Моделювання динаміки процесу модернізації супутнього використання водного та енергетичного ресурсів у теплоелектроенергетиці України
Характеристика оцінки процесу реалізації реконструкції і оновлення сектора теплової електроенергетики України в рамках нової Енергетичної стратегії до 2035 року. Особливість урахування сукупного використання водного та енергетичного ресурсів країни.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | украинский |
Дата добавления | 18.03.2018 |
Размер файла | 259,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІКИ ПРОЦЕСУ МОДЕРНІЗАЦІЇ СУПУТНЬОГО ВИКОРИСТАННЯ ВОДНОГО ТА ЕНЕРГЕТИЧНОГО РЕСУРСІВ У ТЕПЛОЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИЦІ УКРАЇНИ
Вишневська А.О.
Постановка проблеми. Реформування енергетики, без сумніву, є однією з найбільш важливих і гострих для України проблем. Модернізація електроенергетики, зокрема теплових електростанцій, є одним з ключових моментів указаної проблеми. Опублікований у кінці 2016 р. проект нової Енергетичної стратегії України до 2035 р. «Безпека,енергоефективність, конкурентоспроможність» [1, с. 7] підкреслює, що теплові електростанції були і залишаються головним джерелом виробництва необхідної енергії для забезпечення життєдіяльності країни. Це, до речі, далеко не перший документ, мета якого -- намітити шлях виходу енергетики Україні з кризи, яка почалася задовго до опублікування нової Енергетичної стратегії України (НЕС), розробленої низкою наукових колективів. Після ознайомлення із цим документом можна стверджувати, що автори суттєво змінили погляди на парадигму розвитку енергетики України, відмовилися від філософії простого нарощування потужностей на базі традиційних технологій, приймають до уваги інноваційні фактори в технологіях виробництва електроенергії, враховують ринкові тенденції та вимоги до зниження негативного впливу енергетики на навколишнє середовище. Нині проект НЕС винесений на розгляд громадськості, передусім експертівта науковців, він досить значний за обсягом і потребує оцінки та аналізу спеціалістами в різних сферах енергетики. У статті ми пропонуємо розглянути тільки один, на нашу думку, важливий аспект, а саме визначений в Додатку 3 «Дорожня карта» реалізації НЕС ЦІЛЬ 5: ЕКОЛОГІЧНО ПРИЙНЯТНИЙ РІВЕНЬ ВПЛИВУ ЕНЕРГЕТИКИ НА ДОВКІЛЛЯ. Можна констатувати, що проблему сукупного використання водного та енергетичного ресурсу в даному документі ігноровано на відміну від інших екологічних, передусім проблему зниження шкідливих викидів у повітряне середовище.
Структура електроенергетики України мало змінилася після розпаду Радянського Союзу. Застарілі технології виробництва електроенергії на електростанціях, передусім теплових, стали причиною погіршення екологічної ситуації в Україні, причому це торкнулося всіх сфер: повітря, землі та води.
Проблема супутнього використання водного та енергетичного ресурсу стоїть не менш гостро, ніж забруднення повітря [2, с. 22].
Обсяг водних ресурсів України, досить обмежений і становить 52 км3/рік, із них на поверхневі води припадає до 39 км3/рік. Величина водоспоживання в країні наблизилася до межі ресурсів і досягає 30--36 км3/рік. 88% основних рік мають екологічний стан басейнів, що оцінюються як «поганий», «дуже поганий» і «катастрофічний». Якість води 2/3 річок України має оцінку «сильно забруднена», і тільки 3% річок мають воду задовільної чистоти; за експертними даними, якість вод має стійку тенденцію до погіршення. При цьому електроенергетика України, зокрема теплова, робить помітний внесок у погіршення стану водного ресурсу. З одного боку, у НЕС закладена ідея зростання споживання електроенергії, яке, своєю чергою, пов'язане зі зростанням споживання води. З іншого боку, зростання економіки викличе відповідне зростання споживання води, наприклад в аграрному секторі. Дефіцит води як глобального ресурсу за такими тенденціями спрогнозувати неважко, тому проблеми зниження води в енергетиці України треба вирішувати. Очевидно, правильним вирішенням було системно врахувати проблему сукупного використання водного та енергетичного ресурсів у межах нової Енергетичної стратегії України. З урахуванням складності, довготри- валості та витратності процесу модернізації електроенергетики, на нашу думку, необхідно побудувати модель, яка могла врахувати різноманітні аспекти цього складного процесу.
