Исследование структуры генерирующих мощностей электростанций в условиях неопределенности уровней электропотребления тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Исследование структуры генерирующих мощностей электростанций в условиях неопределенности уровней электропотребления"

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ордена ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ имели СЕРГО ОРДЮНИКВДЗЕ

На правах рукописи

НЕЙНОВА Любовь Иосифовна

ИССЛЕДОВАН® СТРУКТУРЫ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ УРОВНЕЙ ЗЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИЯ

Специальность 08.00. 05. - экономика, планирование, организация

управления народным хозяйством и его отраслями (энергетика)

АЕ^тореферат диссертант на соискание пеной степени . кандидата экономических наук

■МОСКВА - 1998

■ - г -

Работа выполнена в Государственном научно-исследовательском энергетической институте им.Г.Ы.Кржижановского

Научный руководитель: доктор экономических наук

Горвнов П.В.

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор Смирнов В.Л.

кандидат экономических наук Борисова И.Н.

Ведущая организация: ГВЦ Минтопэнерго

Российской Федерации

Защита^состоитоя " "№г. в </^ часов на заседании специализированного Совета К. 053. 21. 12 в Государственной Академии Управления им, С.Орджоникидзе по адресу: 109542, Москва, Рязанский проспект, зал заседаний Ученого Совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАУ им, С. Орджоникидзе.

Автореферат разослан " ¿у^, " Х992 г.

Ученый секретарь ~ -

специализированного Совета, .

доцент, к.э.н. И^СЩ 1 • Фомина ЕЙ.

УОП ЗНИНа. Объем 0.7 п.д. Заказ 477. Tupas 100 экз. Уосква, ЛешшсюШ проспект, 19.

-

Актуальность темы. В условиях перехода страны к рыночным отношениям существенно возрастает, в процессе принятия решений, роль средств экономико-математического моделирования, позволяющих отслеживать и учитывать быстро меняющуюся экономическую ситуацию. В области электроэнергетики это особенно важно в вопросах прогнозирования перспектив развития отрасли, Для этого необходимы комплексные исследования, ключевыми вопросами которых является: выбор структуры генерирующих мощностей, формирование топливного баланса электростанций, определение экономически обоснованных единичных мощностей энергоблоков. Главным фактором рри решении такой комплексной задачи в современных условиях является корректный учёт неопределенности исходных данных, а доминирующим вероятностным параметром, наиболее полно отражающим изменения в экономике страны - уровень потребления электроэнергии. Без решения вопроса учета фактора неопределенности исходных данных, в условйях переходного периода, когда исходная информация претерпевает коренные изменения, получение адекватных реальным условиям результатов более чем затруднительно. Вместе с тем, вопросы сбздания методического инструментария, позволяющего комплексно решать задачу прогнозирования развития электроэнергетики в указанных аспектах, при неопределенности доходной информации разработаны не в полной мере. Серьезные трудности при комплексном выборе структуры генерирующих мощностей, с одновременныя решением задачи оптимизации топливного баланса электроэнергетической системы, связаны, с корректным учетом расхода топлива на ТЗЦ, как в части производства эдегстроэнергии, так и отпуска тепла., Пр1^ комплексных исследованиях сложными являются также вопросы выбора единичных мощностей энергоблоков. Исследования по их уточнению в условиях переходного периода практнчеаси полностью отсутствуют, несмотря на то, что изменились как приоритеты в отрасли, так и экономические параметры энергоблоков.

В связи с этим решаемая в днссертагрготгой работе задача по разработке комплексного прогноза развития электроэнергетики и топливоснабжения электростанций представляется актуальной.

Цель исеведавализ заключается в методическом решении задачи кошдексного экономического обоснования перспективного развития

электроэнергетических систем с помощью, средств зшкшко-матема-тического моделирования. Решение этой задачи потребовало: рассмотрения вопросов, касающихся современного состояния;ц перспектив развития отрасли, анализа сущгствуюдиг. моделей, используемых для исследования перспектив развития отрасли, , разработки комплексных детерминированной и стохастической моделей оптимизации структуры генерирующих мощностей и топливного баланса электростанций, а также регрессионной модели для ?ь*кэра единичных мощностей энергоблоков, и проведения практических исследований перспективного развития электроэнергетики с - использованием разработанных моделей.

