Экономика и управление качеством энергии - Качество энергии как объект управления

ГЛАВА 3
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ЭНЕРГИИ

1. Качество энергии как объект управления

В условиях социализма народное хозяйство составляет единую систему. Совершенствование управления такой системой имеет первостепенное значение для повышения ее эффективности. Марксизм-ленинизм учит, что методологической основой выявления сущности управления производством является рассмотрение его как категории, обусловленной кооперацией и разделением труда.
К. Маркс отмечал: «Всякий непосредственно общественный или совместный труд, осуществляемый в сравнительно крупном масштабе, нуждается в большей или меньшей степени в управлении.» (2, с. 342].
В. И. Ленин неоднократно указывал на необходимость централизованного руководства социалистической экономикой. В книге «Очередные задачи Советской власти» В. И. Ленин писал: «Всякая крупная машинная индустрия — т. е. именно материальный, производственный источник и фундамент социализма — требует безусловного и строжайшего единства воли, направляющей совместную работу сотен, тысяч и десятков тысяч людей» [6, с. 200].
В. И. Ленин разработал основы науки управления, раскрыл сущность и определил задачи управления в условиях социалистического строительства, а также обосновал принципы и методы управления.

Много внимания вопросам управления производством уделяется на данном этапе развития советской экономики. Примером этому могут служить осуществление хозяйственной реформы, принятие постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О мерах по совершенствованию и удешевлению аппарата управления», а также решения съездов КПСС.
XXIV съезд КПСС подчеркнул, что совершенствование управления экономикой является одним из узловых вопросов экономической политики партии. Возрастание значения управления в развитии общественного производства вызывается прежде всего увеличением объемов производства, повышением требований к качеству продукции, а также совершенствованием системы планирования и экономического стимулирования.
В решениях XXV съезда КПСС наука управления получила свое дальнейшее развитие. XXV съезд КПСС управление экономикой и весь хозяйственный механизм поднял на уровень новых требований. Особое внимание обращается на цели управления, которые должны быть увязаны с конечными народнохозяйственными результатами. Такой подход становится особенно актуальным по мере роста и усложнения экономики, когда эти конечные результаты все больше зависят от множества промежуточных звеньев, от сложной системы внутриотраслевых и межотраслевых связей [7].
Повышение эффективности энергетического производства также существенно зависит от совершенствования его управления. Развитие систем управления энергетикой обусловливается в первую очередь концентрацией энергетического производства и широким применением автоматизированных информационных систем для оперативного регулирования технологического процесса в энергосистемах.
Подход к управлению энергетическим хозяйством в настоящее время возможен с позиции теории управления большими системами. Суть такого подхода заключается в рассмотрении каждого звена энергетики во всех его взаимосвязях, т. е. во всестороннем учете влияния принимаемых решений на смежные элементы и связи, включая народнохозяйственный эффект от потребления энергии.
Энергетическое производство (производство, распределение и потребление энергии) следует рассматривать как особые экономическую, социальную и кибернетическую системы.
Как экономическая система производство энергии всегда предполагает потребление и представляет собой единство производительных сил и производственных отношений. Системный подход к производству предполагает наличие признаков, свойственных кибернетическим системам, а именно: 1) наличие цели или алгоритма управления; 2) взаимодействие элементов системы с внешней средой; 3) регулирование процессов на основе применения принципов обратной связи; 4) управление процессами системы на основе передачи и приема информации и ее последующей обработки.
Одним из аспектов управления производством является управление качеством продукции.

