Расчет зон влияния ТЭЦ по программе CHPPLANT - Расчетная модель оптимизации системы теплоснабжения региона
В модели рассматривается радиальная тепловая сеть. Потребление тепла в промышленном секторе учитывается при расчете зоны теплового влияния станции, т. к. считается, что предприятия снабжаются теплом по отдельной магистрали. Для простоты приведем результаты расчетов в приближении пространственно-однородно распределенного потребителя. Тогда зона влияния ТЭЦ представляет собой круг (или круговой сектор), на границе которого либо температура сетевой воды становится ниже некоторой заданной величины (в расчете это 500С), либо расход воды таков, что удельное теплосодержание (на единицу длины теплопровода) меньше плотности тепловой нагрузки.
Приближенное задание расположения ТЭЦ основывается на карте Омска [10]. Удобно начало прямоугольной декартовой системы координат совместить с ТЭЦ-4, занимающей угловое положение на карте. Тогда координаты (км) источников тепла следующие: ТЭЦ-2 (16, 14), ТЭЦ-3 (4, 6), ТЭЦ-4 (0, 0), ТЭЦ-5 (10, 20), ТЭЦ-6 (16, 0). Характерный диаметр селитебной зоны - 26 км. В качестве модельного примера рассмотрим также две муниципальных котельных - на газе и на угле, расположенных в точках (8, 14) и (20, 5). Мощность котельных примем по 50 Гкал/ч. Ниже (Рис.1-2 ) приведены результаты расчетов зон влияния всех этих ЭС.
Из Рис.1-2 видно, что в зависимости от методики расчета зоны влияния могут как перекрываться, так и нет. Это обстоятельство существенно влияет на конкуренцию энергосистем на рынке тепла, поскольку борьба за потенциального потребителя может идти только внутри общей зоны двух или более теплоисточников. При описании такой конкуренции в модели применяется простой алгоритм предпочтения (разумеется, при условии, что поставка тепла в зону влияния другой ЭС технически осуществима): при равных тарифах потребитель берет тепло более высокого качества, а если тепло с менее качественными параметрами предлагается по более низким ценам, то доля таких потребителей пропорциональна выгоде, получаемой ими от покупки нормативного количества тепла. Соответствующий коэффициент эластичности подбирается на основе экспертных оценок.
Рассчитывается также равновесная ситуация, когда тариф совпадает с себестоимостью: в этом случае формальное снижение тарифа с конкурентной целью привлечения других потребителей невозможно, и компания вынуждена будет либо снизить удельные издержки, либо провести модернизацию оборудования, которая, возможно, хоть и приведет к росту себестоимости тепла, но при увеличении зоны влияния (т. е. улучшения качества теплоснабжения) эти затраты окупятся.
Рис.1 Зоны влияния ЭС для теплоснабжения населения в декабре. Расчет проведен по укрупненным данным о фактических производственных мощностях. Обозначения: Т - ТЭЦ, К - котельная
Рис. 2 Зоны влияния ЭС для теплоснабжения населения в декабре с учетом промышленного спроса на тепло и расчетных потребностей в тепле по состоянию жилого фонда. Обозначения: Т - ТЭЦ, К - котельная
Чтобы наглядно продемонстрировать необходимость различных методик расчета спроса на тепло, проанализируем имеющиеся данные по "Омскэнерго". Отметим, что в 2001г на нужды промышленности и в отрасли, не связанные с теплоснабжением населения, было отпущено в общей сложности 4,9 млн. Гкал, или 44% полезного отпуска тепла. Остальные 6,1 млн. Гкал расходуются преимущественно в отопительный период, составляющий 5040 часов. Т. к. затраты на ГВС и вентиляцию согласно нормативам по числу жителей составляют для Омска 420 Гкал/ч, из которых 175 Гкал/ч производятся летом, то средняя тепловая мощность предприятий "Омскэнерго" - 1945 Гкал/ч. В то же время средняя фактическая мощность (т. е. установленная минус выбывшая) с учетом КИУМ и по данным Таблицы 1 составляет 2440 Гкал/ч. Если из этой цифры вычесть 475 Гкал/ч, которые получаются делением разности произведенной и отпущенной теплоэнергии на отопительный период, то получается 1965 Гкал/ч. Рассогласование в 20 Гкал/ч составляет 1,1% реально отпущенного тепла и может служить оценкой точности укрупненных входных данных.