Методы исследования. В работе применяется аналитические методы исследования, базирующиеся на использовании системного анализа, теории математического моделирования, теории статистических решений.

Научная новизна. 1. Автором сформулирована стохастическая модель выбора перспективной структуры гензрирувдих мощностей и топливного баланса электростанций в объединенной алектроэнерге-. тической системе. 2. Разработана модифицированная детерминйро-ванная динамическая модель, обеспечивающая; выбор структуры генерирующих мощностей электростанций и вводо.5 линий электропередач; оптимизацию топливного баланса ТЭС; опчнинвоцию режшов работы энергосистемы с учетом использования 1сонденеадаонной. модности и выработки на ТЭЦ; учет расхода топлива на ТЭЦ в общзи топливно-энергетическом балансе электроэнергетической ■ системы; учет ограничений по топливным ресурсам, инвестициям и возможностям выпуска машиностроением перспективных видов оборудования. 3. Предложена методика решения задачи выбора единичных мощностей блочного оборудования электрост£»нций ■ на . основе испо«ьаоваши разработанных экономико-математических моделей,.

Пршотмеская ценность. 1. С использованием разработанной детерминированной модели, подучены рациональные диапазоны необходимых вводов мощностей различных типов генерируюсь го оборудования в ЕЭЭС в динамике на период до £010 г. 2. О помощью разработанного автором стохастического варианта модели, проведено исследование, выявившее влияние фактора неопределенности уровней злектроиотребления на основные характеристики развития енерго-

систем; определен рациональный уровень потребления электроэнергии, при котором достигается минимум математического ожидания суммы затрат на развитие и функционирование энергосистемы и ущэрба от недоотпуска электроэнергии потребителям. 3. Построены зависимости экономичности и надежности работы энергоблоков от величины их единичной мощности.

Апробация работа. Работа докладывалась и обсуждалась: на совещании "Основные положения концепции развития электроэнергетики в новых условиях хозяйствования", Москва, ВДНХ, сентябрь 1990; на Всесоюзном научно-техническом совещании "Концепция развития электроэнергетики в новых условиях хозяйствования", Москва, ВДНХ, март-апрель 1991.

Использование результатов диссертации. Результаты диссертационной работы использовались при формировании вариантов структуры генерирующих мощностей для проекта Энергетической программы до 2010 г. (в разделе Электроэнергетика).

Результаты исследований автора в течении ряда лет используются в ЭНИНе им. Г. М. Кржижановского при выполнении плановых научно-исследовательских работ по темам: "Совершенствование модели оптимизации структуры вводов генерирующего оборудования с учетом ограничений на топливные ресурсы, режимов работы энергосистем и возможностей магистральных линий электропередачи и альтернативных видов транспорта топлива", "Прогноз топливоснабжения электростанций при различных условиях развития страны и формирования ТЭК на период до 2015г. "Комплексный прогноз научно-технического прогресса в области электрификации, электроэнергетики и теплоснабжения народного хозяйства СССР на период 1996- 2015 гг.", "Разработка Перспективной концепции развития электроэнергетики и электрификации в.новых условиях экономического роста и энергосбережения народного, хозяйства", "Разработать стратегию развития электроэнергетики и электрификации страны на ближнюю и дальнюю перспективу (до 2015 г, ) в. новых условиях экономического роста и хозяйствования", "Разработка комплекса экономило-математических моделей и Создание программного обеспечения развития электроэнергетики в рыночных условиях".

Публмгацмх. Основные положения диссертации, отражающие отдельные аспекты исследования, опубликованы в 6 печатных работах,

Г .

общим объемом 3,7 печатных листа, из которых автору принадлежит 1,5 п. л.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, приложения, списка литературы и содержит 142 страницы основного текста, 11 рисунков, 43 таблицы.

Основное содержание работы.