Для выяснения сущности управления качеством продукции объект и субъект управления должны быть рассмотрены как единая целостная система. К. Маркс показал в «Капитале», что при исследовании какого-то вопроса необходимо изучить вещественную природу объекта, оценить связи, в которых состоят предметы или вещи друг с другом. Следующим шагом является установление отношений людей к данным вещам. Как известно, вещи подразделяются на предметы, данные непосредственно самой природой, и продукты человеческого труда. Однако и в продуктах человеческого труда содержатся предметы, данные самой природой. Обращая на это внимание, К. Маркс указывал: «Потребительные стоимости: сюртук, холст и т. д., одним словом — товарные тела, представляют собой соединение двух элементов — вещества природы и труда. Человек в процессе производства может действовать лишь так, как действует сама природа, т. е. может изменять лишь формы веществ. Более того. В самом этом труде формирования он постоянно опирается на содействие сил природы. Следовательно, труд не единственный источник производимых им потребительных стоимостей, вещественного богатства» [2, с. 51—52].
К. Маркс выделяет три компонента замкнутой, а потому и самоуправляемой системы.
Вещи как всякое материальное явление, отдельные предметы, изделия или как материальные объекты выступают в качестве первичного компонента этой системы. Второй компонент — это человек, а третий компонент — труд. В этой системе человек в отличие от двух других компонентов обладает социальным свойством. В то же время это социальное свойство человек не приобретает от рождения, а получает и развивает в процессе трудовой деятельности, деятельности, направленной на изменение формы веществ природы. Человек создает в процессе труда товары, которые удовлетворяют ту или иную потребность общества. Но товары, как отмечал К. Маркс, не могут сами отправляться на рынок и обмениваться. «Следовательно, мы должны обратиться к их хранителям, к товаровладельцам. Товары суть вещи и потому беззащитны перед лицом человека. Если они не идут по своей охоте, он может употребить силу, т. е. взять их» [2, с. 94].

Таким образом, процесс обмена не может осуществляться без людей, т. е. в системе «вещи—люди» вещи выступают как ведомый компонент, а люди — как ведущий компонент социальной системы. Вещи не могут управлять сами собой. Человек в этой системе выступает как движущая сила, что выражается в управлении вещами. В этом управлении вещами проявляются внутренние законы процесса труда как третьего компонента системы. Все три компонента существуют и развиваются в диаэтическом единстве.

Такое разделение позволяет научно обосновать необходимость комплексного управления качеством  всех трех компонентов, рассмотренных выше: «вещи», «люди», «труд», а также обратить внимание на невозможность отождествления таких понятий, как управление качеством продукции и регулирование качества продукции. Качество продукции относится к числу социально-экономических категорий, изучаемых на стыке общественных и естественных наук.
В настоящее время считается общепризнанным, что проблема качества является межотраслевой, но экономические проблемы качества являются общими для всех отраслей промышленности. Вопросам управления качеством промышленной продукции, так же как и проблеме управления производством, уделяется весьма большое значение.
В 1970 г. ЦК КПСС и Совет Министров СССР приняли постановление «О повышении роли стандартов в улучшении качества выпускаемой продукции». В постановлении отмечается, что ЦК КПСС и Совет Министров СССР рассматривают улучшение качества выпускаемой продукции как одну из важнейших экономических и политических задач на современном этапе развития общественного производства.
В 1970 г. был издан ГОСТ 15895-70 «Качество продукции. Статистические методы управления качеством», который установил термины и определения основных понятий в области статистических методов управления качеством продукции. В том же году был утвержден ГОСТ 15467-70 «Качество продукции», в котором установлены понятия качества продукции и управления качеством продукции [29]. Однако сущность качества продукции еще слабо исследована в социально-экономической литературе, что затрудняет создание системы управления каче ством.
На актуальность совершенствования системы управления качеством продукции во всех отраслях народного хозяйства обращалось внимание на XXV съезде КПСС, который провозгласил десятую пятилетку пятилеткой эффективности и качества. В Отчетном докладе ЦК КПСС съезду партии указывалось, что на повышение качества продукции должны быть нацелены весь механизм планирования и управления, вся система материального и морального поощрения [7]. Успешное решение поставленной задачи предполагает углубленную теоретическую разработку проблемы управления качеством продукции. Немаловажное значение при этом имеют вопросы сущности качества продукции и определения содержания системы управления качеством. О сущности качества продукции говорилось в гл. 1, поэтому здесь рассмотрим содержание системы управления качеством продукции в энергетике.
Управление качеством продукции предполагает, на наш взгляд, два вида управления: управление средствами труда (вещами) и управление работниками (людьми), которые участвуют в создании качества продукции (т. е. на всех этапах ее жизненного цикла). При этом человек выступает как субъект управления, а объектом является средство труда (вещь).

