Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі
Робота присвячена аналізу та моделюванню споживання електроенергії в житловому секторі. Проведено аналіз тарифної політики в Україні, чисельно показано переваги використання двозонного обліку електроенергії на прикладі окремої квартири. Побудовано математичну модель електроспоживання квартири із у...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електродинаміки НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Технічна електродинаміка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134807 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі / О.В. Мартинюк // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 3. — С. 66-72. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-134807 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1348072018-06-15T03:04:14Z Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі Мартинюк, О.В. Електроенергетичні системи та устаткування Робота присвячена аналізу та моделюванню споживання електроенергії в житловому секторі. Проведено аналіз тарифної політики в Україні, чисельно показано переваги використання двозонного обліку електроенергії на прикладі окремої квартири. Побудовано математичну модель електроспоживання квартири із урахуванням впливу календарних, метеорологічних та астрономічних факторів. Використання моделі дозволяє виконувати прогнозування місячного споживання електроенергії у квартирі та кількісно оцінити ефективність заходів із енергозбереження. Работа посвящена анализу и моделированию потребления электроэнергии в жилом секторе. Проведен анализ тарифной политики в Украине, численно показаны преимущества использования двухзонного учета электроэнергии на примере отдельной квартиры. Построена математическая модель электропотребления квартиры с учетом влияния календарных, метеорологических и астрономических факторов. Использование модели позволяет выполнять прогнозирования потребления электроэнергии в квартире и количественно оценить эффективность мероприятий по энергосбережению. This paper deals with the analysis and modeling of energy consumption in the residential sector An analysis of tariff policy in Ukraine is numerically shown the advantages of using two-zone metering system at the example of a private apartment. A mathematical model of energy consumption with the influence of the apartment calendar, meteorological and astronomical factors. Using the model enables the prediction of electricity consumption in the apartment and to quantify the effectiveness of energy conservation measures. 2016 Article Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі / О.В. Мартинюк // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 3. — С. 66-72. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134807 621.311:681.317 uk Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Електроенергетичні системи та устаткування Електроенергетичні системи та устаткування |
| spellingShingle |
Електроенергетичні системи та устаткування Електроенергетичні системи та устаткування Мартинюк, О.В. Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі Технічна електродинаміка |
| description |
Робота присвячена аналізу та моделюванню споживання електроенергії в житловому секторі. Проведено аналіз
тарифної політики в Україні, чисельно показано переваги використання двозонного обліку електроенергії на
прикладі окремої квартири. Побудовано математичну модель електроспоживання квартири із урахуванням
впливу календарних, метеорологічних та астрономічних факторів. Використання моделі дозволяє виконувати
прогнозування місячного споживання електроенергії у квартирі та кількісно оцінити ефективність заходів із
енергозбереження. |
| format |
Article |
| author |
Мартинюк, О.В. |
| author_facet |
Мартинюк, О.В. |
| author_sort |
Мартинюк, О.В. |
| title |
Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі |
| title_short |
Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі |
| title_full |
Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі |
| title_fullStr |
Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі |
| title_full_unstemmed |
Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі |
| title_sort |
шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі |
| publisher |
Інститут електродинаміки НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Електроенергетичні системи та устаткування |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/134807 |
| citation_txt |
Шляхи підвищення економічності споживання електричної енергії в житловому секторі / О.В. Мартинюк // Технічна електродинаміка. — 2016. — № 3. — С. 66-72. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
| series |
Технічна електродинаміка |
| work_keys_str_mv |
AT martinûkov šlâhipídviŝennâekonomíčnostíspoživannâelektričnoíenergíívžitlovomusektorí |
| first_indexed |
2025-07-09T22:08:15Z |
| last_indexed |
2025-07-09T22:08:15Z |
| _version_ |
1837208853450588160 |
| fulltext |
66 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3
УДК 621.311:681.317
ШЛЯХИ ПІДВИЩЕННЯ ЕКОНОМІЧНОСТІ СПОЖИВАННЯ
ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В ЖИТЛОВОМУ СЕКТОРІ
О.В.Мартинюк, канд.техн.наук
Інститут електродинаміки НАН України,
пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03680, Україна.