В первой главе диссертации дается анализ современного состояния электроэнергетики. Отмечается, что современное кризисное состояние отрасли, характеризуемое снижением масштабов вводов мощности на электростанциях, падением уровня добычи органического топлива, определяется общим кризисом экономики страны и снижением объемов производства во всех отраслях экономик«. Сроки и скорость выхода из кризиса предопределяют неопределенность условий развития энергетики, как части радикально менявшейся экономики страны. Показана возрастающая роль экономико-математических моделей, позволяйте проводить многовариантные расчеты, корректно учитывать взаимосвязи электроэнергетики с другими отраслями народного хозяйства и находить наиболее рациональные пути развития отрасли в новых быстроменяющихся экономических условиях.

Как у нас в стране, так и за рубежом накоплен вначительный опыт применения математических моделей для исследования, проектирования и планирования электроэнергетических екдтем (ЗЭС). Весомый вклад в теорию и практику математического моделирования развит иг. электроэнергетическил систем внесли научные коллективы ЗНИНа, ИНЭИ РАН , СЭИ, ВГШ.и НИИ "Энергоеетьпроект", и других организаций. Однако, в ранее выполненных работах, имеются следующие, по шк нию ^аитора, основные недостатки. Отсутствие разработок, позволяющих решать задачу выбора структуру генерирующих мощностей в условиях неопределенности информации с приемлемой размерностью. В существующих моделях выбора структуры генерирующих мощностей в части топливопотребления не учитывается расход топлива на отпуск тепла от ТЭЦ Это не позволяет корректно формировать оптимальную потребность в топливе для всех теплоэлектростанций, что неприемлемо в условиях дефицита топливных ресурсов, так 1*ак не дает возможность учитывать в полном объеме ограничения на эти ресурсы.

В диссертации показан один из возможных путей применения, в новых экономических условиях, разработанных автором экономико-математических модельл, который состоит в использовании их в имитационном режиме по двухступенчатой схеме расчетов. Такая схема предполагает наличие двух блоков - Слока формирования исходных данных с учетом конъюнктуры гынка и блока оптимизации перспектив развития электроэнергетики,. При правильном формировав нии вариантов имитационных расчетов, тшсая модель может обеспечить корректные результаты с учетом изменяющихся рыночных условий. Таким образом, для учета рыночных условий, в диссертации предлагается структурная с:ема, основанная на очетании имитационных и оптимизационных подходов, где во внешней имитационной модели варьируются топливная конъюнктура, изменяючиеся Цены и другие рыночные условия, а в качестве внутреннего оптимизационного блока выступает разработанный комплекс экономико-математических моделей развития электроэнергетики.

Во второй главе приводится постановка задачи и описание разработанных автором моделей исследования структуры генерирующих мощностей.

ДЕТЕРМИНИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ КОМПЛЕКСНОЙ ОПТИМИЗнЩС! СТРУКТУРЫ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ И ТОПЛИВНОГО БАЛАНСА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ предназначена для поиска такой структуры генерирующих мощностей по регионам страны и вводов линий электропередач в ЕЭЭС по типам оборудования и зонам графика электрической нагрузки, которая отвечает выбранному критерию оптимизации и обеспечивает соответствие имеющихся топливных ресурсов объемам и структуре производства электроэнергии и тепла. К основным факторам, влияющим на решение задачи комплексной оптимизации структуры генерирующих мощностей и топливного балеиоа злектростгяций относятся: условия формирования рыночных отношений в экономике; структура потребления электроэнергии и тепла по регионам страны; уровень теплофикации; допустимые режимы работы электроэнергетического оборудования и систем, а/также, возможности передачи электроэнергии по линиям электропередач; ограничения на имеющиеся топливные ресурсы; тенденции изменения технико-экономических характеристик генерирующего и сетевого оборудования; условия обеспечения надежности работы энергосистем; требования охраны окружающей среды и

др. В качестве критерия эффективности в блоке комплексной оптимизации структуры генерирующих мощностей и топливоснабжения электростанций используется минимум суммарных приведенных затрат по электростанциям и кежсистемным связям, включая затраты в добычу, транспорт и использование топлива для целей функционирования электростанций отрасли. Он позволяет при предложенной схеме учета рыночных условий вариантно оценивать хозяйственные рыночные интересы отрасли и в полной мере обеспечен исходной информацией для реализации.

