РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ РАСЧЁТА ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ОТ ПЕРЕРЫВОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

DEVELOPMENT OF A MODEL FOR CALCULATING ECONOMIC LOSSES FROM POWER SUPPLY INTERRUPTIONS

Agildayev Medet Turebekovich

Master's degree student, field of study 09.04.01, Moscow Aviation Institute (National Research University),

Moscow, Russian

Zhumataeva Zhanat Esirkepovna

Research supervisor, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Voskhod Branch of the Moscow Aviation Institute in Baikonur,

Republic of Kazakhstan, Baikonur

АННОТАЦИЯ

Перерывы в электроснабжении приводят к значительным экономическим потерям, особенно в промышленных и коммерческих структурах. В статье рассматривается подход к оценке убытков с использованием простой модели, основанной на мощности, времени отключения и тарифе. Приведён пример расчёта и обсуждены основные факторы, влияющие на точность оценки. Предложенные подходы могут быть использованы энергетическими предприятиями, промышленными объектами и органами управления при планировании мероприятий по повышению надёжности электроснабжения.

ABSTRACT

Power outages cause significant economic losses, especially in industrial and commercial sectors. This article examines an approach to estimating losses using a simple model based on power, outage time, and tariff. A calculation example is provided and the main factors affecting the accuracy of the estimate are discussed. The proposed approaches can be used by energy companies, industrial facilities, and government agencies when planning measures to improve power supply reliability.

Ключевые слова: электроснабжение, надёжность, экономические потери, расчёт, энергетика.

Keywords: power supply, reliability, economic losses, calculation, and energy.

Данный проект посвящён оценке экономических потерь, возникающих при отключениях электроэнергии, и созданию модели расчёта для разных групп потребителей. Надёжность электроснабжения напрямую влияет на стабильность работы промышленных предприятий, объектов инфраструктуры и бытового сектора. Даже кратковременные отключения приводят не только к прямым финансовым затратам, но и к косвенным убыткам — остановке производственного процесса, снижению выпуска, нарушению графиков и потере деловой репутации. Поэтому расчёт последствий перебоев в электроснабжении играет важную роль при планировании, проектировании и эксплуатации энергосистем [1, 3].

Большинство существующих методик основано на усреднённых коэффициентах и нормативных данных, которые не всегда отражают реальные условия конкретного региона или предприятия. Для повышения точности требуется учёт технических характеристик сети, особенностей нагрузки, категорий надёжности и технологических факторов [8].

В научных работах выделяются два основных подхода. Первый — технический, направленный на анализ отказов и параметров надёжности сетей . Второй — экономический, который рассматривает финансовые последствия простоев. Однако единая методика, позволяющая точно оценивать ущерб для разных категорий потребителей, пока отсутствует. В международной практике для таких расчётов применяются показатели SAIDI, SAIFI и Value of Lost Load (VoLL), отражающие стоимость недопоставленной электроэнергии [2].

Для анализа экономических последствий отключений была проведена ориентировочная оценка потерь на примере предприятий различного назначения — от промышленных объектов до административных учреждений. Такой подход позволяет увидеть, насколько по-разному реагируют на перебои различные категории потребителей [6].

При расчётах учитывались установленные мощности, продолжительность отключения, тариф и коэффициент ущерба, отражающий особенности конкретного предприятия: чувствительность производственных линий, необходимость перезапуска оборудования, организационные издержки и другие факторы [8].

где:

P  –  средняя мощность потребителя, кВт;

t  – время перерыва электроснабжения, ч;

T – тариф на электроэнергию, руб/кВт·ч;

K_ущ  – коэффициент, учитывающий вид потерь (от 1,1 до 3 в зависимости от типа потребителя).

Для демонстрации работы предложенной модели был проведён расчёт экономических потерь при отключении электроснабжения на примере промышленного предприятия с установленной мощностью P = 1200 кВт, тарифом T = 6,93 руб/кВт·ч, длительностью отключения t = 1,5 ч и коэффициентом потерь Kущ = 2,1.