E-mail: samark@ukr.net
Робота присвячена аналізу та моделюванню споживання електроенергії в житловому секторі. Проведено ана-
ліз тарифної політики в Україні, чисельно показано переваги використання двозонного обліку електроенергії на
прикладі окремої квартири. Побудовано математичну модель електроспоживання квартири із урахуванням
впливу календарних, метеорологічних та астрономічних факторів. Використання моделі дозволяє виконувати
прогнозування місячного споживання електроенергії у квартирі та кількісно оцінити ефективність заходів із
енергозбереження. Бібл. 6, табл. 3, рис. 4.
Ключові слова: багатозонний облік електроенергії, житловий сектор, математична модель, підвищення енерго-
ефективності, споживання електроенергії, тариф.
Однією із ключових задач об’єднаної електроенергетичної системи України та суб’єктів гос-
подарювання є економія та раціональне використання енергоресурсів. Особливої актуальності вони
набувають у нинішніх умовах перманентного зростання дефіциту власних первинних енергоресур-
сів, посилення екологічних норм і правил та зношеності основного устаткування. Одним із інстру-
ментів, що сприяє підвищенню енергоефективності енергосистеми в цілому, є затверджений постано-
вою Національної комісії, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики і комунальних
послуг (НКРЕКП), багатозонний облік електроенергії, який економічно сприяє зниженню втрат в
енергосистемі. Введення двозонного та тризонного диференційованих тарифів покликано економічно
стимулювати споживачів до вирівнювання добового графіку сумарного електричного навантаження
(СЕН) енергосистеми. Переваги багатозонного обліку електроенергії активно використовуються про-
мисловістю країни, особливо великими енергоємними підприємствами гірничо-металургійного комп-
лексу, що працюють у безперервному режимі роботи.
За даними ДП «Енергоринок» у період 2005-2015р. в Україні відбулися суттєві зміни в
структурі споживання електроенергії (СЕ), які характеризуються зниженням СЕ промисловістю (з
77864 до 50288 ГВт·год/рік) при одночасному зростанні електроспоживання населенням (з 26444 до
36380 ГВт·год/рік). Зміна структури електроспоживання суттєво впливає на форму добового графіку
СЕН енергооб’єднання України. Зокрема, спостерігається посилення його нерівномірності, а отже і
витрат на виробництво електроенергії. Виправити ситуацію можна шляхом економічного стимулю-
вання населення до участі у вирівнюванні добового графіку сумарного електричного навантаження за
рахунок використання багатозонного обліку електроенергії. Проте багатозонний облік електроенергії
не користується популярністю серед населення внаслідок різних причин. Зокрема, громадяни не-
достатньо проінформовані про переваги та недоліки зазначеного тарифу, відсутні серед широкого
загалу дані про розрахунок економічної ефективності такого тарифу на конкретних прикладах. Таким
чином, в умовах перманентного подорожчання вартості електроенергії, набувають актуальності по-
рівняльні розрахунки економічної доцільності використання багатозонного обліку електроенергії та
інших заходів із енергозбереження в житловому секторі.
Метою роботи є обґрунтування економічної доцільності застосування багатозонного обліку
електроенергії населенням на основі реальних даних СЕ житлового приміщення з урахуванням фак-
тичних та майбутніх тарифів, прийнятих в Україні; на підставі розробленої багатофакторної моделі
СЕ визначити складові витрат електроенергії по окремих групах споживачів у житловому примі-
щенні, оцінити їхню вартість та потенційну ефективність заходів із енергозбереження.
