Влияние перехода на летнее и зимнее время на уровень электропотребления в различных регионах России

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Филиал “НТЦ электроэнергетики” - ВНИИЭ

Университет “Дубна”

Влияние перехода на летнее и зимнее время на уровень электропотребления в различных регионах России

Макоклюев Б.И., д.т.н, Ёч В.Ф.

Тел. (495)113-12-45

Ежегодно на всей территории России происходит переход на летнее время: стрелки часов сдвигаются на 1 час вперед в последнее воскресенье марта, и переход на зимнее время, когда стрелки часов сдвигаются на 1 час назад в последнее воскресенье октября. Сейчас на "летнее" и "зимнее" время переходят более чем в 110 странах мира. Такой переход используется во многих странах, расположенных в средних широтах, для максимального использования солнечного освещения и, как следствие, для экономии электроэнергии. Приэкваториальные страны летним временем не пользуются. Впервые часовую стрелку перевели в Великобритании в 1908 году. В России переход на "летнее" время впервые состоялся в 1917 году, а с 1981 года "летнее" время вновь начало регулярно действовать.

Кроме того, на территории России действует декретное время. Декретное время - официально установленное время в городах и странах. Например, зимой в России официальное время на 1 час опережает поясное, а летом (в период введения летнего времени) - на 2 часа. Декретное время вводят для более полного использования дневного света в летние месяцы года. Для этого во многих странах по специальному правительственному указу (декрету) переводят стрелки часов, идущих по поясному времени, на 1 час вперед. Это делают либо только на летний период, либо на все время.

На летнее время ежегодно переходят страны Европы (за исключением Исландии), США, Канада, в южном полушарии летнее время используется в Австралии, Новой Зеландии, Парагвае, Бразилии, Чили. С 16 июня 1930 г. на территории СССР стрелки часов постоянно переведены на 1 час вперед против поясного времени - именно это время называют декретным. Кроме того, с 1981 г. на территории СССР стало вводиться летнее время, опережающее поясное еще на 1 час против декретного[1,2].

Обычно переход на летнее время происходит в 2 часа в последнее воскресенье марта, а переход на зимнее время - в 3 часа в последнее воскресенье октября. Однако с 1982 по 1986 г. решением правительства СССР декретное время было отменено в 30 областях и автономных республиках России, в республиках Прибалтики. В 1990 г. по решению местных властей его отменили на Украине, в Молдове, Грузии и Азербайджане. электропотребление летний энергетический

Весной 1991 г. правительство СССР отменило декретное время на всей территории страны. Отмену совместили с переходом на летнее время. Поэтому в марте 1991 г., переходя на летнее время, стрелки часов не переводили. Осенью же был прибавлен 1 час и мы перешли на всемирное зимнее (т.е. поясное) время. Однако это принесло значительные экономические потери, и 23 октября 1991 г. Верховный Совет РСФСР принял решение о возврате к старому, "декретному" времени на территории России. Оно было осуществлено 19 января 1992 г.: все часы в России были переведены на 1 час вперед.

Сезонный перевод часовых стрелок - это акция общегосударственного масштаба, затрагивающая всех без исключения, в том числе и службы международного транспортного сообщения, так что в пользу ее применения должны иметься весьма веские аргументы в виде ощутимой экономии электроэнергии. По мнению некоторых экспертов, перевод стрелок позволяет снизить электропотребление и улучшить экологическую обстановку, обеспечивает более устойчивую работу Единой энергосистемы страны.

В данной статье рассмотрено, как изменяется уровень электропотребления в различных регионах России при переходе на летнее и зимнее время. Исследования проводились на основе анализа суточных графиков региональных энергосистем (ЭС) и энергообъединений (ОЭС) за несколько лет. Анализ проводился с использованием программных средств и архивных данных комплекса “Энергостат”, эксплуатируемого в энергообъединениях России [4].

Для оценки изменения электропотребления при сдвиге часов совмещались на одном графике почасовые среднесуточные графики рабочих дней (осредненных за несколько лет для исключения влияния резких колебаний метеорологических факторов), за неделю до и после перевода часов. На всех рисунках: 1- среднесуточный график электропотребления рабочих дней в неделю до перевода часов; 2 - среднесуточный график электропотребления рабочих дней в неделю после перевода часов.

Рис.1 Среднесуточные графики электропотребления ОЭС Центра (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Рис.2 Среднесуточные графики электропотребления Мосэнерго (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

В таблицах приведены рассчитанные показатели, характеризующие графики электропотребления до и после сдвига времени по рабочим дням:

?P=P1 - P2 , (1)

где:

P1 - показатели, характеризующие графики электропотребления рабочих дней в неделю до перевода часов (данные осреднены за 3 года);

P2 - показатели, характеризующие графики электропотребления рабочих дней в неделю после перевода часов (данные осреднены за 3 года).