В последние годы в нашей стране осуществляется большая работа по оптимизации качества всех видов энергии, что, по существу, означает разработку общегосударственной системы управления качеством энергии как подсистемы государственно го управления качеством топливно-энергетического комплекса страны.
Как всякая система управления, управление качеством энергии предполагает осуществление комплекса функций: планирования, организации, учета, контроля и регулирования качества энергии.
Планирование показателей, характеризующих повышение качества выпускаемой продукции, осуществляется во всех отраслях народного хозяйства в соответствии с «Методическими указаниями к разработке государственных планов развития народного хозяйства СССР», опубликованными в 1974 г. Госпланом СССР.
При составлении планов предусмотрены как обобщающие показатели, характеризующие уровень качества выпускаемой продукции, так и специфические, учитывающие особенности отдельных производств и отраслей. Такие показатели применительно к специфике отрасли характеризуют:

1. качественные и структурные изменения выпускаемой продукции (например, среднее содержание питательных веществ в минеральных удобрениях, среднее содержание железа в товарной руде или среднее содержание серы в рядовых углях и т. д.);
2. уровень технической базы в отрасли и использование оборудования;
3. материалоемкость производства (например, расход условного топлива на 1 кВт-ч отпущенной электроэнергии; расход кокса на 1 т передельного чугуна).