Аналіз останніх досліджень і публікацій. Ще на початку 2000-х років стан теплоенергетики викликав тривогу [3, с. 31]. Сучасний стан ТЕС України слід розглядати як критичний. Накопичення застарілого обладнання призводить до зростання витрат на ремонт. У результаті витрати на багаторазове продовження ресурсу стають порівняними з вартістю нового обладнання. Так, у 2002 р. витрати на ремонт обладнання ТЕС становили 348 млн. грн. (за плану 567 млн. грн.), або 12% від собівартості виробленої ними електроенергії.
У роботі О.Ю. Черноусенко [4, с. 3] аналізувалися структурні зміни в електроенергетиці, а саме встановлено, що в 1991--2014 рр. відбулася суттєва зміна структури енергетичних ресурсів у виробництві електричної енергії на ТЕС і ТЕЦ України. Так, застосування вугілля як палива збільшилося з 31,3% у 1991 р. до 83,5% у 2014 р. Природний газ зменшився у структурі енергетичних ресурсів з 49,7% у 1991 р. до 16,3% у 2014 р., а мазут -- з 20,8% у 1991 р. до 03,2% у 2014 р. відповідно.
Стан теплової енергетики України незадовільний [5, с. 16]. Згідно з інформаційними матеріалами Міненерговугілля, близько 80% енергоблоків ТЕС та ТЕЦ перевищило межу фізичного зношення у 200 тис. годин. Отже, докорінна її модернізація та будівництво нових потужностей є вкрай актуальними.
Питання ефективного використання водного ресурсу під час виробництва електроенергії на електростанціях досить добре розроблені в технологічному аспекті і вкрай недостатньо -- в економічному.
Щодо наукових публікацій на тему довгострокового моделювання змін у теплоенергетиці, то у вітчизняній літературі їх украй мало, хоча моделюванню енергетичних систем присвячено значну кількість наукових праць, зокрема роботи Сауха та Борисенка [6].
Натомість значна кількість західних дослідників проводить у цій галузі масштабні дослідження [7; 8]. Крім академічних моделей, створені комерційні моделі довгострокового планування розвитку, які застосовуються в промисловості і соціально-політичному секторі. Відзначимо дві розробки. Модель Націонал ь- ної енергетичної системи (НЕМС), розроблена Департаментом енергетики США, є системою моделювання економіки енергетики, побудованої з кількох модулів, що дає змогу проектувати виробництво, споживання і ціни на енергоносії для США на 25 років і може додатково використовуватися для аналізу впливу політики у сфері енергетики.
AURORAxmp від EPIS Inc. -- комерційна модель електричного сектора. Вона розкладає горизонт на блоки із двох тижнів. Кожен блок спочатку обраховує попит, а потім використовується як модель реалізації.
Ця модель ураховує погодинний кліринг, зональний або вузловий дизайн ринку. AURORAxmp приймає інвестиційні рішення як для енергогенераторів, так і мереж передачі, а також рішення про ремонти.
Крім того, на увагу заслуговує модель планування розширення виробництва електроенергії на довгостроковий період [9, с. 55], що позначається як PGEP, що постулює короткострокову відповідь попиту, тобто у міру зростання цін на електроенергію споживачі скорочують свій попит. Щодо моделювання системної модернізації теплоенергетики з урахуванням модернізації систем водопостачання, то таких публікацій не виявлено.