Приведенный в таблицах показатель ДP, выраженный в процентах, определен по отношению к P1.

Далее приведен анализ данных по различным ОЭС России, входящим в их состав энергосистемам, а также для ЕЭС России в целом.

Табл.1 Показатели электропотребления ОЭС Центра при переходе на летнее и зимнее время

На Рис. 1 изображены среднесуточные графики электропотребления ОЭС Центра до и после перехода на летнее и зимнее время. Как следует из рис.1 и данных табл. 1, электропотребление после перехода на летнее время, особенно заметное на участке ночного минимума, а также вечернего максимума. Отчетливо видно, что переход на летнее время существенно влияет на формирование вечернего максимума - он наступает на час позднее и становится значительно меньше. Вместе с тем, вследствие изменения характера суточного графика, суточный максимум смещается с вечернего времени на утреннее и немного увеличивается. Абсолютный суточный максимум снижается на 1,13 %. В дневные часы электропотребление практически остается на уровне предыдущей недели, наблюдается его небольшое его увеличение. В целом по ОЭС Центра суммарное суточное потребление уменьшилась на 0,34 %.

При обратном переходе на зимнее время происходит увеличение суточного потребления (около 2 %). Вечерний пик нагрузки увеличивается (3, 88 %) и смещается на 1 час раньше.

На рис. 2 и в таблице 1 приведены аналогичные показатели для системы Мосэнерго, входящей в ОЭС Центра. Мосэнерго является самой крупной энергосистемой Центра. Характер изменения потребления при сдвиге времени в целом идентичен характеру изменений в ОЭС. При переходе на летнее время максимальная нагрузка снижается на 1,19 %. При переходе на зимнее время максимум и суммарное потребление увеличиваются на 3,35 и 1, 70%.

Рис.3 Среднесуточные графики электропотребления ОЭС Средней Волги (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Рис.4 Среднесуточные графики электропотребления Самараэнерго (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Табл.2 Показатели электропотребления ОЭС Средней Волги при переходе на летнее и зимнее время.

Для региона Средней Волги при переходе на летнее время (рис. 3, а , табл. 2) наблюдается скачкообразное уменьшение потребления в вечернее и ночное время. Вечерний пик нагрузки, также как и в ОЭС Центра, не только значительно снизился, но и сдвинулся на час позже. Максимум сохраняет вечернее время наступления и снижается более чем на 2%. По данному региону происходит значительное снижение суточного электропотребления при переходе на летнее время - более 1 %. При переходе на зимнее время здесь наблюдается картина, аналогичная ОЭС Центра - суммарное потребление возрастает незначительно (около 1%) , максимум нагрузки увеличивается существенно (3,26 %).

Для системы Самараэнерго, входящей ОЭС Средней Волги (рис. 4, табл. 1), характер изменений аналогичен - при переходе на летнее время наблюдается значительное снижение суточного потребления (1,88 %) и вечернего максимума (2,72%). При переходе на зимнее время происходит незначительное увеличение нагрузки (менее 1 %), при этом существенно возрастает максимум (более 2%).

Рис.5 Среднесуточные графики электропотребления ОЭС Северо-Запада (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Рис.6 Среднесуточные графики электропотребления Ленэнерго (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Табл.3 Показатели электропотребления ОЭС Северо-Запада при переходе на летнее и зимнее время.

Для региона Северо-Запада рассмотрены данные по ОЭС Северо-Запада и Ленэнерго (Рис. 5, 6 и Табл. 3), из которых следует, что характер изменения потребления при переходе на летнее и зимнее время отличается от других регионов России. Перевод часов на летнее время несколько ухудшает показатели графиков ОЭС Северо-Запада и Ленэнерго - электропотребление незначительно возрастает (по ОЭС около 0,3%, по ЭС - около 1%), при этом не наблюдается даже снижения суточных максимумов нагрузки. Вечерний максимум снижается, но абсолютный суточный максимум смещается с вечернего времени на утреннее и увеличивается (около 2 % по отношению к предшествующей неделе по данным ЭС). Существенно увеличивается неравномерность графиков (соотношение минимума и максимума). Перевод часов на зимнее время изменяет нагрузку незначительно. Суммарное потребление увеличивается на 0,85% (ОЭС) и 0,96% (ЭС). Суточный максимум для ОЭС увеличивается на 1,75 % , по ЭС снижается на 0,32 %. Оба максимума смещаются с утреннего времени на вечернее.

Рис.7 Среднесуточные графики электропотребления ОЭС Урала (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Рис.8 Среднесуточные графики электропотребления Свердловэнерго (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Табл.4 Показатели электропотребления ОЭС Урала при переходе на летнее и зимнее время.

