планом научных исследований, проводимых по проблеме 0.01.11 "Разработкам внедрение новых методов и технических решений в области межотраслевых проблем промышленной энергетики, направленных на энергосбережение". Постановление ГКНТ СССР от 30 октября 1985 г., задание 03.02.Д. и "Концепции энергетической политики России в новых экономических условиях", принятой на заседании Правительства Российской федерации 10 сентября 1992 года N26.
Целью работы является разработка метода прогноза параметров электропотребления многономенклатурных химических производств с практически счетным количеством электрооборудования на основе динамики объемов выпускаемой продукции и хозяйственной структуры предприятия.
В соответствие с целью работы в ней решаются следующие задачи:
-
Произведен системный анализ ценологических свойств объемов выпускаемой продукции и электроемкостей многономенклатурного химического производства.
-
Выполнен анализ ценологических свойств параметров месячного электропотребления подразделений химического предприятия.
-
Произведен нетрадиционный анализ матрицы коэффициентов корреляции между изделиями по повторяемости.
-
Выполнен корреляционный анализ годового электропотребления многономенклатурного производства с объемом выпускаемой про-
дукции.
-
Создана методика прогнозирования годового электропотребления на основе динамики виртуальной электроемкости.
-
Создан комплекс программ с дружественным интерфейсом (система оконных меню) по ранжированию параметров электропотребления, база данных по объемам выпускаемой продукции, по расчету значений виртуальной электроемкости.
Методы исследования Для анализа электрического хозяйства многономенклатурного производства нами применен математический аппарат Н-распределения, основывающийся на распределениях Цип-фа. Парето, Лотки, и др. В общем случае, для непрерывных величин, к которым относится годовое электропотребление, применяют ранговое распределение с характеристическим показателем о, для дискретных величин, например, электродвигателей, применяют видовое распределение с характеристическим показателем а. Известно, что для стабильной системы а лежит в пределах от 0,5 до 2. Теоретические исследования сопровождались разработкой математических моделей, алгоритмов и программ, реализованных на IBM - совместимой технике.
Выводы и предложения основываются на анализе генеральной совокупности объемов выпускаемой продукции "Азотом" с 1933 года, "Оргсинтезом" - с 1966 года, годовым электропотреблением "Азотом" с 1949 года, "Оргсинтезом" с 1983 года, месячным электропотреблением подразделений "Оргсинтеэа" с 1986 года. Научная новизна заключается в следующем:
-
Получены зависимости изменения структуры объемов выпускаемой продукции и электроемкостей многономенклатурного производства, доказывающие наличие диапазона изменения рангового коэффициента на периоды строительства, развития и стабильной работы предприятия.
-
Выявлена корреляционная связь годового электропотребления с ранговым коэффициентом электроемкостей и разнообразием выпускаемой продукции.
-
Раскрыт физический смысл диапазона изменения рангового коэффициента о.
-
Установлено, что цеха промышленного предприятия являются
минимальной расчетной единицей для прогнозирования параметров электропотребления промышленного предприятия на основе стабильности структуры электропотребления.
-
Установлено наличие сезонных колебаний структуры месячного электропотребления подразделений многономенклатурного производства.
-
Установлено, что минимальным достаточны).! числом видов изделий, выделяемых с технологической точки зрения для прогнозирования параметров электропотребления многономенклатурного производства, является 5-72 от общего списка изготовляемой продукции.
-
Использовано понятие виртуальной электроемкости для прогноза годового электропотребления многономенклатурных химических производств.
-
Выявлено наличие жесткой корреляционной связи мевду годовым электропотреблением, ранговым коэффициентом по электроемкости и разнообразием выпускаемой продукции.
-
Разработана методика прогнозирования годового электропотребления в условиях нестабильной рыночной экономики.
Практическая ценность работы заключается в создании метода прогноза параметров электропотребления, что позволяет предприятию наиболее обоснованно определять перспективные объемы эдектропотребления и максимальную нагрузку в условиях непрерывно изменяющейся конъюнктуры рывка. Разработанный метод прогнозирования параметров электропотребления может быть использован для различных отраслей народного хозяйства.
Установление наличия сезонных колебаний в структуре месячного электропотребления подразделений многономенклатурного производства позволяет использовать полученный результат для проверки правильности определения прогнозных значений электропотребления цехов, что существенно уменьшит существующие разногласия при внутрихозяйственных расчетах.
Реализация.Jica^4eHHbix_результатов. Методика прогнозирования параметров электропотреблёния на основе динамики виртуальной электроемкости внедрена на Новомосковском ПО "Оргсинтез" и передана Главгосэнергонадзору России.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технической конференции ШИП (Москва, 1992 г.), федеральной конференции потребителей электричества (Санкт-Петербург, 1992 г.), научно-технической конференции "13 Ляпуновские чтения" (Москва, 1992г.), Первой Национальной Конференции "Проблемы самоорганизации в природе, машинах и сообществах" (Москва, 1993 г.), научно-технической конференции "Условия присоединения потребителей к сети энергосистем" (Москва, 1993 г.), научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава и сотрудников филиала НФ РХТУ (Новомосковск, 1993г.), научно-технических семинарах кафедры "Электроснабжение промышленных предприятий" Московского энергетического института (1989 - 1992 г.г.), XV сессии семинара Академии наук России "Кибернетика электрических систем" по тематике "Электроснабжение промышленных предприятий" (Новочеркасск, 1993 г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано семь печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа объемом 201 страница состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 24 рисунка, 24 таблицы, список литературы из 111 наименований и 12 приложений.