Осуществление функции организации качества продукции выражается в государственной стандартизации важнейших видов продукции. В решениях XXV съезда КПСС особо подчеркивалось возрастание роли стандартов в ускорении научно- технического прогресса, в улучшении качества продукции, сырья и материалов и усиление ответственности хозяйственных органов, предприятий и объединений за их соблюдение. В дальнейшем предусматривается разработка программ комплексной стандартизации. Смысл перехода от единичных стандартов к внедрению их комплексов состоит во взаимной увязке требований, предъявляемых по всей технологической цепочке.
Контроль за качеством продукции на предприятиях осуществляется отделами технического контроля (ОТК). Но даже на тех предприятиях, где существует ОТК, не всегда проводимый контроль гарантирует высокое качество продукции. Как отмечает ряд авторов, одной из причин этого является подчинение ОТК дирекции предприятий. Поэтому следует считать справедливой и необходимой передачу ОТК в распоряжение межведомственной организации. Учет качества продукции является неотъемлемым элементом системы управления качеством и необходим для анализа и аттестации продукции. В результате аттестации определяют соответствие уровня качества продукции требованиям, установленным стандартом.
Регулирование качества предполагает периодический пересмотр стандартов с учетом новейших достижений науки и техники. Важным средством регулирования качества являются материальные и моральные стимулы его повышения. Как отмечает проф. И. И. Сигов, стимулирование повышения качества продукции связано с совершенствованием ценообразования, образования фондов материального поощрения предприятий, Системы оплаты труда работников и морального их поощре ния.
Рассмотренные функции управления качеством продукции в полной мере касаются и энергетического производства. В то же время особенности продукции энергетического производства обусловливают определенную специфику осуществления этих функций.
Так, для планирования энергетической продукции еще нет установленных показателей, которые учитывали бы качественные параметры энергии. Показатели качества не являются комплексными, что приводит к ослаблению внимания к таким стадиям его обеспечения, как проектирование и производство. При планировании объемов производства энергии учитываются в основном количественные показатели. Стандартизация важнейших видов энергии еще не стала комплексной. Ранее внедренный стандарт ГОСТ 13109-67 «Нормы качества электрической энергии у ее приемников, присоединенных к электрическим сетям общего назначения» уже явно недостаточен. Представляется целесообразной разработка стандартов на другие виды энергии, а также совершенствование стандартов на топливо.
В связи с ростом и развитием объединенной энергосистемы страны может возникнуть необходимость разработки норм и стандартов, относящихся к отдельным энергосистемам. Особое внимание должно быть уделено увязке стандартов с проектными решениями.
Вопросы стандартизации в энергетике имеют важное международное значение в свете углубления экономической интеграции стран — членов СЭВ. В соответствии с Комплексной программой стран СЭВ намечается дальнейшее расширение и углубление сотрудничества в развитии объединенных энергетических систем стран СЭВ, с тем чтобы в перспективе решить крупную проблему соединения Объединенной системы СССР с энергосистемами европейских стран. Такое объединение энергосистем позволит передавать электроэнергию большой мощности в электрические сети других стран, что предъявляет особые требования к качеству электроэнергии: ее частоте и напряжению. Поэтому возникает необходимость разработки международного стандарта (норм, условий) на нормы качества электрической энергии в крупных узловых точках таких энергосистем.
Производство электроэнергии высокого качества в данном случае имеет важное политическое значение и должно рассматриваться как вопрос национальной гордости.
Согласно требованиям ГОСТов, норм и правил организации, ведущие эксплуатацию энергетических систем, а также питающих и распределительных электрических сетей, должны контролировать качество энергии. Для обеспечения контроля за качеством энергии необходимо организовать правильный сбор информации о ее качестве. Контроль за качеством энергии и получаемая информация дают возможность произвести:
— проверку соответствия режимов показателей качества энергии у потребителей и в сети техническим требованиям, предъявляемым ГОСТом;
оценку экономичности того или иного показателя качества энергии и возможностей повышения экономической эффективности его регулирования;
— корректировку показателей качества энергии (например, для электроэнергии — это изменения установок автоматических регуляторов напряжения, регулировочных ответвлений распределительных трансформаторов без РПН, емкости статических конденсаторов и т. д.);
— дополнительные мероприятия по улучшению показателей качества энергии. К их числу относятся: установка дополнительных компенсирующих и регулирующих устройств, изменение схемы сети и др.