Для ОЭС Урала (Рис. 7, Табл.4) переход на летнее время позволил незначительно снизить электропотребление в целом и величину максимумов нагрузки - 0,55% и 1,62% соответственно. В результате перевода часов на зимнее время в ОЭС Урала суммарная нагрузка незначительно возросла - менее 1 %, значения максимума увеличились существенно - 2,27 %. Также на 1 ч. сдвинулось время наступления вечернего максимума.

Аналогичная картина наблюдается для Свердловэнерго (рис. 8, табл.2). Отличие состоит в том, что при переходе на зимнее время немного уменьшается суммарное потребление за счет снижения нагрузок в утренние часы, при этом максимум сместился на вечернее время.

Рис.9 Среднесуточные графики электропотребления ОЭС Северного Кавказа (2002-2004гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Рис.10 Среднесуточные графики электропотребления Ростовэнерго (2004-2005 гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Табл.5 Показатели электропотребления ОЭС Северного Кавказа при переходе на летнее и зимнее время

Для ОЭС Северного Кавказа (в настоящее время ОЭС Юга) рис. 9, табл. 5), в результате перевода часов на летнее время суммарное электропотребление снижается наиболее значительно в сравнении с другими европейскими регионами - на 1,26% . Это, по всей видимости, объясняется более высокой долей бытовой нагрузки. Явно выраженный вечерний максимум снижается на 2 % . При переходе на зимнее время в ОЭС Северного Кавказа как суммарное потребление, так и максимум, возрастают также наиболее значительно среди европейских регионов - на 3,98 и 4, 83 % соответственно. Отмечается увеличение потребления электроэнергии как в дневные, так и в вечерние часы.

По данным Ростовэнерго 2004-2005 гг. (Рис. 10 и табл. 5) наблюдается незначительное снижение нагрузки при переходе на летнее время (0,10% суммарное потребление и 0,80% максимумы нагрузки) и существенное увеличение при обратном переходе на зимнее время (3,05% для суммарной нагрузки и 4,03% для максимума).

На Рис. 11 изображены графики по ОЭС Сибири (время московское), показатели, характеризующие графики приведены в Табл. 6. На рис. 12 приведены данные по Новосибирскэнерго (время местное).

Рис.11 Среднесуточные графики электропотребления ОЭС Сибири (2002-2004 гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Рис.12 Среднесуточные графики электропотребления Новосибирскэнерго (2002-2004 гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Табл.6 Показатели электропотребления ОЭС Сибири при переходе на летнее и зимнее время.

В ОЭС Сибири и Новосибирскэнерго электропотребление при переходе на летнее время снижается весьма существенно. Особенно значительно снизились максимумы нагрузки - 2,54% в ОЭС Сибири и 2,17% в Новосибирскэнерго. Суммарное потребление снижается на 1,35 и 0,35% соответственно. Время наступления максимума для ОЭС сохраняется (вечернее время), для ЭС меняется с вечернего на утреннее время. При обратном переходе для ОЭС Сибири и Новосибирскэнерго наблюдается значительное увеличение электропотребления (2,19% и 2,98%) и максимумов нагрузки (3,08% и 5,47%). Весьма характерным для ОЭС Сибири является то, что при переходах на летнее и зимнее время снижаются и увеличиваются соответственно все ординаты графиков. Для Новосибирскэнерго этот эффект выражен значительно меньше.

Рис.13 Среднесуточные графики электропотребления ОЭС Востока (2002-2004 гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Рис.14 Среднесуточные графики электропотребления Амурэнерго (2004-2005 гг.): а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б - то же на зимнее

Табл.7 Показатели электропотребления ОЭС Востока при переходе на летнее и зимнее время

Для ОЭС Востока (рис. 13, табл. 7, время московское) аналогично ОЭС Сибири при переходе на летнее время снижаются все ординаты графиков. Суммарное потребление и максимум снижаются на 4,39% и 5% соответственно - наиболее существенно среди всех регионов России. При переходе на зимнее время суммарное потребление и максимум увеличиваются на 0,76% и 2,21%, что соответствует средним показателям по России. Для Амурэнерго (рис.14 , табл. 7 - время местное), входящей в состав ОЭС Востока весьма характерным является то, что при переходе и на летнее, и на зимнее время наблюдается положительный эффект - снижается суммарное потребление и максимум. По всей видимости, для региона Амурэнерго, время перехода на летнее и зимнее время является более оптимальным, по сравнению с другими регионами.

