Группировка расходов на производство продукции в системах распределения электроэнергии

Фактические удельные расходы электроэнергии за разные периоды времени неодинаковы, что обусловлено различной загрузкой выделенного объекта, режимами работы, составом сырья и другими факторами. Если все эти условия совпадают, то значения удельных расходов близки за разные периоды, их распределение должно быть нормальным (гауссовым). В этом случае можно получить среднее значение расхода электроэнергии за ряд периодов и использовать его как нормативное.

Следует отметить, что распределение экспериментальных данных является нормальным (гауссовым) только в случае одинаковых условий протекания технологического процесса и одинаковых параметров выпускаемой продукции. Достаточно часто данные не соответствуют нормальному распределению, что обусловлено двумя факторами.

Во–первых, может иметь место изменение параметров выпускаемой продукции, сырья или режимов работы оборудования. Например, марка стали и профиль прокатанного металла оказывают большое влияние на расход электроэнергии (прокатка арматуры определяет удельный расход электроэнергии 180 кВт*ч, нержавеющей стали такого же диаметра – 540 кВт ч). В этих случаях наблюдение должно быть организовано таким образом, чтобы получить требуемое количество измерений по однородной продукции.

Во–вторых, нарушение нормального распределения объясняется техноценологическими свойствами, которые в данном случае проявляются отступлениями от технологии, браком, непопаданием в марку (например, объем плавки существенно меньше номинального). Именно эти случаи должен выявлять ответственный технолог и принимать меры. Отклонение распределения от нормального задает некоторую область, которая определяет возможные объемы энергосбережения организационными мерами.

Для получения обоснованных норм необходимо проверить соответствие статистического закона распределения удельных расходов электроэнергии нормальному (гауссову) распределению. Можно использовать проверку по критериюχ². Если полученное значение критерия превышает теоретическое, гипотезу о соответствии статистического распределения нормальному следует отвергнуть.

Это означает, что по полученным данным нельзя выработать единую норму расхода электроэнергии на единицу продукции, то следует разделить их по характерным технологическим режимам, рассчитывая для каждого нормы электропотребления, или определить статистическую зависимость удельного расхода от влияющих факторов w = f(x1, х2, х3), где в качестве факторов х1, х2, х3 могут выступать объемы выпуска продукции, температура, скорость обработки и др.

Если проверка подтверждает, что распределение удельных расходов близко к нормальному, на основе этих данных может быть определена норма расхода электроэнергии. Для мониторинга наиболее удобно установить диапазон, в котором должен находиться удельный расход электроэнергии.

Наиболее просто диапазон устанавливают по значениям среднего расхода и среднеквадратичного отклонения σ. Упрощенно нижняя граница диапазона может быть принята равной wmin =wср – 1,5σ, а верхняя – wmax = wcp + 1,5σ. Как правило, за заданный диапазон выходят 10 – 20 % удельных расходов электроэнергии, получаемых в реальных условиях производства, что обусловлено ошибками работников, нарушениями режима, отклонением качества продукции и др. Технологический персонал должен обращать внимание на такие случаи и принимать меры.

Подчеркнем, что нормы, полученные любым из указанных способов, отражают режимы электропотребления для выпуска продукции только на том предприятии, где они получены, и не могут быть распространены ни на отрасль в целом, ни на другое предприятие. Это обусловлено индивидуальными свойствами каждого предприятия как сложной системы техноценологического типа.

Например, опытным способом определяли технологическую норму для прокатного производства в зависимости от температуры металла, скорости прокатки, калибровки, трения в подшипниках, технологических потерь и др. Такой же подход применили при нормировании электропотребления металлорежущих станков, где для каждой обрабатываемой детали нашли полезную работу с учетом скорости резания и времени обработки. Однако эти результаты нельзя перенести на все металлорежущие станки даже в пределах одного завода, поскольку на практике видов обрабатываемых деталей и режимов обработки – множество.

Кроме того, как использовать эти нормы, полученные для каждой обрабатываемой детали? Поставить возле станка счетчик электроэнергии и сопоставлять расход по каждой детали с нормативом невозможно. Суммирование же нормативов с учетом количества и ассортимента выпущенных деталей даст большую погрешность из-за невозможности учета всех действующих факторов.

Также и расчетно-аналитическим методом невозможно перейти от данных по номинальной мощности отдельных электроприемников с учетом всех возможных технологических режимов, видов продукции, качества сырья к расходам электроэнергии для цеха или предприятия за месяц, квартал, год.

Нельзя получить прогнозное значение электропотребления предприятия суммированием различных удельных норм по всему ассортименту продукции. Для этого надо заранее запланировать не только общее количество продукции, которое будет выпущено в будущем месяце (квартале, годе), но и точно разделить его по маркам, особенностям режимов обработки и многочисленным другим факторам. Это было невозможно в условиях планового хозяйства и тем более невозможно сейчас.

Снижение производства, неполная и нестабильная загрузка оборудования приводят к увеличению удельных расходов, что еще более усилит разрыв в данных. Поэтому в современных условиях среднеотраслевые нормы расхода электроэнергии нельзя применять ни для прогнозирования электропотребления, ни для оценки энергосбережения.