Для линеаризации нелинейных взаимосвязей и соотношений параметров ЕЗЭС( удельных расходов топлива на отпуск электроэнергии и тепла от режимов нагрузки, электрических потерь от передаваемого потока мощности и энергии по линиям электропередач и др.) в предлагаемой модели ЕЭЭС используются приемы кусочно-линейной аппроксимации важнейших зависимостей. Способ учета ТЭЦ в модели базируется на том, что выбор их мощности осуществляется на основе оптимизации покрытия тепловой нагрузки района и при решении задачи выбора структуры генерирующих мощностей, мощность ТЭЦ считается заданной. Состав основного оборудования ТЭЦ не оптимизируется. В модели определяется эффективность использования конденсационной мощности ТЭЦ. Для решения задачи оптимизации топливного бапанса электростанций модель дополнена условиями топливоснабжения ТЭЦ с учетом особенностей теплофикационного и конденсационного режимов их работы. Расход топлива на ТЭЦ считается отдельно для теплофикационного и конденсационного режимов работы, а их сумма, с учетом расхода топлива на отпуск тепла, даёт общую величину потребности топлива на . ТЭЦ. Разработанная модель обеспэчивает решение следующих задач: , - определение рациональной структуры вводов генерирующего оборудования по типам блоков и регионам страны ;

- выбор вариантов развития межрегиональных линий электропередач;

- поиск эффективного режима работы для существующего и вновь вводимого оборудования;

- выбор вида топлива для вновь создаваемых тепловых электростанций - КЭС и ТЭЦ;

. - оптимизацию топливного баланса электростанций в пределах

выделенных отрасли ресурсов органического топлива с учетом расхода топлива на отпуск тепла от ТЗЦ;

- нахождение стратегии использования твердого и газообразного топлива в электроэнергетике по регионам страны;

- оценку стоимостных показателей при различных структурах генерирующих мощностей и стратегиях использования разных видов топлива в электроэнергетике.

Детерминированная модель выбора структуры ЕЭЭС составлена з предположении, что возможно однозначно оценить решения по )азвитию систем на отдаленную перспективу. Предположение о детерминированности параметров является довольно оправданным допущением при условии, что основные характеристики системы сущест-(енно не меняются и их можно достаточно точно определить. Вместе ! тем, для обеспечения надежности долгосрочных прогновов необхо-;имо учитывать случайный характер неуправляемых параметров. !ледует отметить воздействие на электроэнергетические системы аких неоднозначных и случайных факторов, как уровни и режимы лектропотреблення, неразрывно связанные с темпами и пропорциями азвития экономики страны; уровни и территориальная структура отребления электроэнергии и тепла; объемы распределяемых топ-ивных ресурсов; топливная конъюнктура и цены на энергетическое опливо; сроки реализации и темпы научно-технического прогресса; ехнико-экономические показатели электростанций; уровни надеж-ости функционирования электроэнергетических систем и некоторых ругих, вызывающих отклонение от объективных и долговременных енденций. Это ведет к появлению свойства неопределенности, по-имаемого как невозможность однозначно предвидеть будущие усло-;щ и варианты развития электроэнергетических систем. В работе гмечается, что сувдэствующие методы решения задач при неодноз-1Чной исходной информации, ориентированные на оценку задаваемых цжантов развития системы, строящиеся как последовательность зристических приемов, характеризуйся большой трудоемкостью и 5 гарантируют выбор оптимального решения. Оптимизационный под->д к решению задачи выбора структуры ЕЭЭС особенно важен, пос->льку она характеризуется широким диапазоном возможных стратеги и конкретных путей развития системы, требует совокупного 1ета большого числа неоднозначных факторов, определявших это

развитие.