Рассмотрим влияние перевода часов на летнее и зимнее время в целом на электропотребление ЕЭС России (без Сибири) (рис. 15, Табл. 8)

Рис.15 Среднесуточные графики электропотребления ЕЭС России без Сибири (2002-2004: а - до (1) и после(2) перехода на летнее время; б -зимнее

Табл.8 Показатели электропотребления ЕЭС России без Сибири при переходе на летнее и зимнее время

Изменение показателей по ЕЭС соответствует средним показателям по ОЭС европейского региона России. Следует отметить положительное влияние перевода стрелок на летнее время для ЕЭС - суммарное потребление уменьшилась на 0,54%, максимум сдвигается на 1 час позднее и становится существенно меньше (на 2,17%). При переходе на зимнее время суммарное электропотребление ЕЭС увеличивается, а максимумы нагрузки сдвигаются по времени на час раньше и становятся существенно больше.

В таблице 9 приведены данные по различным ОЭС и ЕЭС в целом. В таблице указаны отклонения среднего суточного электропотребления рабочих дней за неделю до перехода и неделю после перехода:

?Wсум=Wсум1- Wсум2,

где Wсум1 - суммарное среднесуточное электропотребление по рабочим дням в неделю до перевода часов, МВт·ч; Wсум2 - суммарное среднесуточное электропотребление по рабочим дням в неделю после перевода часов, МВт·ч;

?Pмакс= Pмакс1 - Pмакс2 ,

где Pмакс1 - максимальное электропотребление за сутки для среднесуточного графика неделю до перевода часов, МВт; Pмакс2 - максимальное электропотребление за сутки для среднесуточного графика в неделю после перевода часов, МВт;

Кнер=,

 - коэффициенты неравномерности до и после перевода часов, отн. ед.; Кнер1 - коэффициент неравномерности в неделю до перевода часов; Кнер2 - коэффициент неравномерности в неделю после перехода часов,

Табл.9 Показатели графиков электропотребления различных ОЭС и ЕЭС России (без Сибири) при переходе на летнее и зимнее время

Примечание. В скобках приведено значение электропотребления в процентах Wсум1 и Pмакс1.

Как следует из данных таблицы 9, влияние переходов времени существенно различается по регионам. При переходе на летнее время наиболее значительно снижается электропотребление в ОЭС Средней Волги, Сибири, Северного Кавказа и особенно Востока, не столь значительно - в ОЭС Центра, ОЭС Урала. В ОЭС Северо-Запада потребление, наоборот, увеличивается. При переходе на зимнее время электропотребление после перевода часов во всех регионах возрастает, особенно значительно в ОЭС Центра, Северного Кавказа и Сибири, неравномерность суточных графиков увеличивается.

Выводы

1. Переход на летнее время значительно влияет на уровень электропотребления и форму графиков. Наиболее существенно влияние перевода часов на формирование вечернего максимума - он наступает на час позднее и уменьшается (по ЕЭС около 2%), при этом суммарное потребление также уменьшается (около 0,5% по ЕЭС). Улучшается форма графиков потребления - снижается их неравномерность.

2. Влияние переходов на летнее и зимнее время значительно различается для регионов России. Наиболее существенно переход на летнее время сказывается на электропотреблении регионов Сибири и Дальнего Востока. Суммарное потребление снижается на 1,35 % (Сибирь) и 4,39 % (Восток), максимумы нагрузки на 2,54% и 5,04% соответственно. Для региона Северо-Запада потребление при переходе на летнее время увеличивается.

3. При переходе на зимнее время для большинства регионов время наступления вечернего максимума сдвигается на один час назад, при этом объем суточного электропотребления увеличивается (по ЕЭС - около 1,6 %). Время наступления утреннего максимума сохраняется, он незначительно снижается. Вместе с тем увеличивается вечерний максимум (по ЕЭС - около 2,9%) и снижается коэффициент неравномерности, что несколько ухудшает режимные параметры энергосистем. Наиболее существенно увеличивается потребление в ОЭС Центра, Сибири (около 2 %) и ОЭС Северного Кавказа (около 4%). В отдельных энергосистемах (Амурэнерго) потребление снижается.

4. При переходе на летнее время наблюдается положительный эффект - снижаются суммарное электропотребление и максимальные нагрузки. Вместе с тем, переход на летнее и зимнее время для большинства регионов и ЕЭС России в целом в существующие сроки не является оптимальным с точки зрения экономии электроэнергии. Для более рационального использования светового дня следует рассмотреть расширение границ летнего времени, или действие летнего времени в течение года.

Литература

1. Бондарь И.В. «Нужен ли переход на летнее время» «Энергия» 2001, N 9.

2. Макоклюев Б.И. Воронков В.Н., Логинова Л.В. Эффективность введения “летнего времени” для Московской энергосистемы., Электричество, 1983, № 4.

3. Макоклюев Б.И., Антонов А.В. Опыт внедрения и эксплуатации в энергообъединениях России программного комплекса подготовки данных и расчетов прогнозов электропотребления и балансов “Энергостат”- Вестник ВНИИЭ - 2004.

Размещено на Allbest.ru