ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Важный технико-экономический показатель – это капитальные вложения К, т.е. расходы, необходимые для сооружения предполагаемого энергообъекта. Для электрических сетей справедливо

К = К_л + К_пс,

где К_л – капитальные вложения на сооружение линий, руб.;

К_пс – капитальные вложения на сооружение подстанций.

Капитальные затраты на сооружение линий включают в себя:

- затраты на изыскательские работы и подготовку трассы;

- затраты на приобретение опор, проводов, изоляторов и проч.;

- затраты на транспортировку и монтаж необходимых изделий и материалов.

Капитальные затраты на сооружение подстанций состоят из:

- затрат на подготовку территорий;

- затрат на приобретение трансформаторов и прочего оборудования;

- затрат на монтажные работы и проч.

Капитальные затраты определяются по укрупненным показателям стоимости отдельных элементов сети или по специально составленным сметам.

Вторым важным показателем являются эксплуатационные расходы (издержки), необходимые для эксплуатации энергетического оборудования и сетей в течение одного года

,

где И_л, И_пс – эксплуатационные расходы линий и подстанций, руб./год;

И_ΔW – стоимость потерь электроэнергии, руб./год;

α_а,л, α_р,л, α_о,л – ежегодные отчисления на амортизацию, текущий ремонт и обслуживание ЛЭП в относительных единицах, 1/год;

α_а,пс, α_р,пс, α_о,пс – то же применительно к подстанциям.

Значения коэффициентов α_а, α_р, α_о нормированы на основании многолетней практики эксплуатации отечественных электросетей и подстанций.

В целом, объединив эксплуатационные расходы на амортизацию, ремонт и обслуживание линий и подстанций, получают

,

где И_а – отчисления на амортизацию;

И_р – расходы на текущий ремонт;

И_о – отчисления на обслуживание, т.е. на заработную плату персонала;

И_ΔW – стоимость потерь электроэнергии.

Отчисления на амортизацию включают в себя издержки на капитальный ремонт и накопление средств, необходимых для замены (реновации) изношенного и морально устаревшего оборудования. Отчисления на амортизацию тем выше, чем меньше срок службы оборудования. Например, для ВЛ 35 кВ и выше: α_а = 2,4% при использовании металлических и железобетонных опор с расчетным сроком службы примерно 40 лет; α_а = 4,9% при использовании деревянных опор с расчетным сроком службы около 20 лет.

Отчисления на текущий ремонт предназначены для поддержания оборудования в рабочем состоянии. Во время текущего ремонта меняют изоляторы, окрашивают опоры и кожухи оборудования подстанций, проводят профилактические осмотры оборудования. Отчисления на обслуживание расходуют непосредственно на зарплату и на развитие и поддержание социальной сферы обслуживающего персонала.

Амортизационные издержки определяются суммарно для линий и подстанций:

.

Расходы на текущий ремонт, включая профилактические осмотры и испытания:

.

Аналогично можно определить суммарные затраты на обслуживание линий и подстанций

.

Для определения стоимости потерь электроэнергии используют соотношение

,

где ΔW – потери электроэнергии, кВт×час;

β – стоимость потерь 1 кВт×час электроэнергии. Не следует путать эту величину с отпускной ценой 1 кВт×час электроэнергии потребителю. Так в Советском Союзе стоимость потерь в европейской части в ценах тех времён была β=(0,8…1) коп/кВт×час, а для энергосистем Сибири с её мощными электростанциями – 0,6 коп/кВт×час.

Одной из технико-экономических характеристик является себестоимость передачи электроэнергии

,

где И – эксплуатационные издержки, руб./год;

W – электроэнергия, полученная потребителем за год.

В ценах 80-х годов эта зависимость себестоимости передачи электроэнергии от номинального напряжения приведена на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Зависимость себестоимости передачи электроэнергии от номинального напряжения сети

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ СЕТИ

При технико-экономическом сравнении рассматриваются только допустимые по техническим требованиям варианты, т.е. такие варианты, которые обеспечивают потребителя электроэнергией в необходимом количестве при заданных ПКЭ и степени надёжности.

