Анализ фактических электрических нагрузок объектов индивидуального жилищного строительства




Page 1


background image







Page 2


background image

60

эн

ер

го

сн

аб

ж

ен

и

е

энергоснабжение

Анализ фактических 

электрических нагрузок 

объектов индивидуального 

жилищного строительства

УДК 621.311.1:621.316

Проведенные

 

Ассоциацией

 «

Росэлектромонтаж

» 

исследова

ния

 

электропотребления

 

объектов

 

индивидуального

 

жилищ

ного

 

строительства

 (

ОИЖС

), 

находящихся

 

в

 

черте

 

г

Казани

показали

что

 

фактические

 

электрические

 

нагрузки

 

ОИЖС

 

значительно

 

ниже

чем

 

обычно

 

заявляемые

 

потребителями

 

15 

кВт

В

 

результате

 

фактический

 

уровень

 

загрузки

 

электри

ческих

 

сетей

 

коттеджных

 

поселков

 

составляет

 

в

 

среднем

 

не

 

более

 20% 

от

 

расчетных

причем

 

сравнение

 

зимних

 

и

 

летних

 

нагрузок

 

показало

что

 

зимние

 

нагрузки

 

в

 

среднем

 

превыша

ют

 

летние

 

нагрузки

 

на

 12%. 

Цель

 

исследования

 — 

пересмотр

 

расчетных

 

электрических

 

нагрузок

который

 

приведет

 

к

 

зна

чительному

 

экономическому

 

эффекту

 

за

 

счет

 

удешевления

 

системы

 

электроснабжения

 

и

 

повышения

 

спроса

 

ОИЖС

 

вслед

ствие

 

снижения

 

его

 

удельной

 

стоимости

Пересмотр

 

расчетных

 

электрических

 

нагрузок

 

ОИЖС

 

предлагается

 

по

 

средствам

 

использования

 

интеллектуальных

 

систем

 

учета

 

электрической

 

энергии

.

Солуянов

 

Ю

.

И

.,

д.т.н., профессор, Президент 
Ассоциации «Росэлектромонтаж»

Федотов

 

А

.

И

.,

д.т.н., профессор кафедры 
«Электри ческие станции 
им. В.К. Шибанова»
ФГБОУ ВО «КГЭУ»

Чернова

 

Н

.

В

.,

к.т.н., старший научный сотрудник 
Инжинирингового центра «Компью-
терное моделирование и инжини-
ринг в области энер гетики и энер-
гетического машиностроения» 
ФГБОУ ВО «КГЭУ»

Ахметшин

 

А

.

Р

.,

к.т.н., доцент кафедры 
«Энергетическое машино-
строение» ФГБОУ ВО «КГЭУ»

Ключевые

 

слова

:

заявляемая электрическая мощ-
ность, фактическая потребляемая 
мощность, «запертая мощность», 
энергоэффективность, техноло-
гическое присоединение, система 
электроснабжения, удельное энер-
гопотребление, объекты индивиду-
ального жилищного строительства

Н

а сегодняшний день [1] ежегодно 
возводят  250–270  тысяч  инди-
видуальных жилых домов сред-
ней  площадью  в  130–140  ква-

дратных метров, что составляет 40–45% 
всего  нового  жилья.  Согласно  правилам 
технологического  присоединения  (ТП), 
утвержденным  в  декабре  2004  года  по-
становлением Правительства РФ № 861, 
подключить  объекты  индивидуального 
жилищного  строительства  (ОИЖС)  мощ-
ностью  от  5  до  15  кВт  можно  всего  за 
550  рублей,  естественно,  потребители 
запрашивают  15  кВт.  Если  считать,  что 
в  заявке  на  технологическое  потребле-
ние  потребитель  запрашивает  15  кВт,  то 
для обеспечения потребностей 250 тысяч 
домов  будет  заявлено  порядка  3,75  ГВт 
электрической мощности. Исследования, 
проведенные Ассоциацией в Республике 
Татарстан  [2–4]  в  коттеджных  поселках 
городской местности, показали, что фак-
тическая  максимальная  электрическая 
нагрузка в 2–3 раза ниже заявляемой. Из 
чего  следует,  что  неиспользуемая  мощ-
ность составит от 1,9 до 2,5 ГВт и перейдет
в разряд «запертой мощности». 

По  национальному  проекту  «Жилье 

и городская среда», начиная с 2024 года, 







Page 3


background image

61

в Российской Федерации должны возводить более 
120  млн  кв.  м  жилья,  из  которых  40  млн  кв.  м  — 
ОИЖС.  В  настоящее  время  Министерством  стро-
ительства  и  жилищно-коммунального  хозяйства 
Российской Федерации подготовлен проект Поста-
новления  Правительства  РФ  «О  Государственной 
программе  Российской  Федерации  «Развитие  ин-
дивидуального  жилищного  строительства  в  Рос-
сийской Федерации», согласно которому с 2020 до 
2024 года в России должно быть построено 180 млн 
кв.  м  частных  жилых  домов.  Чтобы  достичь  этих 
объемов,  на  поддержку  отрасли  из  федерального 
бюджета  предлагается  выделить  137,7  млрд  руб. 
Развитие  частного  сектора  —  часть  реализации 
нацпроекта «Жилье и городская среда». 