Наведемо динаміку зростання вартості кВт·год електричної енергії для великої групи елек-
троспоживачів − населення, що проживає в негазифікованих багатоквартирних будинках, обладнаних
електроплитами (табл. 1), згідно з нормативними документами НКРЕКП. Зазначена підгрупа електро-
споживачів має найвищі темпи приросту СЕ. Відповідно до [5], починаючи з квітня 2015р., тариф на
електроенергію для населення уніфіковано, тобто отримані результати будуть актуальні і для решти
© Мартинюк О.В., 2016
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3 67
громадян, що проживають в будинках інших типів. Відповідно до табл. 1 за період 2011-2015 років
для зазначеної групи було сім етапів подорожчання, а до березня 2017, відповідно до [5], заплановано
ще три етапи.
Згідно з табл. 1, з ме-
тою стимулювання змен-
шення СЕ населенням за де-
шевшим у порівнянні із про-
мисловістю тарифом
НКРЕКП, починаючи з лю-
того 2011р., запровадила
прогресивну шкалу вартості
електроенергії за принципом
– більше споживаєш, більше
платиш. При цьому пільгові
обсяги електроенергії посту-
пово знижуються і з березня
2017 року заплановано виді-
ляти на пільгове електроспо-
живання лише 100 кВт·год, а
все, що перевищує, сплачу-
вати за єдиним тарифом.
На рис. 1 показано порівняльні графіки питомої вартості однієї кВт·год електричної енергії
залежно від обсягу місячного електроспоживання для тарифів різних періодів з урахуванням прий-
нятих пільгових обсягів споживання. На рис. 2 – графіки динаміки вартості однієї кВт·год елек-
тричної енергії за період 01.01.2011 – 31.03.2017 рр. для трьох зазначених обсягів місячного
споживання.
Відповідно до наведених графіків, питома вартість однієї кВт·год електроенергії для населен-
ня суттєво зростає, особливо при збільшенні обсягу місячного споживання, починаючи з 01.06.2014,
проте вирівнюється, починаючи з березня 2017р. Таким чином, запланований чотирирічний перехід-
ний період прогресивних тарифів має економічно стимулювати населення до радикального зменшен-
ня електроспоживання.
З метою пом`якшення фінансового навантаження та заохочення економічними стимулами на-
селення до вирівнювання добового графіку СЕН енергооб’єднання НКРЕКП прийняла рішення [6]
збільшити знижку на електроенергію, спожиту в нічний період з 23:00 до 07:00. Для власни-
ків двозонних лічильників, починаючи з 01.04.2015, ваговий коефіцієнт за спожиту у нічний період
електроенергію зменшено з 0,7 до 0,5. При цьому ваговий коефіцієнт за спожиту у денний період
електроенергію в межах двозонного тарифу залишився без змін − «1». Знижка за спожиту в нічний
час електроенергію для власників тризонних лічильників не змінилася і становить 60%.
Таблиця 1
Період до 250кВт·год,
коп.
250-800
кВт·год, коп.
Макс. ціна,
коп.
до 31.01.2011 18,72
01.02.2011 – 31.03.2011 18,72 24,36
01.04.2011 – 31.04.2012 21,54 28,02
01.05.2012 – 30.05.2012 21,54 28,02 42
01.07.2012 – 31.05.2014 21,54 28,02 95,76
01.06.2014 – 01.04.2015 23,7 32,22 134,04
до 100кВТ·год,
коп.
100-600
кВт·год, коп.
Макс. ціна,
коп.
01.04.2015 – 31.08.2015 36,6 63 140,7
01.09.2015 – 28.02.2016 45,6 78,9 147,9
01.03.2016 – 31.08.2016 55 99 156
01.09.2016 – 28.02.2017 71 129 164
після 01.03.2017 90 168 168
Рис. 1 Рис. 2
68 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3
Чисельно покажемо переваги та особливості
застосування двозонного тарифу для населення.
Об’єктом дослідження обрано трикімнатну квартиру
в багатоповерховому житловому будинку. Квартира
обладнана електроплитою, електробойлером та до-
поміжною системою електрообігріву типу «тепла
підлога». Уведена потужність становить 10 кВт.
