Почасовой расчет работы энергетических систем

Для расчета себестоимости по теплу и электроэнергии в модели используются несколько методик: по укрупненным показателям и по детальным расчетам, включая почасовой график потребления тепла и электричества и колебания среднесуточной температуры.

Рис. 5. Отношение продолжительности ночи к продолжительности дня в течение года. Широта г. Омска (приблизительно 550 с.ш.).

Первый день на Рис. 5 отвечает дате 01.01. Кривая моделирует меняющуюся по дням года относительную потребность населения в электроэнергии. Эта величина умножается на среднегодовое значение потребления энергии, показывая, что летом потребление составляет 0,4 от среднесуточного, а зимой — 2,5. После этого среднесуточное потребление разбивается аналогичным долевым графиком почасовой нагрузки:

Рис. 6. Распределение почасовой потребности населения в электроэнергии.

Почасовое потребление горячей воды в жилом районе будем моделировать нижеследующим характерным графиком:

Рис. 7. График почасового потребления горячей воды в жилом районе.

Потребление тепла на промышленных предприятиях имеет другой долевой график почасовой нагрузки. Соответствующие коэффициенты также умножаются на среднесуточную потребность города в теплоте производственных параметров для получения величины реальной загрузки ТЭЦ. Подчеркнем, что в программе нет детального моделирования работы ТЭЦ по степени загрузки ее отдельных агрегатов с учетом их индивидуальных топливных характеристик, а есть только укрупненное описание.

Рис. 9. Распределение помесячного потребления тепла по городу в целом.

На основе этих данных может быть проведен детальный расчет потребления и, соответственно, производства тепла внутри эффективной зоны теплового влияния ЭС. По этому расчету более точно находятся среднегодовые показатели расхода топлива, а также годовые затраты и производственная себестоимость тепла и электроэнергии. Ниже приведены некоторые из рассчитываемых показателей.

Рис. 10. Среднегодовое потребление топлива на рассматриваемых ЭС, тут/ч (tph).

Рис. 11. Расчетный график почасового производства тепла для ТЭЦ-4.

Рис. 12. Расчет расхода топлива от графика спроса на электроэнергию для ТЭЦ-4.

Рис. 13. Расчет расхода топлива от графика спроса на тепло для ТЭЦ-4.

Таблица 4. Сравнение расчета выработки электроэнергии и тепла по модели «от графика электроэнергии» с данными годового отчета по «Омскэнерго» за 2001 г.

Проведенное сравнение позволяет сделать вывод о достаточно высокой точности моделирования по физическим параметрам. Топливные затраты (Рис.14) в сумме по этим трем ТЭЦ отличаются от факта на 1,7% в большую сторону: 1,50 млрд руб. против 1,47 млрд руб.

Рис. 14. Годовые топливные затраты ТЭЦ «Омскэнерго» (руб).

Еще один набор контрольных цифр — это данные по структуре топливного баланса АО «Омскэнерго». Здесь также имеется достаточно хорошее совпадение с фактом. Некоторое ухудшение точности объясняется тем, что в нашей модели почасовой график загрузки мощностей не учитывает топливных характеристик конкретных теплоагрегатов ЭС.

Таблица 5. Сравнение данных по топливному балансу «Омскэнерго» .

Таблица 6. Сравнение результатов расчета себестоимости тепла [руб/Гкал] и электроэнергии [коп/кВт-ч] с имеющимися данными. 1 вар. — режим работы ТЭЦ от графика спроса на электроэнергию, а 2 вар. — от теплового графика.

Наибольшее модельное приближение делается в эконометрической зависимости эксплуатационных и общехозяйственных затрат от мощности станции.

Однако, поскольку целью программы является описание именно конкурентных отношений между ЭС, которые (без предположений о внутренней реорганизации станций) влияют в основном на топливную часть себестоимости, то эксплуатационные и прочие затраты могут быть заданы путем тестирования по известным фактическим данным.

Из приведенных выше результатов следует, что точность модели по ключевым параметрам не превосходит 3%.

Следовательно, если требуется проанализировать работу нескольких ЭС в зоне конкуренции, которая составляет менее 3% от ее полной зоны, то требуется более детальное описание такой ситуации.

В то же время, по-видимому, несколько процентов зоны влияния вряд ли могут существенно изменить реальную ситуацию с теплоснабжением. Кроме того, без действительной схемы теплосетей нет смысла проводить более подробный анализ.

Таким образом, можно считать, что точность предлагаемой модели достаточна для качественного описания процесса конкуренции на рынке тепла.