Расчёт выполняется по формуле (1):

Отсюда следует что при одном отключении электроснабжения длительностью 1,5 часа предприятие несёт экономический ущерб в размере 26,1 тыс. руб.. Если подобные отключения происходят трижды в месяц, совокупные потери могут достигать 78,5 тыс. руб., что подтверждает необходимость мероприятий по повышению надёжности электроснабжения.

Формула демонстрирует зависимость ущерба от длительности простоя и мощности потребителя, но при необходимости может дополняться поправочными коэффициентами, учитывающими частоту отключений и особенности технологического процесса[9].

Чтобы сделать процесс оценки более удобным и точным, в работе реализуется автоматизированный подход к расчётам. Вместо ручных вычислений создаётся программный инструмент, позволяющий выполнять анализ в интерактивном режиме. Автоматизация реализуется с использованием языка Python в среде PyCharm. Этот язык выбран благодаря гибкости, широким возможностям вычислений и наличию библиотек для анализа данных, математического моделирования и визуализации [5].

Ниже приведён пример кода функции, выполняющей вычисление ущерба:

def calc_losses(power_kw, outage_time_h, tariff_rub, k_loss):

    U = power_kw * outage_time_h * tariff_rub * k_loss

    return round(U, 2)

# Пример расчёта

loss = calc_losses(1200, 1.5, 6.93, 2.1)

print(f "Экономические потери: {loss} руб.")

Программа выполняет ввод исходных параметров (мощность, длительность, тариф, коэффициент потерь), рассчитывает показатели и выводит результаты в структурированном виде — в таблицах и графиках.

Разработка программного обеспечения обеспечивает ряд преимуществ:

• повышение точности расчётов и исключение человеческих ошибок;
• сокращение времени анализа и удобство получения результатов;
• адаптация модели под различные категории потребителей;
• формирование отчётов по нажатию кнопки пользователем, без ручного ввода формул;
• возможность масштабирования и добавления новых функций;
• моделирование сценариев отключений и анализ их влияния [5, 7].

Внедрение автоматизированного инструмента превращает теоретические расчёты в практическую систему, которую можно применять в энергетических компаниях, исследовательских центрах и у крупных потребителей [6]. Такой подход делает оценку ущерба более наглядной и помогает принимать решения по повышению надёжности электроснабжения и снижению финансовых потерь.

Список литературы:

1. ГОСТ 32144–2013. Электрическая энергия. Совместимость технических средств. Нормы качества электрической энергии.
2. Ершов А.М. Системы электроснабжения. Часть 3: Системы электроснабжения напряжением 6–220 кВ: курс лекций. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2019. – 139 с.
3. Ильин А.П. Экономические аспекты управления надежностью электроснабжения электросетевыми предприятиями на основе оценки значимости потребителей [Электронный ресурс]. – URL: https://unecon.ru/wp-content/uploads/2024/07/dissilynap.pdf (дата обращения: 07.11.2025).
4. Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: Учеб, пособие для техникумов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. 76 с.
5. Митрофанов С.В., Матренин П.В. Применение библиотек языка Python для расчета режимов электроэнергетических систем : учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2024. – URL: https://www.researchgate.net/publication/381520141_Primenenie_bibliotek_azyka_Python_dla_rasceta_rezimov_elektroenergeticeskih_sistem_Application_of_Python_libraries_for_calculating_the_modes_of_electrical_power_systems (дата обращения: 07.11.2025).
6. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 7-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 2013. — 28 с.
7. Рэймонд Ф. Гаджар, Рой Биллинтон. Экономические издержки от перебоев в электроснабжении: последовательная модель и методология [Электронный ресурс]. – URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142061505001183 (дата обращения: 07.11.2025).
8. EnergoForum [Электронный ресурс]. – URL: https://www.energo-forum.ru (дата обращения: 07.11.2025).
9. EnergyLand.info [Электронный ресурс]. – URL: https://www.energyland.info (дата обращения: 07.11.2025).