Обеспечение контроля качества энергии у потребителей невозможно без достаточно полной и достоверной информации. Более того, информация должна давать возможность не только оценить существующий уровень качества энергии, но и выявить причины пониженного качества энергии и наметить необходимые мероприятия по его повышению.
Однако получить полную и достоверную информацию о качестве энергии можно с помощью методов оценки качества энергии и при наличии приборов учета и контроля за показателями качества энергии.
Для контроля за показателями качества электрической энергии в основном применялись, да и сейчас применяются, стрелочные и регистрирующие приборы.
Однако применяемые до настоящего времени средства не в состоянии обеспечить получение необходимой информации, так как требуют значительной, практически недопустимой, численности персонала для обслуживания приборов и обработки результатов измерений.
Таким образом, если учесть, что эта информация должна поступать из точек сети, не имеющих постоянного обслуживания, то ясно, что возникает задача автоматизации ее сбора и обработки. С 1967 г. в этом направлении достигнуты определенные успехи. Так, например, возможны два способа автоматизации средств статистического анализа качества напряжения. Первый — применение статистических вольтметров. Имеются статистические вольтметры двух типов: одни сразу выдают среднее арифметическое и фиксируют неодинаковость напряжения, другие выдают ряд отсчетов, по которым можно построить статистические показатели. Приборы первого типа очень громоздки, дороги и сложны в эксплуатации. Второй — использование статистических анализаторов напряжения. В Латвэнерго создан статистический анализатор качества напряжения типа «Сакн-1». Класс точности измерительного органа по напряжению срабатывания составляет ±1%. Прибор позволяет получить интегральную характеристику качества напряжения в виде кривой распределения вероятности отклонений напряжения. При дальнейшей обработке информации о качестве напряжения можно получить: математическое ожидание — δU; стандартное отклонение — δ; вероятность попадания отклонений напряжения в определенный диапазон — р; кривую распределения вероятностен отклонения напряжения. Этот прибор выпускается серийно.
Представляет интерес устройство «Силуэт» (разработано на СКВ Вильнюсского завода счетных машин), предназначенное для ввода различной графической информации в электронные вычислительные машины. Устройство автоматически считывает графики, поступающие с регистрирующих приборов, преобразует их в цифровую форму и выводит на ленточный перфоратор ординаты одной или одновременно двух кривых. Ординаты представляются пятизначным международным телеграфным кодом в виде трехзначных чисел по десятичной системе. Затем перфолента поступает на вход ЭВМ.
Для анализа таких показателей качества, как несинусоидальность формы кривой напряжения, несимметрия напряжения основной частоты, в Латвэнерго разработан и налажен выпуск прибора РИФ-регистратор искажений формы кривой напряжения; кроме того, создается анализатор по всем показателям качества электроэнергии. Следует отметить, что в ЛенПЭО ВНИИэлектромонтаж совместно с Ленинградским политехническим институтом имени М. И. Калинина создан прибор для комплексной оценки качества электрической энергии, в том числе и колебаний напряжения.
Омским институтом инженеров транспорта разработаны статистический частотомер, статистический прибор для измерения параметров резкопеременных нагрузок. Институтом электродинамики АН УССР предложен измеритель несимметрии ИНН-2. Ведутся работы по созданию комплексных приборов для проведения исследовательской работы по качеству электроэнергии.
В табл. 16 приведены разработанные и выпускаемые приборы для контроля качества электроэнергии в сетях переменного тока [44]. Приборы, не выпускаемые серийно, отмечены звездочкой.
В 1975 г. ВНИИЭ были разработаны «Временные методические указания по контролю качества напряжения в электрических сетях энергосистем». По решению Главтехуправления и Госэнерго надзора эти указания были рекомендованы энергосистемам для проведения их опытной проверки. Как отмечалось на Всесоюзной конференции по качеству электроэнергии в сетях промышленных предприятий, не во всех энергосистемах имеется возможность внедрения этих указаний. Основными причинами, препятствующими применению методических указаний, являются следующие: отсутствие приборов контроля и местных инструкций по проведению контроля качества электрической энергии, отсутствие планов-графиков проведения контроля, а также отсутствие на предприятиях специалистов, отвечающих за качество электрической энергии.
Из изложенного вытекает, что проводимая работа по организации контроля и учета качества энергии явно недостаточна.
Известно, что функции энергетического учета сводятся к регистрации, обработке и анализу данных, полученных с помощью приборов учета энергии на стадиях ее производства, распределения и потребления. Это в полной мере относится к приборам учета и контроля качества энергии. В, существующих инструкциях и действующих положениях, устанавливающих порядок расчетов за пользование электрической и тепловой энергией, не определяются места установки приборов учета и контроля качества энергии, а также их количество.