Рис. 1. Водно-енергетичний зв'язок
Головне питання маловитратного використання води для електростанцій лежить у площині організації забору і відведення води для використання в турбінах електростанцій. Окрім цього, важливо врахувати ще один важливий фактор -- географічний. Так, річка Дніпро є домінуючим джерелом водопостачання України [10, с. 31], де зосереджено більше 60% усіх водних ресурсів Україні і не менший відсоток енергетичних ресурсів. До найважливіших чинників впливу на Дніпро і водночас використання річки належить забір води, який здійснюється в десятках тисячах місць і в цілому є дуже значним. Найбільших обсягів (20--22 млрд. м3) він сягав у середині 1980-х років і був співвідносним зі стоком річки. В останні роки цей обсяг зменшився і в цілому набув ознак стабільності. Проте саме зарегульованість стоку Дніпра суттєво знижує природні можливості для очищення, тому збільшення забору води, особливо в маловодні роки, може мати вкрай негативні наслідки.
Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми. Згідно з НЕС, Україна планує нарощувати споживання енергії та будувати нові вугільні та атомні станції. Питання використання водних ресурсів у даному документі взагалі не розглядається. У 2015 р. загальний попит на електроенергію разом із втратами та чистим експортом становив -158 млрд. кВт/год.
У 2035 р. чисте споживання електроенергії становитиме 180 млрд. кВт/год. (+/- 15%). Із них 62 млрд. кВт/год. буде припадати на теплові електростанції. Основні фактори, що впливають на динаміку чистого попиту:
— ріст споживання в промисловості за рахунок зростання випуску продукції (у т. ч. металургії, сфери послуг);
— зниження споживання населення, у т. ч. завдяки росту енергоефективності у використанні побутових приладів;
— ріст проникнення електромобілів, що призведе до додаткового споживання понад 3 млрд. кВт/год./рік.
Слід зазначити, що через особливість енерго- ринку України (наявність значних потужностей атомних електростанцій) теплові електростанції повинні мати надлишкові потужності для реалізації меневру із-за сезонних та добових факторів. Це означає, що в новій Енергетичній стратегії треба передбачити не тільки просту заміну відпрацьованих енергоблоків, але дещо нарощувати потужність. Своєю чергою, це викликає збільшення навантаження на водний ресурс, що, як уже зазначалося, вкрай небажано в довгостроковій перспективі. З огляду на те, що така масштабна реконструкція потребує відповідних інвестицій, причому з урахуванням проблеми сукупного використання води і електроенергії, треба оцінювати не тільки обсяг додаткових інвестицій, але і зниження забору води. Крім того, у процесі реконструкції має бути забезпечений енергетичний баланс, а також цінова рівновага на енергоринку. Реалізація довготривалої стратегії розвитку електроенергетики України потребує певного плану. Очевидними фактами є значна множина варіантів необхідної модернізації електроенергетики України й оцінка різних сценаріїв із точки зору величини бюджету та екологічних показників, зокрема витрат водних ресурсів на отримання визначених енергетичних потужностей. Саме тому постає актуальність завдання моделювання та супутнього використання водних і енергетичних ресурсів в Україні.
Виклад основного матеріалу дослідження. На рис. 1 схематично показано взаємозв'язок водних та енергетичних потоків.
Відповідно, розглядати перспективу розвитку електроенергетики без урахування енергозбереження і водо збереження, на нашу думку, неправомірно.
Основне джерело, що породжує дефіцит прісної води в енергетиці, полягає у застарілій схемі прямоточного забору і відведення води. Ця схема, незважаючи на різні варіанти схем водо- відведення, зрештою зводиться до одного: вода для вироблення електроенергії відбирається з природнього джерела (як правило, річки), а відпрацьована скидається нижче за течією. Така схема водопостачання і водовідведення довгі роки вважалася найкращою, бо є дешевою і діє на більшості електростанцій України.
На противагу цьому найбільш розповсюдженою технологією охолодження турбін електростанцій в Євросоюзі є технологія оборотного водопостачання. Оборотне водопостачання -- це багаторазове використання води в промисловості для запобігання нераціональному споживанню природних вод і їх забрудненню. Така технологія дасть змогу скоротити споживання води та створить умови для збереження водного ресурсу та підтримки екологічного фактора. Менш уживаною є технологія із сухим циклом, яка не використовує водний ресурс взагалі. За зарубіжним досвідом встановлення технологій, альтернативних технологіям прямого контуру водозабезпе- чення, було оцінено вартість витрат на встановлення технологій оборотного водозабезпечення та технології із сухим циклом. Установлено, що технологія із сухим контуром є дорожчою за прямоточну на 860%, а технологія оборотного водо забезпечення (із замкненим контуром) буде дорожчою лише на 47%. Таким чином, можна було б розглядати сценарій модернізації української електроенергетики шляхом заміни застарілих енергоблоків на нові, при цьому передбачаючи очисні технології для води.