На первом этапе выбирают несколько допустимых по техническим требованиям вариантов, а на втором этапе определяют из них оптимальный. Допустим, что надо сравнить варианты сети, представленные на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Варианты схемы сети: а) радиальная; б) замкнутая

Самым простым путём сравнения следует считать сопоставление капитальных вложений и издержек по сравниваемым вариантам. Варианты сравнения тапа К₁>K₂ и И₁>И₂ могут быть предложены лишь неопытными проектантами, так как здесь просматривается абсурдная альтернатива типа: “Что выбрать? Схему сети подороже с бόльшими издержками или подешевле с меньшими издержками?”

Наиболее часто встречается сложный для сравнения случай, когда К₁>K₂, а И₁<И₂ (или наоборот). Как же сравнить такие варианты?

Для сопоставления вариантов выполняют расчёты сравнительной экономической эффективности капитальных вложений.

Обозначим для нашего примера (К₁>K₂ и И₁>И₂) разность капиталовложений ΔК₁₂:

ΔК₁₂ = К₂-К₁,

а разность издержек ΔИ: ΔИ₁₂ = И₁-И₂.

Величина ΔК₁₂ представляет собой дополнительные капиталовложения в вариант 2 по сравнению с вариантом 1, ΔИ₁₂ – ежегодную экономию на издержках в варианте 2 по сравнению с вариантом 1.

1. Рассмотрим отношение этих показателей, т.е. ΔК₁₂/ΔИ₁₂. С точки зрения единицы измерения это отношение есть некоторое измеряемое в годах время, так как . По физическому смыслу это есть время, за которое дополнительные капиталовложения в вариант 2 окупаются экономией на издержках его эксплуатации. Это время получило название расчётного срока окупаемости

Т_ок,_{расч(1,2)}=ΔК₁₂/ΔИ_1,2.

Если в результате вычисления Т_ок,_расч оказалось небольшим (например, 1…3 года), то, вероятно, мы отдадим предпочтение варианту 2, несмотря на то, что для его осуществления необходимо затратить бόльшую , чем для варианта 1 сумму. Если же результат вычисления оказался другим и значение Т_ок, _расч по нашим представлениям велико (например,10…15 лет), то, скорее всего, мы воздержимся от дополнительных капитальных затрат и предпочтём вариант 1 с меньшими капиталовложениями, несмотря на большие издержки его эксплуатации.

Следует отметить, что проиллюстрированный подход принципиально субъективен, поскольку отнесение Т_ок,_расч к разряду “малых” либо “больших” обусловлено относительностью наших личных представлений об этом. Следовательно, для объективного решения необходимо иметь некоторый эталон, с которым можно было бы сравнивать полученное в результате расчёта значение срока окупаемости. Такой эталон получил название нормативного срока окупаемости (Т_норм).

Значение нормативного срока окупаемости ранее устанавливалось государственными плановыми органами применительно к каждой из отраслей народного хозяйства и определялось состоянием экономики страны и возможностями выделения средств на капитальное строительство. Для электроэнергетики использовалось значение нормативного срока окупаемости, равное 8,33 года.

Итак, имея конкретное значение Т_норм, можно вполне определённо выбрать оптимальный вариант. Для рассмотренного примера при К₂ > К₁ выбирается вариант 2 , если Т_ок,_расч < Т_норм с большими капитальными затратами, но меньшими издержками его эксплуатации.

Если же Т_ок,_расч > Т_норм, то выбирается вариант 1 с меньшими капиталовложениями, но с бόльшими издержками.

При большом числе вариантов процедура сравнения их и выбора предпочтительного варианта сводится к последовательному перебору пар сравнения до такого состояния, пока не будет найден лучший, т.е. экономически самый лучший вариант. Очевидно, что при значительном числе вариантов рассмотренный способ анализа не является рациональным. Хотелось бы иметь такой показатель для каждого из вариантов, который бы позволил осуществлять выбор оптимального из них, не прибегая к операции попарного сравнения. Оказывается такой единый показатель, аккумулирующий в себе как капвложения и издержки, так и нормативный срок окупаемости, существует и носит название приведённых затрат на сооружения и эксплуатацию объекта.

Представим себе, что какая-то пара вариантов, например, i-й и (i+1)-й характеризуется соотношением

(7.1)

Это значит, что мы имеем право выбрать любой из сравниваемых вариантов, полагая их равнозначными. Наряду с этим, равнозначность свидетельствует о существовании какого-то обобщённого экономического показателя, который одинаков для обоих вариантов, несмотря на различие капиталовложений и издержек.

Что же это за показатель?

Раскроем левую часть в (7.1), после чего получим

. (7.2)

Сгруппируем в левой части величины с индексом “i”, а в правой – с индексом “i+1” .