В связи с этим в диссертации разработан СТОХАСТИЧЕСКИЙ ВАРИАНТ МОДЕЛИ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ. В табл. 1 дана структура одного из возможных вариантов двухэтапной однофакторной стохастической модели развития электроэнергетики. В качестве вероятностного фактора рассматривается перспективный уровень потребления электроэнергии (Ут) с заданной плотностью распределения вероятностей (Рш), при т=»4, где т - вариант состояния вероятностного Фактора. Рассматривается п-технологий производства электроэнергии с интенсивностями производства - Хг и с удельными затратами на производство - Сь Вводятся переменные Хт, обозначающие недовыработку электроэнергии для т-го уровня электропотребленйя. В целевой функции при этих переменных записываются штрафы за невыполнение балансового ограничения по• выработке элект/ознергии, численно равные величине удельного . ущерба 2т от недоотпуска 1 кВтчаса электроэнергии для ш - го варианта электропотребления.

Переменные XI, определяющие показатели оптимального плана вводов генерирующих мощностей, являются детерминированными; переменные Хт, определяющие математические ожидания ограничения потребителей электроэнергии - вероятностными.

В результате задача формулируется следующим образом:

1) определить такую структуру вводов генерирующего оборудования, которая удовлетворяет ограничениям вида:

~> Адм XI + 3*~Ат Хт - V] >' 0 (1-1,... ,п; т-1,.. ,4) (1) 1 т

XI > 0 , Хт 0 • и минимизирует общие затраты на их реализацию :

Рвм XI + М ( Хт 7т ) , . (?)

1

2) определить оптимальный уровень потребления электроэнергии >/т с точки зрения минимума математического ожидания суммы приведенных затрат и ущерба от недоотпуска электроэнергии Хт в объединенной энергосистеме.

Таблица 1

Структура однофакторной вероятностной модели (БЫ) определения вводов генерирующих мощностей

Вариант состояния вероят -ностного фактора т. Рш - вероятность такого состояния Целевая функция и ограничения ®1§ГЩванной . искомые переданные Поавые части ограничении

Детерминированные | Вероятностные показатели показатели ! оптимального . ; ' ■ ■ ■ плана ■ ) ' { • XI | Хп>-1 { Хго-2 ]. Хп>-3 | Хтг4 I 1 "л »

т - 1 см С— ДМ Ч Целевая функция F -л_Рш Fm —> min m

Ограничения по неотрицательности переменных Остальные ограничения 0 « Xi дм А XI + Xm j 1 Am Xm !

j Ограничения по неотри-m - 2 j цательности переменных ¡Остальные ограничения • °<Xi | | • Хш •• AW Xi + 1 I.Am Xm i . л w i 1 6m ! Vm*

¡Ограничения по неотри-! 0 XI ! т - 3 | цательности переменных! | )Остальные ограничения ) ддм + | Xm '. Am Xm 18Ш

¡Ограничения по неотри-! 0 < XI т--4 (цательности переменных! \ Остальные ограничения ,дм „ I ! А XI + ! i x«> i i 1 !Am Xm ды iff" ДМ > \йп

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ РЕГРЕССИОННОГО АНАЛИЗА ДЛЯ ОБОСНОВАН НОГО ВЫБОРА ЕДИНИЧНЫХ МОЩНОСТЕЙ ЭНЕРГОБЛОКОЕ Проведенный в ра боте анализ показателей работы различных блоков показал, что ве личина единичной мощности существенно влияет на экономичность 1 надежность эксплуатации оборудования . Для выявления степеш этого воздействия в работе предлагается методика исследован» влияния фактора надежности на выбор единичных мощностей энергоблоков КЭС на базе методов регрессионного анализа Предложена линейная регрессионная полиномиальная модель в виде:

Кгот. - а + в1 Иед. + в2 Тел. + вЗ Т + в4 Кисп. (3)

Брем. - с + <11 Нед. + <12 Тел. + <13 Т + с!4 Кисп. (4)

В роли выходных величин (откликов системы) рассматривались:

- для оценки надежности энергоблоков - коэффициент готовности ( Кгот.), являющийся комплексным показателем надежности;

- для экономической оценки надежной работы оборудования -удельная стоимость ремонта ( 5рем.).