Методологія моделювання
Для побудови кількісного аналізу такого складного і масштабного процесу необхідно скористатися релевантним підходом. На нашу думку, саме таким є метод системної динаміки.
Методологія системної динаміки, розроблена Форрестером та його учнями, із самого початку спрямована на прикладне застосування і, відповідно, зорієнтована на комп'ютерне моделювання. Базовим елементом системної динаміки є представлення досліджуваного процесу у вигляді діаграми, яка складається з петель позитивних і від'ємних зворотних зв'язків. У методі системної динаміки в центрі уваги є взаємодія ендогенних факторів. Головні положення цієї методології викладені в роботах Форрестера та Медоуз [11; 12]. Як математичний об'єкт, динаміка системи являє собою систему диференціальних рівнянь. Змінні стану в системі, називаються запасами, тоді як керуючі змінні залежать від стратегії прийняття рішень і структури інформації контурів зворотного зв'язку в системі. Модель динаміки системи, як правило, вирішується чисельно і може обробляти як затримки, так і нелінійності. Тобтомоделі такого вигляду є системами диференцій- них рівнянь:
йх/йЬ = і(х, и, Ь),
де х = (х1, ... , хп)т -- вектор станів; и = (и1, ... , ит)т -- вектор виходів; Ь -- символ часу.
Моделі, які застосовуються в математичній теорії систем, окрім рівнянь стану, містять ще й рівняння вигляду
у = Н (х, и),
в якому змінна у = (у1, ... , у?)т -- вектор виходів системи, и -- управляючі змінні.
Під час складання диференційних моделей проводиться вибір змінних стану і встановлюються зв'язки між цими змінними у вигляді функцій правих частин рівнянь станів.
Існує низка спеціалізованих програмних засобів, які були розроблені спеціально для моделі системної динаміки. Можливості включення оптимізації та невизначеностей у моделі досить обмежені, тому стратегії рішення, які передбачають оптимізацію, досить важко реалізувати в рамках системної динаміки. Проте мета розроблення моделі динаміки системи саме і полягає в тому, щоб покращити розуміння про реальні варіанти поведінки системи залежно від початкових умов та прийнятих рішень. Як зазначалося вище, реальні особи, які приймають рішення, рідко повністю раціонально усвідомлюють свої рішення, тому імітаційні моделі, засновані на динаміці системи, є цінним інструментом для описового аналізу, який, своєю чергою, може призвести до підвищення рівня знань і тим самим поліпшення процесу прийняття рішень. реконструкція тепловий електроенергетика водний
Суть методології системної динаміки полягає не у прямому використанні змінних стану, бо ця ідея часто буває важкою в реалізації. Більш продуктивним виявився підхід, який базується на детальному описі ланцюгів причинно-наслідкових зв'язків (Causal Loop) між факторами, які відображаються в моделі за допомогою змінних стану.
Рис. 2. Схема логічних зв'язків
Розроблення таких ланцюгів часто потребує включення в модель певних змінних, спеціально призначених для явного визначення в моделі структури причинно-наслідкових взаємозв'язків між змінними стану, що доповнюють семантику предметної сфери.
На рис. 2 укрупнена логічна схема зв'язків енергетичних, водних та фінансово-економічних факторів у процесі функціонування теплоенергетичного сектора енергетики. Стрілками показано зв'язки, причому там, де стоїть плюс, це означає збільшення, а там, де мінус -- відповідне зменшення.
Таким чином, модель являє собою інструмент для створення сценаріїв для аналізу того, що може статися за певних обставин (наприклад, за зміни цін на паливо, податків, технологічних інновацій).