. (7.3)

Введём величину, обратную сроку окупаемости

Е_н=1/Т_норм. (7.4)

Эта величина называется нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений. В соответствии с установленными для электроэнергетики Т_норм=8,33 года, значение Е_н = 0,12 [1/год].

С учётом (7.4) выражение (7.3) принимает вид

Е_н · К _i+ И_i = Е_н · К_i+1 + И_i+1. (7.5)

Левая и правая части (7.5), оставаясь одинаковыми по структуре, отличаются лишь индексами. Следовательно, равноэкономичность i-го и (i+1)-го вариантов характеризуются равенством показателей, которые впредь будем обозначать буквой “З” и называть приведёнными затратами, которые для произвольного К–го варианта записываются в виде

З_к = Е_н · К_к + И_к.

Рассмотрим содержательную часть термина “приведённые затраты”. Этот термин означает, что капитальные затраты рассматриваются в сопоставлении (приведении) с нормативным сроком окупаемости, т.е. эти затраты относятся к одному году расчётного периода.

Итак, условию Т_ок,_расч = Т_норм соответствует равенство приведённых затрат сравниваемых вариантов, т.е. З_i = З_i+1. В то же время из (7.5) следует, что изменение в ту или иную сторону нормативного коэффициента сравнительной эффективности капитальных вложений соответственно делает один из ранее считавшихся равноэкономичными вариантами предпочтительными в виду соответствующего изменения приведённых затрат. Нетрудно доказать, что, как при Т_ок,_расч > Т_норм, так и при Т_ок,_расч < Т_норм выбираемому варианту должны соответствовать меньшие приведённые затраты. Другими словами, критерий выбора оптимального варианта символически может быть изложен в форме

.

Применительно к электрическим сетям этот критерий формулируется так: оптимальному варианту электрической сети соответствует наименьшее значение приведённых затрат на её сооружение и эксплуатацию.

После знакомства с понятием приведённых затрат следует сделать некоторые пояснения, связанные с практическим использованием критерия выбора оптимального варианта сети.

1. Если в каком – либо из сравниваемых вариантов схемные решения не гарантируют отсутствия перерывов в электроснабжении (например, при питании подстанций по не резервируемой схеме), то в составе приведённых затрат по данному варианту должен быть учтён суммарный вероятный среднегодовой ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителям Y_εк. При этом выражение приведённых затрат рассматриваемого варианта принимает вид

З_к = Е_н · К_к + И_к + Y_εк.

Принципы учёта фактора надёжности при проектировании электрических сетей будут рассмотрены позднее.

2. Все сопоставляемые варианты должны быть взаимозаменяемыми и обеспечивать одинаковый энергетический эффект, т.е. одинаковый полезный отпуск электроэнергии потребителям, соответствующий заданным мощностям нагрузки подстанций и динамике их роста во времени.

3. При сопоставлении отдельных объектов или небольших сетевых узлов равноэкономичными считаются варианты, значения приведённых затрат которых отличаются не более, чем на 5%. Выбор предпочтительного варианта из примерно равноэкономичных производится с учётом ряда дополнительных характеристик, которые обычно затруднительно облечь в строгие экономические показатели. К ним относятся простота, надёжность и оперативная гибкость схемы, возможность её дальнейшего развития (расширения) при росте нагрузок, удобство эксплуатации, расход цветного металла на провода и т.д. Решение по выбору варианта с учётом этих характеристик должно приниматься проектировщикам на основе его инженерного опыта. Не следует забывать, что в совокупности с перечисленными ранее техническими показателями в современный период необходимо принимать во внимание и другие, пока ещё не формализованные критерии, связанные с экономическими, архитектурно-планировочными и эстетическими аспектами сооружения электросетевых объектов, особенно на территориях городов и промышленных зон.

Таким образом, технико-экономическое обоснование вновь сооружаемых электросетевых объектов является весьма сложной задачей, что вполне объяснимо фундаментальностью самих сооружений. Например, в электросетевое обеспечение нашего студгородка выполнено по варианту, принятому в начале 60-х годов, реализовано в конце 60-х годов и в обозримом будущем каких – либо существенных изменений не предполагается. За это время полностью изменился план освоения площадей, выделенных в своё время под строительство гигантского Воронежского политехнического института, который предполагался как ведущий технический вуз всего Центрально-чернозёмного экономического района.