Таблица 16

Исследования, проведенные нами, показали, что в зависимости от схемы энергоснабжения предприятия места установки приборов для контроля за качеством электроэнергии должны быть предусмотрены в точках токораздела между энергосистемой и потребителем (ГПП, ЦРП), на всех имеющихся трансформаторных подстанциях на стороне низшего напряжения, вблизи мощных электроприемников (крупные асинхронные, синхронные двигатели, электропечи, выпрямительные установки и т. д.).
При питании силовой и осветительной нагрузки от одного трансформатора целесообразно устанавливать приборы не только в ТП, но и на распределительных щитах.
Сказанное следует отнести и к постоянно установленным приборам — статистическим анализаторам качества электроэнергии. Кроме того, на предприятии при отделе главного энергетика целесообразно иметь приборы для выборочного контроля за качеством электроэнергии в тех или иных точках электрической сети.
Для более обоснованного выбора количества приборов контроля за качеством энергии может быть использована методика определения экономической эффективности установки таких приборов. В основу методики положено подготовленное научно- исследовательской лабораторией промышленно-экономических исследований при Ленинградском инженерно-экономическом институте имени П. Тольятти «Типовое положение по организации энергетического учета на промышленном предприятии Министерства электротехнической промышленности СССР» [12].
В соответствии с этой методикой установка прибора учета экономически оправданна, если приведенные затраты на его установку и обслуживание могут в заданный нормативный срок окупиться экономией энергии, получаемой в результате установки этого прибора. При установке приборов, учитывающих качественные показатели энергии, задача усложняется, поскольку получаемая информация дает возможность произвести не только» расчет экономии энергии, но и еще целый ряд расчетов, связанных с определением величин ущерба или экономического эффекта, а также затрат на мероприятия по улучшению режима показателей качества энергии.
Изучение постановки учета как количественных, так и качественных показателей энергии на ряде промышленных предприятий показывает, что на предприятиях при отделах главного механика и энергетика необходимо создавать группу специалистов, занимающихся квалиметрией энергии. Такие группы в некоторой степени будут отвечать по функциям существующим отделам технического контроля предприятий, а по подчиненности — находиться в ведении энергоинспекций по качеству энергии.
Кроме того, определенная работа проводится по экономическому регулированию качества энергии. Она идет в двух направлениях: а) разработка мероприятий, регламентирующих взаимоотношение энергосистемы с потребителями энергии; б) совершенствование ценообразования путем образования фондов материального поощрения предприятий и совершенствования системы оплаты труда работников.
Как уже отмечалось, управление качеством продукции рассматривается как один из аспектов управления производством. Однако следует иметь в виду, что система управления качеством — это не автономная система и даже не автономная подсистема общей системы управления предприятием, «Говорить о системе управления качеством продукции можно лишь в том случае, если имеется в виду необходимость внутреннего методологического единства выработки управляющих решений, относящихся собственно к качеству продукции. Однако при этом нельзя забывать о наличии объективной зависимости факторов, влияющих на качество, и факторов, обусловливающих количество продукции» [25]. Поэтому управление качеством продукции не может быть практически реализовано независимо от управления ее количеством. Это следует из сущности системного подхода к рассмотрению вопросов качества и количества продукции, который предполагает их решение в диалектическом единстве. В полной мере сказанное можно отнести и к энергии, качество и количество которой составляют две части единой системы, а изменение в любой из них может привести к нарушению функционирования всей системы в целом (в частности, системы энергоснабжения).
Поэтому наряду с прогнозированием количества потребляемой энергии важен вопрос предсказания качественных параметров энергии. В работе [13] нами предлагается метод предсказания показателей качества энергии (колебаний напряжения и частоты, отклонений напряжения и частоты и т. д.). Предлагаемый метод может быть использован и для предсказания влияния подключения новых потребителей к существующей электрической сети.
Из изложенного вытекает, что задача управления качеством энергии должна рассматриваться как одна из составляющих управления топливно-энергетическим комплексом страны. Качество энергии как экономическая категория отражает степень соответствия энергии определенной общественной потребности и меру ее удовлетворения. Качество энергии, так же как и ее количество, в условиях плановой экономики является объектом управления, т. е. регулируется государством и органами управления в соответствии с объективными законами управления производством.
Управление качеством энергии следует рассматривать на двух уровнях: 1) как общегосударственную систему управления качеством топливно-энергетических ресурсов; 2) как систему поддержания установленного стандартом уровня качества энергии у потребителей.
В первом случае задача состоит в том, чтобы установить, какой уровень качества энергии является экономически целесообразным как в настоящем, так и в будущем.  Во втором случае задача сводится к оптимальному управлению средствами труда и трудовыми коллективами с целью обеспечения потребителей энергией надлежащего качества.
Решение этих задач в общем случае включает в себя:

1. разработку методов планирования и прогнозирования показателен качества энергии с учетом перспектив развития энергетики и структуры энергопотребителей;
2. разработку методов экономической оценки и измерения показателей качества энергии;
3. совершенствование существующих и разработку новых стандартов в соответствии с требованиями народного хозяйства;
4. разработку систем сбора и анализа информации о качестве энергии на всех стадиях энергетической цепи включая проектирование;
5. организацию служб управления качеством на всех стадиях энергетического производства и в связи с этим организацию и развитие квалиметрической и метрологической служб;
6. введение показателей качества энергии (энергоснабжения) в систему оценки деятельности энергосистем и предприятий;
7. применение математических методов и экономико-математических моделей и ЭВМ;
8. совершенствование экономических методов управления качеством энергии;
9. подготовку высококвалифицированных специалистов, занимающихся разработкой и обеспечением систем управления качеством в энергетике.