Однак для отримання кількісної оцінки процесу модернізації та реконструкції теплоенергетики з урахуванням фактору сукупного використання тільки схеми логічних зв'язків недостатньо. Проте це «дорожня карта» для використання сучасних інструментальних засобів моделювання динамічних процесів, зокрема добре відомого пакету імітаційного моделювання Powersim Studio 10 Express [13]. Функціонально даний пакет являє собою систему візуального програмування, який дає змогу в зручній формі моделювати складні динамічні процеси. На рис. 3 представлено модель, яка деталізує та уточнює схему логічних зв'язків, представлених на рис. 2.
На цій діаграмі прямокутниками представлено змінні, які характеризуються змінами станів, а колами -- допоміжні змінні,що з'єднуються стрілками: подвійними -- для випадків зв'язаних потоків та одинарними, це так звані інформаційні зв'язки.
Змінні даної моделі. Змінні станів (Level):
Інтегральний_попит -- попит на електроенергію на даний період часу;
ІнвЕнерПопит -- обсяг інвестицій у модернізацію енергогенеруючих потужностей;
ІнвВводопостач -- інвестиції в модернізацію водопостачання;
ОбСпВоди -- обсяг спожитої оборотної води на виробництво електроенергії;
ЗагСума -- загальна сума коштів на модернізацію;
ЧасткаМодерн -- частка модернізованої системи водопостачання;
Пропозиція -- постачання електроенергії, визначене енергоринком;
Змінний_попит -- попит, що змінюється від сезонних, добових, погодних та інших факторів;
Фіксований_попит -- попит на електроенергію, який уважається незмінним на протязі року;
ОперацВитрати -- сукупні витрати на експлуатацію.
Допоміжні змінні (Auxiliary):
ДинПопиту -- прогнозована в НЕС швидкість зростання попиту електроенергії на період дії НЕС;
ДинІнвВод -- значення динаміки надходжень інвестицій на модернізацію системи водопостачання;
СумВНВ -- сума коштів на модернізацію системи водопостачання;
ТемпОсвІнв -- енергетичне виробництво електроенергії значення динаміки надходжень інвестицій на модернізацію теплоенергетики;
ТемпІнвВод -- значення динаміки надходжень інвестицій на модернізацію системи водопостачання;
ЧастНаПот -- енергетичне виробництво електроенергії, значення динаміки надходжень інвестицій на модернізацію енергетичних потужностей;
ТемпОсвІнв -- значення динаміки освоєння;
ТемпЗмін -- темп змін системи водопостачання;
ТемпОприход -- темп оприходування коштів;
ЗГВ -- сума загальних витрат;
ПотЕнер -- значення потужності енергосистеми;
ТемпПопиту -- темп попиту на інвестиції;
ЗВНМП -- темпи загальних витрат на модернізацію;
ТМ -- темп зміни частки нових схем водопостачання;
Кожна змінна типу Level є сумою потоків вхідних і різницею вихідних потоків вигляду temp1*dx1 + ... + tempn*dxn -- temp1*de1 - ... - tempp*dyp.
Рис. 3. Потокова модель системної динаміки процесу модернізації теплоенергетики України
Окреме питання в даній моделі займає питання рівноважної ціни на електроенергію. Нині не існує єдиновизнаної теорії про ціноутворення на ринку електроенергії, навіть для стаціонарного ринку, тобто там, де не відбувається масштабна модернізація. Щодо ціноутворення у разі розширення та модернізації енергоринку, то це питання нині інтенсивно вивчається. Найбільш ґрунтовний підхід запропонований у роботі Лохмана [14, с. 36]. Ідея цього підходу така.
Нехай функція попиту F (х) = b. Тоді її зворотна функція F' існує в точці b, неперервна і строго монотонно спадна. Існування зворотної функції F'1^) дає змогу переписати умову рівності попит = пропозиція еквівалентно з точки зору величини Q як зворотної функції попиту. Далі підбирається відповідна функція, що задовольняє цим умовам, наприклад частково логарифмічна Q=a-blogP.
Тоді зворотна їй буде:
Р =е(а^)/Ь а >0: Ь >0.