Для оценки состояния системы теплоснабжения вновь воспользуемся расчетом потребностей города в тепле по укрупненным нормативам [6]: 1100тыс. чел. Ч6,81 Гкал/чел-год = 7,5 млн. Гкал, из них на долю ЦТ приходится 70%, т. е. 5,2 млн. Гкал. Поскольку полезный отпуск тепла был равен 6,1 млн. Гкал, то можно оценить средний кпд сети, равный в этом случае 85%, что является хорошим показателем. Однако по данным [2] о работе филиала "Тепловые сети" ОАО "Омскэнерго" из 9,179 млн. Гкал тепла, пропущенных через систему в 2001г, полезный пропуск составил 6,797 млн. Гкал или 74%, что существенно меньше. Отметим, что несовпадение данных по полезному отпуску тепловой энергии (9,1 против 11,0 млн. Гкал) может означать, что 1,9 млн. Гкал было отпущено предприятиям по их собственным тепловым сетям. Если же в расчетах потребностей в тепле исходить из детальной структуры жилого фонда, то получаем, что тепло, доставленное потребителю, должно быть равным 6,3 млн. Гкал в год (соответственно 4,4 млн. Гкал по системе ЦТ), и тогда кпд сети получается равным 72%, почти в полном согласии с [2]. Поэтому сравнение результатов расчетов по различным методикам может быть полезным как для оценки точности исходной информации, так и для оценки точности самой модели. Например, если рассчитывать потери тепла вдоль теплопровода условного среднего диаметра 593 мм, то на длине 148,8 км надземной прокладки с нормативной удельной плотностью теплового потока [11] 182 ккал/м-ч получаем темп потерь 27 Гкал/ч. Для подземной прокладки и для разности температур воды и грунта 750С нормативные потери равны 284 ккал/м-ч, так что на оставшейся длине 102 км темп потерь тепла составит 29 Гкал/ч. Всего же в магистральных сетях теряется по нормативу 56 Гкал/ч, или менее 3% отпущенной мощности. Остальные потери относятся к распределительным сетям. Однако приведенные выше данные по филиалу "Тепловые сети" формально относятся к магистральным сетям, что несколько искажает общую картину. Поэтому имеет смысл проводить независимые расчеты как по нормативным показателям, так и по усредненному кпд тепловой сети, что особенно важно для оценки внутренней температуры в помещении при моделировании работы ЭС с некоторой заданной мощностью. Вернемся к Рис.1-2. По проведенным расчетам для каждой ЭС можно определить площадь "собственной" зоны влияния, где в принципе нет конкуренции с другими источниками тепла. Кроме того, в зоне общего влияния нескольких ЭС следует выделить области преимущественного влияния каждой из них, для чего необходимо определить "линию равных услуг" по температуре и расходу теплоносителя. Для краткости рассмотрим ситуацию с ТЭЦ-4 и ТЭЦ-3, а также с ТЭЦ-2, ТЭЦ-3 и К-1, согласно Рис.1, т. е. для варианта данных по укрупненным значениям фактической мощности. Приведем для них результаты расчетов по определению соответствующей границы зон конкуренции, площадей зон доминации внутри зон конкуренции (по качеству теплоносителя), а также собственных, т. е. внеконкурентных, зон.
Рис. 3 Линия равных услуг (жирная кривая) для ТЭЦ-3 и ТЭЦ-4
Интерес представляет только часть границы Гeq, заключенная внутри зон влияния ЭС. Если обе ЭС принадлежат одной компании, то вместо конкуренции возникнет координация действий, позволяющая охватить большую часть потребителей посредством перераспределения потоков тепла.