Расхождение  фактической  и  присоединяемой 

по  актам  на  ТП  мощностей  в  категории  до  15  кВт 
представлено в [5], где иллюстрируется 7-кратная 
разница между фактической и присоединяемой по 
документам  ТП  мощностями.  Построенные  элек-
трические  сети  и  трансформаторные  подстанции 
0,4/10  кВ  по  факту  оказываются  недогруженными 
[6–11], тем самым инвестиционные ресурсы сете-
вых компаний используются неэффективно, а цен-
тры питания, построенные и реконструированные 
для  нужд  технологического  присоединения,  не 
обеспечены  заявленной  потребителями  мощно-
стью. Разница между фактической и присоединя-
емой  по  актам  ТП  мощностями  свидетельствует 
о больших капитальных затратах и ежегодных из-
держках.

Так  как  расходы  сетевой  организации,  связан-

ные  с  осуществлением  ТП  к  электрическим  сетям, 

не  включаемые  в  плату  за  ТП,  входят  в  тариф  на 
услуги  по  передаче  электрической  энергии,  то  всех 
потребителей в регионе это приводит к увеличению 
тарифной нагрузки.

Решением данной проблемы мог бы стать расчет 

удельных  электрических  нагрузок,  основанных  на 
фактических значениях нагрузки ОИЖС для каждого 
региона в отдельности [12, 13].

Оставить без изменения сложившуюся ситуацию 

в части подключаемой мощности ОИЖС 15 кВт для 
проектирования сетей означает существенно увели-
чить «запертую мощность» [2–4, 8, 10].

АНАЛИЗ

 

ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ

ОИЖС

 

В

 

Г

КАЗАНИ

Для  анализа  электропотребления  коттеджных  по-
селков  г.  Казани  использовались  данные,  предо-
ставленные АО «Сетевая компания» за 12 месяцев 
2019 года с охватом нескольких сотен ОИЖС. 

На  рисунке  1  представлены  гистограммы  рас-

пределения  электропотребления  для  двух  кот-
теджных  поселков,  где  по  оси  ординат  отложено 
количество  (частота)  ОИЖС,  электропотребление 
которых  укладывается  в  выделенный  на  оси  абс-
цисс интервал.

Для  оставшихся  коттеджных  поселков  найдены 

интервалы, покрывающие 90% всех значений выбор-
ки. Эти интервалы приведены на рисунке 2.

Рисунок  2  демонстрирует,  что  величина  мини-

мального  среднемесячного  потребления  довольно 
устойчивая: для 5 коттеджных поселков ее среднее 
значение равно 111,84 кВт∙ч, а среднеквадратичное 
отклонение составляет 5,5%. В то же время макси-
мальное  электропотребление  первого  и  пятого  кот-
теджных  поселков  отличается  в  1,77  раза.  Посел-
ки 3 и 5 свидетельствуют, что необходима проверка 
заселенности коттеджей. 

Существенным  влияющим  фактором  при  этом 

могут  служить  территориальные  отличия  в  части 
электропотребления.  Душевой  расход  электро-
энергии  в  быту  по  субъектам  Российской  Фе-
дерации  подтверждает  региональный  характер 
электропотребления  [12,  13].  Тем  самым  создают-
ся  предпосылки  к  формированию  нормативных 
корректирующих  коэффициентов  для  расчетных 
электрических  нагрузок  в  зависимости  от  региона 
размещения ОИЖС. По оценкам специалистов [14],
в  России  установят  около  22  млн  интеллектуаль-

Рис

. 1. 

Гистограмма

 

распределения

среднемесячного

 

электропотребления

 

коттеджей

а

коттеджный

 

поселок

 

 1; 

б

коттеджный

 

поселок

 

 2

а)

б)

Электропотребление, кВт·ч

Электропотребление, кВт·ч

Интервал среднемесячного электропотребления, кВт·ч

Ко

личеств

о

(част

от

а) ОИЖ

С

Ко

личеств

о (част

от

а)

ОИЖ

С

Номер к

от

те

джног

о посе

лк

а

15

10

5

0

10

8

6

4

2

0

7

6

5

4

3

2

1

200

100

100

0

400

300

300

200

200

600

500

500

400

400

800

700

800

700

900

600

600

Рис

. 2. 