Ураховуючи особливості самого методу системної динаміки, за якого не ставиться задача з самого початку досягати граничної точності моделі, ми обрали спрощений варіант функції попиту і скористалися лінійним наближенням. Калібрування параметрів моделі проводилося на основі довідкових даних та на основі експертних даних про функціонування систем теплоелектроенергетики [15, с. 25].
Проведення імітаційних експериментів
За допомогою представленої моделі було про- модельовано різні сценарії розвитку модернізації.
Розглянемо сценарій без модернізації водопостачання, так званий нульовий.
Результати імітаційного прогону відображено в табл. 1 та на рис. 4.
На рисунку рис. 5 представлено розрахунок сценарію розвитку програми реконструкції за припущеннями, що зміна та модернізація енер- гогенеруючих потужностей відповідає індикативним цифрам НЕС, а зміна водопостачання на теплоелектростанції реалізована лише на 55%. У табл. 2 надано укрупнені значення ключових показників проходження модернізації та реконструкції теплоелектроенергетики України на період із 2017 по 2035 р.
Аналіз результатів
Вивчення результатів прорахунків варіантів проведення модернізації теплоенергетики України, який передбачається проектом НЕС, за різними сценаріями показує, що сума інвестицій у деяких варіантах може перевищувати індикативну більш ніж на 40%.
Рис. 4. Зміна параметрів енергосистеми без модернізації системи водопостачання
При цьому додаткові інвестиції на модернізацію системи водопостачання становлять від 5% до 8% прогнозованої суми інвестицій на модернізацію теплоенергетики в цілому.
Таблиця 1 Показники параметрів енергосистеми без модернізації системи водопостачання
Час |
Ціна- НаРинк |
Енерг Потужності |
Частка модерн |
СумВНВ |
Капвитрати |
Зміна- ОбСпВоди |
ЗагСума |
|
01.01.2022 |
0,15 |
0 |
0 |
0 |
10,22 |
0 |
10,22 |
|
01.01.2029 |
1,45 |
0,19 |
0 |
0 |
20,83 |
0 |
20,83 |
|
01.01.2029 |
1,83 |
0,29 |
0 |
0 |
31,71 |
0 |
31,71 |
Рис. 5. Динаміка модернізації теплоенергетичного сектору з урахуванням сукупного використання на рівні 55%
Таблиця 2 Модернізація теплоенергетичного сектору з урахуванням сукупного використання на рівні 55%
Час |
Ціна- НаРинк |
Енерг- Потужності |
Частка модерн |
СумВНВ |
Капвитрати |
Зміна- ОбСпВоди км3 |
ЗагСума |
|
01.01.2022 |
0,15 |
0,09 |
0,15 |
0,8 |
10,22 |
0,7 |
11,02 |
|
01.01.2029 |
1,49 |
0,19 |
0,35 |
1,6 |
20,83 |
1,21 |
22,43 |
|
01.01.2029 |
1,94 |
0,29 |
0,55 |
2,4 |
31,71 |
2,1 |
33,11 |
При цьому витрати на модернізацію системи водопостачання роблять певний внесок у збільшення рівноважної ціни розміром до 10%. Однак при цьому можна зберегти до 2 км3 /рік водного ресурсу.
Висновки
Проведене дослідження вказує на те, що така вкрай важлива проблема, як суттєва модернізація теплоенергетики, потребує реалізації з урахуванням фактору супутнього використання водного ресурсу. Своєю чергою, виконання такої програми потребує інструментарію для оцінки стану процесу реалізації в часі та прийняття відповідних рішень. Запропонована імітаційна модель модернізації теплоенергетики України, побудована на основі методології системної динаміки, може прийнятним наближенням оцінити результати той чи інший варіант розвитку програми залежно від прийнятого рішення. Проведені сценарні розрахунки в середовищі Powersim Sudio 10 Express показують спроможність оцінювати виконання програми модернізації теплоенергетики України у взаємозв'язку фінансових, енергетичних та водних ресурсів.
Бібліографічний список
1. Шеберстов О.М. Енергетика і електрифікація / О.М. Шебер- стов Енергетика і електрифікація. - 2004. - № 12.