Протягом трирічного періоду (2011-2013 рр.) про-
водився контроль витрат електроенергії у квартирі,
що передбачав: фіксацію помісячного споживання
електроенергії у двозонному режимі обліку елек-
троенергії (день/ніч); управління електрообігрівом
підлоги; управління електропідігрівом води.
Електропідігрів приміщення проводився із
використанням двох нагрівальних матів системи
«тепла підлога», прокладених під кахлем, загальною потужністю 1,9 кВт. Увімкнення (вимкнення)
електропідігріву підлоги проводилося першого числа вересня/жовтня (вимкнення – першого числа
травня/червня) залежно від температури зовнішнього повітря. Робота матів контролювалася елек-
тронним таймером із вбудованим датчиком температури, що підтримував температуру підлоги/по-
вітря на заданому комфортному рівні.
На рис. 3 показано графіки сумарного помісячного споживання електроенергії в квартирі за
2011-2013 роки, а також місячного споживання у режимі день/ніч, починаючи з вересня 2011 року.
Частка участі спожитої в денний/нічний період електроенергії у пільговому обсязі розрахо-
вується пропорційно до загального електроспоживання. Таким чином, з урахуванням пільгових обся-
гів електроенергії (табл. 1) та двозонного обліку розрахунок вартості спожитої електроенергії вико-
наємо за наступними формулами:
( ) ( )
1 1
* * *
i iz Z z Z
і iН Н
Н Н z z Z Н zi i i i
z zН Д Н Д
W WЦ K W Ц Ц W W
W W W W
< <
= =
⎛ ⎞⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟= + −⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟+ +⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠⎝ ⎠
∑ ∑ ; (1)
( ) ( ) ⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−+
+⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
= ∑∑
<
=
<
=
i
Д
i
Н
i
Д
Zz
z
z
i
ДZi
Д
i
Н
i
Д
Zz
z
zz
і
Д WW
W
*WW*Ц
WW
W
Ц*WЦ
11
; (2)
і
Д
і
Н
і
З ЦЦЦ += ; (3)
де і – індекс місяця, НK – коефіцієнт зниження ціни для нічного періоду при двозонному обліку
електроенергії (до 31.03.2015 – 0,7, після – 0,5). Для однозонного обліку НK =1, zW – пільговий
обсяг електроенергії z-ї зони, Z – загальна кількість зон, zЦ – вартість 1 кВт·год електроенергії z-ї
зони, ZЦ – вартість 1 кВт·год електроенергії останньої Z-ї зони (максимальна ціна 1 кВт·год спожи-
тої електроенергії в і-му місяця), i
НW − обсяг споживання електроенергії у і-му місяці за нічним тари-
фом, i
ДW – обсяг споживання електроенергії у і-му місяці за денним тарифом, і
НЦ – вартість спо-
житої електроенергії у і-му місяці за нічним тарифом, і
ДЦ – вартість спожитої електроенергії у і-му
місяці за денним тарифом, і
ЗЦ – загальна вартість спожитої електроенергї у і-му місяці.
Для прикладу проведемо розрахунок вартості спожитої у грудні 2013 року електроенергії за
тарифами 2013, 2015 та 2017 років. Відповідно до рис. 3, у грудні 2013 року спожито 749 кВт·год
електричної енергії, з них 632 кВт·год у денний період та 117 кВт·год − у нічний. Для коректного
застосування формул (1)−(3) слід визначити, якій зоні відповідає загальний обсяг спожитої електро-
енергії. Для грудня 2013 р. був дійсний тариф із трьома зонами, що включав дві пільгові (0−250
кВт·год, 250−800 кВт·год). Таким чином обсяг у 749 кВт·год відповідав другій зоні, тобто z =1, Z =2.
Для тарифу грудня 2015 р. (табл. 1) характерні три зони зі своєю ціною за 1 кВт·год електроенергії.