В качестве факторов, влияющих на эти показатели, выделены: Мед. - единичная мощность энергоблока, Т - временной тренд, Тел. - срок службы оборудования, Кисп. - коэффициент использования мощности .

На основе обработки большого фактического статистического материала в диссертации построены регрессионные зависимости изменения коэффициента готовности энергоблоков и удельной стоимости ремонта от величин единичных мощностей энергоблоков, работающих на твердом топливе и на газе. На рис. I представлены зависимости коэффициента готовности энергоблоков на твердом топливе от величины единичной мощности энергоблоков при различных способах определения средних значений остальных факторов. Эти зависимости не относятся к газомазутным энергоблокам, эффективность использования которых продолжает возрастать по мере роста единичных мощностей и блоки мощностью 800 МВт являются более эффективными, чем блоки меньшей мощности.

Анализ построенных зависимостей показал, что для пылеу-гольных энергоблоков надежность уменьшается с ростом единичной мощности. Наибольшую надежность имеют блоки 300 МВт. Незначи-

Кгот.,

зависимость коэффициента готовности ( Кгот.) от величины единичной мощности пылеуг-ольных энергоблоков

■4

.50

200

400 300

^ед..МБгг!

зос

Кгот.

Кгот.

кгот

Кгат-одноаэактэшая зависимость от,/^аа,., Кгатг средние значения факторов посчитаны по всему статистическому ряда, Кгот- средние значения посчитаны для части выборки, относящейся к конкретной единичной мощности энергоблока.

Рис. ~>

- х4 -

тельное уменьшение надежности блоков 800 МВт относительно блоко 300 МВт связано с их старением. Низкая надежность блоков ¿00 МВ объясняется их недостаточной освоенностью, период которой затя нулся с 19б8года по настоящее время. В этих условиях ввод блока 800 МВт, надежность работы которых, судя по регрессионной завй симости, может оказаться еще ниже (Кгот. 60-65%), должен осу ществляться постепенно. Массовый ввод блоков целесообразен '.-оль ко после достижения введенными энергоблоками высоких значена коэффициента готовности.

Теоретически можно считать оправданной политику повышена единичных мощностей в электроэнергетике до 500-800 МВт, есл) ориентироваться на.проектируемые номинальные показатели энергоблоков. Однако реальный опыт эксплуатации блоков большой мощност! свидетельствует, что при этом значительно ухудшаются паказатей надежности оборудования, растет стоимость ремонта Это не може: не сказаться на экономической эффективности работы энергоблоков. Политика перехода на новые ступени ыо1»ости должна быть продуманной и обоснованной, а сроки освоения существенно сокращены.

Полученные регрессионные зависимости, отражающие реальны« условия эксплуатации и фактическое состояние оборудования, был! использованы для учета надежности в задаче комплексной оптимизации структуры генерирующих мощностей и топливного баланса электростанций. Исследования показали, что при принятых технико-экономических показателях энергоблоков снижение единичной мощное« вводимых агрегатов КЭС приводит к увеличению суммарных затрат ш развитие электроэнергетической .' системы, в размерах больших, че1 происходящее при этом снижение затрат на резервирование.

В третьей главе приводятся результаты практических исследований перспектив развития электроэнергетики с использований)! разработанных в диссертации детерминированной и стохастически моделей.

При исследованиях, проводимых с использованием детерминированной модели в качестве важнейших факторов, влияющих на выбо|Р структуры генерирующих мощностей рассматривались уровни потребления электроэнергии в народном хозяйстве и возможные вариант^ развития атомной энергетики.

На основе проведенных расчетов комплексной оптимизации В работе сделаны следующие обобщения:

1. Наиболее эффективными районами для размещения новых вво-

>в генерирующих мощностей являются ОЗЭС Урала, Центра, Юга и «дней Волги. Снимание электропотребления приводит к уменьшению шарных вводов генерирующих мощностей за счет сокращения вво-1В блоков 500 МВт на кузнецких и экибастузских углях в ОЭЭС ;ала и Сибири.