Рис. 4 Случай тройного пересечения зон влияния ТЭЦ-2, ТЭЦ-3 и К-1
Необходимость столь детального рассмотрения вызвана тем, что на рынке тепла прибыль компании будет образовываться только от продажи своей продукции внутри эффективной зоны влияния, к которой следует отнести собственную зону и зону доминации, а также часть конкурентной зоны, в которой снижение параметров тепла может быть скомпенсировано тарифной политикой. При этом естественно возникают требования к точности модели: расчет потребления топлива и топливной составляющей в себестоимости произведенной энергии должен осуществляться с точностью, не меньшей, чем доля конкурентной зоны в полной зоне физического влияния данной ЭС.
Таблица 3 Площади зон влияния (км2) для ЭС, оцененные по их средней фактической мощности.
ЭС |
Т-2 |
Т-3 |
Т-4 |
Т-5 |
Т-6 |
К-1 |
К-2 |
Полная площадь зоны влияния |
167 |
260 |
301 |
43 |
78 |
18 |
18 |
Площадь собственной зоны |
140 |
86 |
151 |
31 |
75 |
6 |
16 |
Доля эффективной зоны влияния от полной, % |
91 |
72 |
70 |
88 |
97 |
72 |
94 |
Площадь зоны конкуренции |
27 |
174 |
150 |
12 |
3 |
12 |
2 |
Площадь зоны доминации |
13 |
103 |
60 |
7 |
1 |
7 |
1 |
Из этих расчетов следует, что точность модели не должна быть хуже, чем ориентировочно 10%. В противном случае по ряду ЭС (Т-2, Т-5, К-2) описание конкуренции на рынке тепла получить не удастся.
Похожие статьи
-
Моделирование рынка тепла - Расчетная модель оптимизации системы теплоснабжения региона
Энергосистема теплоснабжение конкуренция регион В нашей предыдущей работе [1] была разработана методология анализа конкуренции ТЭЦ и/или котельных, а...
-
Возможны две различных стратегии реструктуризации сферы централизованного теплоснабжения, и, как следствие, различные методики анализа возникающих...
-
Объединение двух ЭС - Расчетная модель оптимизации системы теплоснабжения региона
Предположим теперь, что вместо конкуренции имеет место согласованная политика обеих энергосистем в зоне конкуренции. Тогда часть топлива, которая...
-
Энергосистема г. Омска - Расчетная модель оптимизации системы теплоснабжения региона
Крупные теплофикационные системы на базе ТЭЦ общего пользования построены и функционируют в основном в городах с расчетной тепловой нагрузкой более 500...
-
Для расчета себестоимости по теплу и электроэнергии в модели используются несколько методик: по укрупненным показателям и по детальным расчетам, включая...
-
Литература - Расчетная модель оптимизации системы теплоснабжения региона
1. Клименко В. А., Орлов Ю. Н. Математическая модель оптимизации системы теплоснабжения. / Препринт ИПМ РАН, №52, 2003. 2. http://www. omsk. elektra....
-
Модели временных последовательностей, Критерии производительности - Прогнозирующие системы
Используемые для наших целей временные последовательности представляют собой последовательность наблюдений за интересующей переменной. Переменная...
-
Для заданного региона обслуживания с помощью технологии ГИС предоставляется карта автомобильных дорог, на которой указаны пункты, соответствующие...
-
Система "Диспетчер" апробирована на реальных исходных данных двух регионов Нефтяной Компании "Юкос" (Липецкая и Воронежская области) и показала свою...
-
Опыт №1. Этапы моделирования по методике 1. За основу взято разделение внешних рискообразующих факторов на: политические, научно-технические,...
-
Баланс активной и реактивной мощностей - Расчет электрической сети микрорайона в г. Иркутск
Нагрузка электроснабжение потребитель трансформатор Определить нагрузки подстанций при следующих исходных данных: Таблица 1.3 - Исходные расчетные данные...
-
В 1974г. группа аргентинских ученых во главе с профессором А. Эррерой получила предварительные результаты работы над латиноамериканской моделью...
-
Введение - Метод представления знаний в интеллектуальных системах поддержки экспертных решений
Во многих областях человеческой деятельности - науке, технике, бизнесе - широко распространены проблемные ситуации, которые могут быть описаны исходными...
-
Электрический расчет - Районная электрическая сеть
Электрический расчет предлагается проводить для случая, когда известна максимальная нагрузка на шинах НН. Расчет режимов выполняется методом...