Оскільки 749>600, то параметри формул (1)–(3) наступні:
z=1, 1W =100 кВт·год, іЦ1 = 45,6 коп., перша пільгова зона 0−100 кВт·год;
0
100
200
300
400
500
600
700
800
С
іч
.1
1
Кв
і.1
1
Л
ип
.1
1
Ж
ов
.1
1
С
іч
.1
2
Кв
і.1
2
Л
ип
.1
2
Ж
ов
.1
2
С
іч
.1
3
Кв
і.1
3
Л
ип
.1
3
Ж
ов
.1
3
місяць, рік
СЕ, кВт*год
Загальне Денний тариф Нічний тариф
Рис. 3
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3 69
z=2, 2W =500 кВт·год, іЦ 2 = 78,9 коп., друга пільгова зона 100 – 600 кВт·год;
Z=3, іЦ 3 = 147,9 коп., загальна непільгова зона > 600 кВт·год.
Таким чином, вартість спожитої протягом місяця електричної енергії за нічні години відпо-
відно до (1)
( ) 117 1170,5* 100* 45,6 500*78,9 * 147,9* 117 600*
749 749
і
НЦ
⎛ ⎞= + + −⎜ ⎟
⎝ ⎠
;
і
НЦ = 5160 коп = 51,6 грн.
Вартість спожитої протягом місяця електричної енергії за денні години (2)
( ) 632 632100* 45,6 500*78,9 * 147,9* 632 600*
749 749
і
ДЦ
⎛ ⎞= + + −⎜ ⎟
⎝ ⎠
;
і
ДЦ = 55730 коп = 557,3 грн.
Загальна ціна спожитої електроенергії =і
ЗЦ 51,6+557,3=608,9 грн/міс.
Таким чином, у даному випадку місячна економія коштів за електроенергію внаслідок вико-
ристання двозонного тарифу, розрахована за формулою ( )1 Н
H
H
ЦK
K
− ⋅ , становить: 0,5*51,6/0,5 = 51,6
грн., або у відносних величинах 100*51,6/608,9 = 8,47 %, тобто економія досить суттєва.
Проведено аналогічні розрахунки по решті місяців за період 2012-2013 років для трьох типів
тарифів. Отримані значення електроспоживання та порівняльні розрахунки вартості спожитої
електроенергії за одно- та двозонним обліком наведені в табл. 2. Згідно з отриманими результатами
(табл. 2), середньомісячне зниження оплати за поточним тарифом внаслідок застосування двозонного
обліку електроенергії навіть без регулювання та перенесення часу роботи електроприймачів стано-
вить до 8,5% і в абсолютному вираженні зростатиме через подальший ріст тарифів на електро-
енергію.
Таблиця 2
Параметри електроспоживання
Загальне електроспоживання за два роки, кВт·год 13412
Середньомісячне електроспоживання, кВт·год 558
Електроспоживання у нічний період (23:00 - 7:00) за два роки, кВт·год 2147
Середньомісячне електроспоживання у нічний період (23:00 - 7:00), кВт·год 89
Максимальне місячне споживання/у нічний час, кВт·год 749/117
Мінімальне місячне споживання/у нічний час, кВт·год 348/67
Вартість електроенергії, тариф грудня 2013р. 2015р 2017р.