2. Снижение масштабов развития атомной энергетики требует лболее существенного увеличения объема органического топлива, обходимого для ТЭС в период после 2000 г. В вариантах с мини-льным уровнем электропотребления нет превышения потребности в ганическом топливе над располагаемыми ресурсами. Максимальное евншение потребности над ресурсами оценивается в 2010 г. в змере 90 млн. ту. т. при максимальном уровне электропотребления минимальном варианте развития АЭС.

3. Анализ перетоков по межсистемным связям на уровне 2010 да показывает: а) устойчивость направлений перетоков мощности

основным ыежеистемным связям; б) необходимость передачи мощ-сти и энергии на пределе пропускных способностей существующих возможных к сооружению ЛЭП Северный Казахстан - Центр и ЛЭП верный Казахстан - Урал, соединяющих восточную и европейскую кщш ЕЭЗС ; в)'-увеличение перетоков мощности и энергии до за-нных максимумов пропускных способностей межсистемных связей из ЭС Средней Волги в ОЭЭС Цейтра и Северо-Запада происходит при вращении вводов АЭС в рассмотренных вариантах.

4. Наиболее эффективным видом оборудования, использующим г'аническое топливо, являются ПТУ всех типов. Их суммарные эко-ушчески эффективные вводы до 2010 г. составляют от 39 до 50 7. вводов КЭС в рассмотренных вариантах . Уменьшение вводов АЭС 'значительной мере компенсируется увеличением мощности на >льных и гаеоугольньга ПТУ в ОЭЭС Урала - на канеко-ачинском и )гаЛеКом> Северного Кавказа - на кузнецком, Центра и Средней 1ГИ - на.канско-ачияском углях.

Анализ результатов расчетов по выбору варианта оптимальной >укгуры генерирующих мощностей, отвечающих вероятностному сос-[Нию рассматриваемых уровней потребления электроэнергии позво-¡т сделать следующие выводы: -

1. Применительно и рассмотренным условиям найден рациональ-[ уровень прироста производства электроэнергии . (табл. 2), при

котором с уметом вероятностных параметров, достигается минимум математического ожидания суммарных затрат в развитие электроэнергетической системы и ущерба от недоотпуска электроэнергии народному хозяйству. Этот уровень прироста производства электроэнергии в 2000 году, по сравнению с 1990 годом, составит 512,7 млрд. кВт. ч. 2. Оценен минимум математического ожидания суммарных затрат на развитие системы и адаптацию к изменению внешних условий, связанных с заданной вероятностью наступления различных уровней электропотребления. При этом в эатратах доля ущербов от недоотпуска- электроэнергии составляет около 227.:

3. Как в Европейской, так и в Азиатской секциях ЕЭЭС более' 50% вводов мощности осущэствляется за счет парогазовых установок, работающих на газе и угле . В Европе это кузнецкий и канско-ачинский угли, в Азии - канско-ачинекйй уголь.

Вводы АЭС - минимальные (около 22). Атомные электростанции выступают в качестве замыкающего источника .электроэнергии, юэгда ресурсы органического топлива использованы полностью.

Осшвные результаты работ .

Представленный в диссертационной работе комплекс экономико-математических моделей предназначен для исследования перспективного развития электроэнергетики и включает разработку следующих моделей:

1. Стохастической модели выбора перспективной струетуры генерирующих мощностей и топливного баланса электростанций в электроэнергетической системе, . \

2. Детерминированной динамической гюдеЛи, ■ ббеспечиваяадй: выбор структуры генерирующих мощностей, оптимизацию топливного баланса ТЭС; оптимизацию использования конденсащюявдй мощности и выработки на ТЭЦ; учет расхода топлива на ТЭЦ в обазм топлив-ноэнергетическом балансе электроэнергетической системы; учет возможностей выпуска машиностроением перспегаадких видов оборудования. • . .••.>.'..''■'"

3. Регрессионной модели для решения'- задачи •вьйорй &дйнич*-ннх мощностей блочного оборудовании электростанций.