-
Целью расчета установившихся режимов (электрического расчета) ЭС является определение параметров режима ветвей и узлов: потоков активной и реактивной...
-
Необходимо составить математическое описание теплообменника, в котором жидкий продукт нагревается насыщенным водяным паром (расход, кг/с), до температуры...
-
Предметом изучения информатики являются информационные технологии, которые реализуются на практике в автоматизированных информационных системах (АИС)...
-
Программное управление является приемлемым подходом во многих прикладных ситуациях. На этом принципе основаны, например, простые металлорежущие станки...
-
Построим формализованную модель оценки суммарных издержек в складском грузообороте. Введем обозначения (все показатели соотнесены к периоду в один год и...
-
Модель Хопфилда - Прогнозирующие системы
В 70-е годы интерес к нейронным сетям значительно упал, однако работы по их исследованию продолжались. Был предложен ряд интересных разработок, таких,...
-
В реальных производственных условиях, во-первых, не может быть мгновенных поставок партий исходного продукта переработки, а во-вторых, технологический...
-
Модель "вход - выход" для нестационарной системы управления можно представить в следующем виде [2] . Где коэффициенты матриц возмущения и ограничены...
-
Модели теории игр. Основные определения и термины В разных областях целенаправленной деятельности, например при разработке и эксплуатации АСУ, часто...
-
Позволяет определить погрешность полученной площади и окончательного содержания. Также использовались и другие программы: Otno - Программа используемая...
-
Разработка алгоритма нахождения входного потока заявок в имитационной модели контрольно-пропускной системы на основе статистических данных В наши дни...
-
В работе рассматривается задача нахождения маршрутов развоза товаров на объекты заданного региона, возникающая у компаний, желающих сократить...
-
Основные результаты работы состоят в следующем: 1. Рассмотрены математические модели, лежащие в основе системы оптимизации доставки товаров...
-
Оценка адекватности включает в себя проверку способности модели правильно осуществлять идентификацию состояний МиУГВ как входящих в базу прецедентов...
-
Задача кластеризации может быть сведена к задаче раскраски вершин графа. Для этого строится граф несовместимости. Вершинам графа соответствуют...
-
В статье описывается порядок синтеза, оптимизации и верификации семантической информационной модели управления минерализацией и уровнем грунтовых вод....
-
Специфика интегрированной производственной системы (ИПС) АПК, как объекта исследования риска, выражается в том, что она может включать несколько...
-
Оценим величину экономического эффекта от применения преобразователя частоты Lenze SMD ESMD223L4TXA (цена со склада в Петербурге 37 000 р. с НДС) на...
-
Построим теперь на базе полиинтервальной оценки такую теоретико-вероятностную модель представления экспертных знаний, которая сочетала бы в себе описание...
-
Реализация интеллектуальных систем поддержки решений (ИСППР) в задачах оценки перспективности объектов природопользования на ранних стадиях их...
-
Моделирование динамики рыночной системы
Введение В современных условиях динамичного развития рыночной системы экономика, испытывающая многочленные подъемы и спады, требует внешнего воздействия,...
-
Главным параметром трансформатора является его мощность. Различают электромагнитную, полезную, расчетную и типовую мощности трансформатора....
-
Спецификация модели Почти каждая компонента динамической части модели потребует комментариев, поэтому для каждой компоненты модели будет отведен...
-
Прогнозирование курса Ukb/Usd, Общий подход к прогнозированию курса UKB/USD - Прогнозирующие системы
В данной главе описаны эксперименты по прогнозированию курса американского доллара по отношению к украинскому карбованцу (UKB/USD). Сначала описаны...
-
Применение нейронных сетей в финансовой сфере - Прогнозирующие системы
Характерный пример успешного применения нейронных вычислений в финансовой сфере - управление кредитными рисками. Как известно, до выдачи кредита банки...
-
Пусть Dl, r() соответственно левые (правые) границы интервалов I, отвечающих на криволинейной трапеции ОИО значениям 0< < 1. Тогда интересующая нас...
Расчет зон влияния ТЭЦ по программе CHPPLANT - Расчетная модель оптимизации системы теплоснабжения региона