Загальні видатки за однозонним тарифом, грн 3369,36 10395,56 20660,88
Середньомісячні видатки за однозонним тарифом, грн 140,39 433,15 860,87
Загальні видатки за двозонним тарифом, грн 3191,42 9518,45 18908,21
Середньомісячні видатки за двозонним тарифом, грн 132,98 396,60 787,84
Середньомісячна економія, грн 7,41 36,55 73,03
% середньомісячної економії 5,28 8,44 8,48
Максимум місячних видатків за однозонним тарифом, грн 193,80 661,17 1181,11
Максимум місячних видатків за двозонним тарифом, грн 184,68 609,29 1088,43
Максимальна місячна економія, грн 9,12 51,88 92,68
Проведемо аналіз та моделювання споживання електроенергії в квартирі з метою визначення
оптимальних шляхів підвищення енергоефективності помешкання. Запропоновано використати на-
ступну математичну модель місячного споживання електроенергії iW квартири [3]:
( )i
міс баз Тр метео астр зал
і i i і іW K W W W W W= + + + + , (4)
70 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3
де iK − коефіцієнт, що визначає ефективну кількість днів в і-му місяці року; базW − базова складова
добового споживання електроенергії квартири; ТрWi − трендова складова СЕ, що характеризує
помісячне зростання (падіння) споживання електроенергії; метео
іW − метеорологічна складова СЕ, що
пов’язана із використанням засобів електричного опалення в і-му місяці року; астр
іW − астрономічна
складова СЕ, що характеризує величину витрат електроенергії на штучне освітлення; зал
іW − залиш-
кова складова, що характеризує похибку математичної моделі СЕ, i − порядковий номер місяця з по-
чатку вибірки.
Інтенсивність використання електроенергії корелюється з ймовірністю перебування її меш-
канців у квартирі. Таким чином, очікуване споживання електроенергії у вихідні та святкові дні є ви-
щим, ніж у будні. Додатково це твердження підсилюється встановленими часовими параметрами тай-
меру електрообігріву підлоги. Неоднорідність загальної кількості а також співвідношення робочих/-
вихідних днів у кожному місяці року впливає на рівень місячного споживання електроенергії
квартири. Оскільки наявні вихідні дані (місячне СЕ) не дозволяють напряму розрахувати споживання
електроенергії в окремі дні тижня, то в математичну модель (4) запропоновано ввести коефіцієнт iK
для визначення ефективної кількості днів у і-му місяці року.
Процедура визначення iK полягає у наступному:
1. Для кожного і-го місяця передісторії (і=1...n, де n − загальна кількість місяців у вибірці да-
них) визначається кількість робочих ( роб
iD ) та неробочих ( вих
iD ) днів.
2. Ефективна кількість днів iK у і-му місяці визначається за формулою 1 2
вих вих
i i iK a D a D= + ,
де 21 a,a − вагові коефіцієнти, що розраховуються внаслідок мінімізації дисперсії значень добового
споживання електроенергії
2
1 1
1 1
min
міс місi n i n
i i
i ii i
W W
D
n K n K
= =
= =
= − →
⎛ ⎞⎛ ⎞
⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠⎝ ⎠
∑ ∑ , (5)
із наступним обмеженням: ( )∑ ∑
=
=
=
+=
n
i
ni
i
вих
i
вих
ii DDK
1 1
.
Виділення та моделювання окремих ком-
понент моделі (4) проводилося на основі статис-
тичного аналізу нестаціонарних часових рядів та
використання нелінійних регресійних моделей [2,
4]. Запропонована методика апробовувалася на
наведених вище даних місячного СЕ квартири.
Розраховані за формулою (5) значення вагових
коефіцієнтів для визначення ефективної кількості
днів у місяці становлять: 1 0,95,a = 2 1,11a = . Ви-
користання цих коефіцієнтів дозволило знизити
середньоквадратичне відхилення середньомісяч-
них значень СЕ на 4,6% (з 4,29 кВт·год до 4,10
кВт·год). За період спостереження в квартирі не
зростала кількість і потужність електроспоживачів
та не змінювалася кількість мешканців. Таким чи-
ном, у даному випадку трендовою складовою мо-
делі (4) можна знехтувати. На рис. 4 показано результати моделювання усіх складових математичної
моделі на річному інтервалі часу на прикладі 2012р., що характеризувався значними коливаннями
температури повітря у зимові місяці.
Проведемо аналіз отриманих результатів. Залишкова складова математичної моделі (4) має
нормальний закон розподілу згідно з критерієм узгодженості 2χ Пірсона [1], її середнє та середньо-
квадратичне відхилення похибки становлять 0,12 та 1,0 кВт·год відповідно.