Интервалы

 

среднемесячного

 

электропотребле

ния

покрывающие

 90% 

выборки

 5 (68) 2021







Page 4


background image

62

ных  приборов  учета.  Применение  интел-
лектуальных  систем  учета  электроэнер-
гии  позволяет  анализировать  профиль 
нагрузок потребителей в многоквартирных 
и  частных  домах,  в  том  числе  их  класси-
фицировать,  прогнозировать  электриче-
ские  нагрузки,  осуществлять  мониторинг 
качества  электроэнергии  [15–24].  Таким 
образом,  значения  электропотребления 
дают информацию в целом по использова-
нию подключенной нагрузки, но для выбо-
ра элементов системы электроснабжения, 
в  том  числе  источников  энергии  [25–27], 
необходим  расчет  удельных  электриче-
ских нагрузок по данным суточных профи-
лей мощности ОИЖС.

СТАТИСТИЧЕСКАЯ

 

ОБРАБОТКА

 

ПО

 

ЗНАЧЕНИЯМ

 

МАКСИМАЛЬНОЙ

 

АКТИВНОЙ

 

НАГРУЗКИ

 

ОИЖС

Фрагменты  получасовых  профилей  ОИЖС  с  низ-
ким электропотреблением для коттеджного посел-
ка № 1 представлены на рисунке 3.

На  рисунке  3  видно,  что  профиль  электриче-

ской нагрузки ОИЖС имеет разнообразную форму, 
что объясняется разной занятостью потребителей 
в течение дня [28–31]. В частных домах, где отсут-
ствуют  жильцы,  профиль  электрической  нагрузки 
не нулевой и достаточно равномерный, так как ра-

ботают бытовые приборы, не зависящие от пребы-
вания человека. 

Для  дальнейшего  анализа  были  обработаны 

профили активной мощности: для коттеджного по-
селка № 1 за летний (125 домов) и зимний (71 дом) 
периоды  наблюдения;  аналогично  для  коттедж-
ного  поселка  №  2  за  летний  (90  домов)  и  зимний 
(64  дома)  периоды  наблюдения.  С  целью  оценки 
совпадения  максимальных  значений  активных 
мощностей  по  группе  ОИЖС  фиксировались  мак-
симальные  активные  мощности  нагрузки  за  весь 
период наблюдений (рисунок 4) и за наиболее на-
груженные сутки (рисунок 5). В последнем случае 
рассматривался суточный срез по условию макси-

мального  суммарного  электро-
потребления  всей  группы  кот-
теджей.

За  весь  период  наблюдений

(рисунок  4)  у  91%  выборки  по 
двум 

коттеджным 

поселкам 

величина  активной  мощности 
не  превысила  значения  8  кВт, 
а  у  95%  выборки  —  9  кВт.  При 
этом реальная суммарная макси-
мальная нагрузка в пересчете на 
один  коттедж  существенно  ниже 
за счет разновременности макси-
мума  индивидуальных  нагрузок. 
Анализ  рисунка  5  показал,  что 
максимальная  величина  актив-
ной  мощности  96%  выборочной 
совокупности коттеджных посел-
ков  №  1  и  №  2  за  наиболее  за-
груженные  сутки  не  превысила 
5 кВт. 

В  качестве  иллюстрации  эф-

фекта  суммирования  бытовых 
нагрузок  на  рисунке  6  представ-
лен  профиль  удельной  электри-
ческой  мощности  совокупности 
ОИЖС на шинах 0,4 кВ питающей 
трансформаторной  подстанции 
за  один  из  рабочих  и  выходных 
дней  в  летний  период  наблюде-
ния. 

Очевидно,  что  часть  коттед-

жей  при  этом  могла  быть  неза-

ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ

Время

Порядковый номер коттеджа

С 01.06.18 г. по 01.09.18 г.

Порядковый номер коттеджа

С 01.06.18 г. по 01.09.18 г.

Порядковый номер коттеджа

С 15.12.18 г. по 05.03.19 г.

Порядковый номер коттеджа

С 15.12.18 г. по 05.03.19 г.

Дом 3

Дом 3

Дом 3

Дом 3

Дом 3

P

, кВ

т

P

max

, кВ

т

P

max

, кВ

т

P

max

, кВ

т

P

max

, кВ

т

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

14

12

10

8

6

4

2

0

14

12

10

8

6

4

2

0

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

125

70

80

90

70

70

0

0

0

0

25

20

20

20

10

10

10

50

40

40

40

30

30

30

75

60

60

60

50

50

50

100

00:00

01:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

Рис

. 3. 

Профиль

 

электрической

 

нагрузки

 

ОИЖС

Рис

. 4. 

Максимальная

 

активная

 

нагрузка

 

объектов

 

индивидуального

 

жилищ

ного

 

строительства

 

коттеджных

 

поселков

 

за

 

весь

 

период

 

наблюдений

а

коттеджный

 

поселок

 

 1; 

б

коттеджный

 

поселок

 

 2

б)

а)







Page 5