2. Черноусенко О.Ю. Стан енергетики України та результати модернізації енергоблоків ТЕС / О.Ю. Черноусенко // Проблеми загальної енергетики. - 2014. - № 4. - С. 20-26.
3. Борисенко А.В. Моделирование развития мощностей электростанций в условиях несовершенной конкуренции / А.В. Борисенко // Электронное моделирование. - 2009. - № 5. - С. 3-27.
4. Byers, E. A., Hall, J. W., & Amezaga, J. M. (2014). Electricity generation and cooling water use: UK pathways to 2050. Global Environmental Change, 25, 16-30.
5. Botterud, A., Korpas, M., Vogstad, K., & Wangensteen, (2002). A dynamic simulation model for long-term analysis of the power market. 14th PSCC, Session, 12, 1-7.
6. Rutberg, M. J. (2012). Modeling water use at thermoelectric power plants (Doctoral dissertation, Massachusetts Institute of Technology).
7. Вишневський В. Чи потрібні водосховища? / В. Вишнев- ський // Персонал. - 2011. - № 11(416).
8. Донелла Х. Медоуз. Азбука системного мышления / Х. Донелла. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. - 344 с.
9. Forrester J.W. Industrial Dynamics. MIT Press, Cambridge MA, 1961.
10. Lohmann, T., & Rebennack, S. (2016). Tailored Benders Decomposition for a Long-Term Power Expansion Model with Short-Term Demand Response. Management Science.
Анотація
У статті розглянуто питання оцінки процесу реалізації реконструкції і оновлення сектора теплової електроенергетики України в рамках нової Енергетичної стратегії України до 2035 р. з урахуванням сукупного використання водного та енергетичного ресурсів України. Запропоновано та реалізовано модель динаміки модернізації та реконструкції на основі методу системної динаміки. Проведено сценарні розрахунки в середовищі Powersim, на основі яких зроблено оцінки обсягу інвестицій, необхідних для реалізації вказаної програми, а також оцінки обсягу зниження витрат води, та вирахувано межі зміни рівноважних цін на ринку електроенергії України.
Ключові слова: теплова електроенергетика, супутнє використання водного ресурсу, стратегія модернізації, інвестиції, витрати води, рівноважна ціна, системна динаміка.
В статье рассмотрены вопросы оценки процесса реализации реконструкции и обновления сектора тепловой электроэнергетики Украины в рамках новой Энергетической стратегии Украины до 2035 г. с учетом совокупного использования водного и энергетического ресурсов Украины. Предложена и реализована модель динамики модернизации и реконструкции на основе метода системной динамики. Проведены сценарные расчеты в среде Powersim, на основе которых сделаны оценки объема инвестиций, необходимых для реализации указанной программы, а также оценки объема снижения расхода воды, и вычислены пределы изменения равновесных цен на рынке электроэнергии Украины
Ключевые слова: тепловая электроэнергетика, смежное использование водного ресурса, стратегия модернизации, инвестиции, расходы воды, равновесная цена, системная динамика.
The questions assess the implementation of reconstruction and upgrade thermal power sector of Ukraine under the new Energy Strategy of Ukraine till 2035 in view of the total use of water and energy resources of Ukraine. Proposed and implemented model of the modernization and reconstruction based on system dynamics approach. Scenario calculations conducted among Powersim, on which the estimates made by the volume of investment requiredto implement the said program as assessments of reducing water consumption and calculated equilibrium boundary changes in market prices of electricity Ukraine.
Keywords: thermal power, concomitant use of water resources, the strategy of modernization, investment, water consumption, the equilibrium price, system dynamics.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проблеми енергетичної залежності України від Росії та Європейського Союзу. Розробка концепцій енергетичного виробництва та споживання готових енергетичних ресурсів. Залежність між підходом до використання енергетичних ресурсів та економічною ситуацією.
статья [237,2 K], добавлен 13.11.2017Теплові процеси в елементах енергетичного обладнання. Задача моделювання теплових процесів в елементах енергетичного обладнання в спряженій постановці. Математична модель для розв’язання задач теплообміну стосовно елементів енергетичного обладнання.