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Місяць року
СЕ, кВт*год
Базова Метеорологічна
Астрономічна Залишкова
Рис. 4
ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3 71
Розраховане значення базової складової середньодобового СЕ квартири становить базW =11,8
кВт·год. Таким чином, витрати електроенергії на приготування їжі, електропідігрів води, роботу хо-
лодильника, пральної машини та інших побутових електроприладів за рік (з урахуванням ефективної
кількості днів, iK , на прикладі 2012р.) становлять
( )
12
1
11,8 30,99 29,35 30,72 29,90 30,45 29,63 31,26 30,99 29,9 31,53 30,44 30,72баз
i і
i
K W
=
= ∗ + + + + + + + + + + +∑ =
=4322,4 кВт·год, що в грошовому еквіваленті (з урахуванням помісячного загального обсягу спожи-
вання та однозонного тарифу відповідно до табл. 1 і рис. 1) становить 1079 грн. згідно з тарифом
грудня 2013 року, або 3332 грн. станом на грудень 2015р, або 6625 грн. станом на березень 2017р.
Кількісні оцінки інших складових споживання електроенергії математичної моделі (4) за 2012 рік
представлено в табл. 3.
Виділення окре-
мих складових СЕ до-
зволяє визначити най-
більш ефективні на-
прямки впровадження
енергозберігаючих тех-
нологій. Зокрема, еко-
номічний ефект від
утеплення квартири
внаслідок зниження метеорологічної складової СЕ може досягати 2631 грн. на рік. Використання
енергоефективніших освітлювальних ламп (наприклад – світлодіодних) дозволить в рази зменшити
астрономічну складову споживання електроенергії. Раціональне використання електропобутових
приймачів та перенесення навантаження на нічний період при застосуванні двозонного обліку до-
зволить знизити базову складову спожитої електроенергії і загалом сприятиме зменшенню видатків.
Висновки.
1. Проведено аналіз тарифів на електричну енергію в Україні за 2011-2017 роки. Розраховано
ретроспективні, фактичні та прогнозні значення питомої вартості однієї кВт·год електричної енергії
при різних обсягах місячного споживання електроенергії на прикладі житлової квартири в негазифі-
кованому багатоповерховому будинку.
2. Досліджено питання економічної доцільності застосування багатозонного обліку елек-
троенергії населенням на прикладі реальних даних про електроспоживання житлової квартири за три-
річний період. Показано, що використання двозонного обліку електроенергії в житловій квартирі до-
зволить зменшити видатки за спожиту електроенергію в середньому на 8,5% без залучення будь-яких
заходів щодо перенесення часу роботи електроприладів.
3. Запропоновано математичну модель споживання електроенергії в житловому приміщенні,
що враховує календарні, метеорологічні та астрономічні фактори. Апробацію моделі проведено на
реальних даних електроспоживання житлової квартири, що дозволило кількісно оцінити споживання
електроенергії окремими групами електроприймачів, пов’язаних із впливом зазначених факторів.
Отримані результати дозволяють визначити першочергові заходи із енергозбереження в житловому
приміщенні та кількісно оцінити їхню економічну ефективність. Запропонована модель дозволяє ви-
конати середньостроковий прогноз помісячних значень споживання електроенергії житлового примі-
щення на потрібний період.
1. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика: Основы моделирования и
первичная обработка данных. – М.: Финансы и статистика, 1983. − 471 с.
2. Мартинюк О.В. Врахування впливу астрономічних факторів на електричне навантаження обласної
енергосистеми із суттєвою часткою промислового електроспоживання // Енергетика та електрифікація. – 2015.
– № 10. – C. 36 – 41.
3. Мартинюк О.В. До питання підвищення енергоефективності в комунально-побутовому секторі //
Енергетика та електрифікація. – 2014. – № 6. – C. 52 – 57
Таблиця 3
Складові електроспоживання Тариф грудня, грн
2013р. 2015р. 2017 р.