С помощью разработанного комплекса моделей:

4. Шлучены рациональные- диапазоны необходимых вводов мощ-

- 1.7 -

Таблица Z

Определенна рационального прироста производства - электроэнергии, илрд. кВгч

-,-•..... рассматриваемые прирост - недовыра- 1 1 |рациональный |

варианты прироста * электропот- ботка элек- ¡прирост произ-1

эдектропотребдащя ребления троэнергии |водства злеют-\

|роэнергии I

1 вариэдт . .

Всего '' по ; -ВЭЭС 738,6 225,9 1 512,7 |

в т. Ч. »

Европейская секция !ЕЭЭС 516,5 154,9 1 361,6 |

Азиатская секция' ЕЭЭС 222,1 71,0 1 161,1 |

. 2 вариант

Всего по ЕЭЭС 545,2 32,5 1 512,7 I

в т.ч.

Европейская секция ЕЭЭС 388,7 27,5 1 361,2 |

Азиатская секция ЕЭЭС 156,5 . 6,0 ' 1 161,5 |

3 вариант

Всего по ЕЭЭС 416,7 - 1 512,7 |

в т.ч.

Европейская секция ЕЭЭС 292,9 ; -

Азиатская секция ЕЭЭС 123,8 ■

4 вариант

Всего по ЕЭЭС 235.8 - 1 512,7 I

в т.ч.

Европейская секция ЕЭЭС 197,2 -

Азиатская секция ЕЭЭС ■ 38,б" ......-..... , 11 1

з"

настей различных типов генерирующего оборудования на базе исследований в динамике на период до 2010 г. структуры ЕЭЭС страны.

5. Получены количественные оценки влияния фактора неопределенности уровней электропогребления на основные характеристики

• развития энергосистем.

6. Определен рациональный уровень производства электроэнергии, при котором достигается минимум математического ожидания суммы затрат на развитие и функционирование электроэнергетики и ущерба от недоотпуска электроэнергии народному хозяйству.

7. Построены зависимости экономичности и надежности работы энергоблоков от величины их единичной мощности, которые показали, что наибольшую надежность имеют пылеугольные блоки 300 МВт и газомазутные блоки 800 МВт.

8. разработан способ коррекции технико-экономических показателей энергоблоков КЗС для задачи комплексной оптимизации структуры генерирующих мощностей, в соответствии с реальными условиями эксплуатации и фактическим состоянием оборудования.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Основные положения концепции развития генерирующих мощностей. Горюнов П. Е , Попова Г. С., Иванова Л. И., Электрические станции, N 12, 1991, с. 22-24.

2. Структурные сдвиги в развитии электроэнергетических мощностей. Иванова Л. И., Дьячков А. Б., Назарова Е. Г. йнформэнерго, Энергетика и электрификация. Серия "Экономика энергетики и энергетического строительства", вып. 5-6, Ы. ,1991, с. 10-20.

3. Выбор единичных мощностей энергоблоков на основе комплексной оценки их эффективности. Иванова Л. , Попова Г. С. Энергетическое строительство,' N11, 1991, е. 24-27.

4. Оценка эффективности новой техники в модели согласованного развития электроэнергетики и энергомашиностроении Дружинин А. К Иванова Л. И., Шпова Г. С. Сб." Комплексные исследования энергетических установок и систем " / ЭШН им. Г. Ы. Кржижановского, Ы., 1939, с. 5-1?.

5. Исследование достоверности технико-экономических характеристик электростанций (на примере ГЭС) Данилова Т, Е , Иванова Л. К Кретинина КИС., Некрасов А.С. Экономика и математические методы, том XVI, вып. N 5, 1980, с.24-26.

6. Исследование эффективности производства и использования водорода как топлива в электроэнергетике Зубарев Е Е, Иванова Л. И. Кирьянова Е А., Крылов Д. А., Кретинина & С. Сб. "Вопросы атомной науки и техники". Серия "Атомноводородная энергетика и технология", Ы- ИАЭ, вып. 3 (13), 1982, с. 3-7.