Базова складова СЕ, 4322,4 кВт·год 1078 3332 6625
Метеорологічна складова СЕ, 1685,4 кВт·год 431 1365 2631
Астрономічна складова СЕ, 778,8 кВт·год 199 633 1214
Залишкова складова СЕ, 42,8 кВт·год 11 35 65
Сумарно за рік, 6827,9 кВт·год 1719 5365 10535
72 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2016. № 3
4. Черненко П.О. Ідентифікація параметрів математичної моделі для короткострокового прогнозування
електричного навантаження енергооб’єднання / Науковий вісник Академії муніципального управління, серія
«Техніка». – 2010. – Вип. 1. – С. 168 – 179.
5. Постанова Національної комісії, що здійснює державне регулювання у сферах енергетики і кому-
нальних послуг № 220 від 26.02.2015р.
6. Постанова НКРЕКП № 221 від 26.02.2015 р.
УДК 621.311:681.317
ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЕКОНОМИЧНОСТИ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
В ЖИЛИЩНОМ СЕКТОРЕ
А.В. Мартынюк, канд.техн.наук
Институт электродинамики НАН Украины,
пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина,
E-mail: samark@ukr.net
Работа посвящена анализу и моделированию потребления электроэнергии в жилом секторе. Проведен анализ
тарифной политики в Украине, численно показаны преимущества использования двухзонного учета электро-
энергии на примере отдельной квартиры. Построена математическая модель электропотребления квартиры
с учетом влияния календарных, метеорологических и астрономических факторов. Использование модели по-
зволяет выполнять прогнозирования потребления электроэнергии в квартире и количественно оценить эффек-
тивность мероприятий по энергосбережению. Библ. 6, табл. 3, рис. 4.
Ключевые слова: многозонный учет электроэнергии, жилой сектор, математическая модель, повышение энер-
гоэффективности, потребление электроэнергии, тариф.
WAYS TO IMPROVE THE EFFICIENCY OF ELECTRICITY CONSUMPTION
IN THE RESIDENTIAL SECTOR
Martyniuk O.
Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine,
pr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine,
E-mail: samark@ukr.net
This paper deals with the analysis and modeling of energy consumption in the residential sector An analysis of tariff
policy in Ukraine is numerically shown the advantages of using two-zone metering system at the example of a private
apartment. A mathematical model of energy consumption with the influence of the apartment calendar, meteorological
and astronomical factors. Using the model enables the prediction of electricity consumption in the apartment and to
quantify the effectiveness of energy conservation measures. References 6, tables 3, figures 4.
Keywords: multi-zone calculation of electric energy, the residential sector, the mathematical model, energy efficiency,
energy consumption, rate.
1. Aivazian S., Eniukov I., Meshalkin L. Applied statistics: basics of modeling and primary data processing. –
Moskva: Finansy i Statistika, 1983. – 471 p. (Rus)
2. Martyniuk O. Accounting impact of astronomical factors on electrical load of regional power systems
with a significant share of industrial electricity consumption // Enerhetyka ta Elektryfikatsiia. – 2015. – No 10. – Pp. 1–
6. (Ukr)
3. Martyniuk O. On the issue of energy efficiency in the municipal sector // Enerhetyka ta
Elektryfikatsiia. – 2014. – No 6. – Pp. 52–57. (Ukr)
4. Chernenko P. Parameter identification of mathematical model for short-term forecasting electricity
load of united power system // Naukovyi Visnyk Akademii munitsypalnoho upravlinnia, seriia «Tekhnika». – 2010. –
Vol. 1. – Pp. 168 – 179. (Ukr)
5. Resolution of the National Commission, which performs state regulation in the energy and municipal
services № 220 from 26.02.2015. (Ukr)
6. NKREKP Resolution № 221 from 26.02.2015. (Ukr)
Надійшла 03.02.2016
Остаточний варіант 16.02.2016
|