автореферат [60,0 K], добавлен 13.04.2009Розгляд задачі підвищення енергоефективності з позицій енергетичного бенчмаркетингу. Особливості використання методів ранжування за допомогою правил Борда, Кондорсе і Копеланда з метою виявлення кращих зразків енергоефективності котелень підприємства.
магистерская работа [882,1 K], добавлен 24.08.2014Значення теплових електростанцій в регіонах України. Місце гідроелектростанції в електроенергетиці країни. Використання нетрадиційних джерел енергії. Технічний стан електроенергетики. Структура та обсяги виробництва електроенергії в енергосистемі держави.
презентация [3,3 M], добавлен 02.12.2014Загальна характеристика основних видів альтернативних джерел енергії. Аналіз можливостей та перспектив використання сонячної енергії як енергетичного ресурсу. Особливості практичного використання "червоного вугілля" або ж енергії внутрішнього тепла Землі.
доклад [13,2 K], добавлен 08.12.2010Теплова потужність вторинних енергетичних ресурсів, використаних в рекуператорі на підігрів повітря і в котлі-утилізаторі для отримання енергії. Використання ВЕР у паровій турбіні і бойлері-конденсаторі. Електрична потужність тягодуттєвих засобів.
контрольная работа [31,9 K], добавлен 21.10.2013Складові паливно-енергетичного комплексу України: вугільна, нафтова, газова та торф'яна промисловість, електроенергетика. Розвиток українських вітроелектростанцій: Донузлавської, Чорноморської, Євпаторійської, Аджигільської, Трускавецької та Асканійської.
презентация [2,0 M], добавлен 05.03.2014Стан та аналіз енергоспоживання та енергозбереження на об’єктах гірничо-металургійного комплексу (ГМК). Порівняльна характеристика енергоємності продукції з світовими стандартами. Енергоефективність використання паливно-енергетичних ресурсів ГМК України.
реферат [91,5 K], добавлен 30.04.2010Природа і спектральний склад сонячного світла, характер його прямого та непрямого енергетичного перетворення. Типи сонячних елементів на основі напівпровідникових матеріалів. Моделювання електричних характеристик сонячного елемента на основі кремнію.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.06.2014Суть процесу формування верхнього шару металу в умовах пружної і пластичної деформації. Дослідження структурних змін і зарядового рельєфу поверхні при втомі металевих матеріалів. Закономірності формування енергетичного рельєфу металевої поверхні.
курсовая работа [61,1 K], добавлен 30.06.2010Визначення параметрів пари і води турбоустановки. Побудова процесу розширення пари. Дослідження основних енергетичних показників енергоблоку. Вибір обладнання паросилової електростанції. Розрахунок потужності турбіни, енергетичного балансу турбоустановки.
курсовая работа [202,9 K], добавлен 02.04.2015Складання загального та технологічного енергобалансу. Теплоспоживання, електроспоживання, водоспоживання й гаряче водопостачання підприємства. Заходи підвищення ефективності використання енергії. Техніко-економічне обґрунтування енергозберігаючих заходів.
курсовая работа [246,0 K], добавлен 22.07.2011Альтернативні джерела енергії. Кліматичні вимоги міскантуса гігантеуса. Нетрадиційні поновлювані енергоджерела України. Ботанічна характеристика і походження міскантуса. Технологія вирощування міскантуса гігантеуса. Використання біомаси в енергетиці.
реферат [47,7 K], добавлен 01.11.2009Загальна характеристика біоенергетичних ресурсів, їх переваги та недоліки. Енергетична ситуація та потенціал альтернативних видів палива в Україні. Політична і законодавча база в сфері біоенергетичних ресурсів, її фінансова підтримка на державному рівні.
курсовая работа [55,4 K], добавлен 27.10.2011Огляд сучасних когенераційних установок. Особливості використання ДВЗ в КУ. Низькокалорійні гази і проблеми використання їх у КУ. Розрахунок енергоустановки та опис робочого процесу. Техніко-економічне обґрунтування. Охорона навколишнього середовища.
дипломная работа [937,3 K], добавлен 05.10.2008Енергія як загальна і спільна міра різних форм рухів матерії. Структура паливо-енергетичного комплексу України. Забезпечення теплом населення та промислових підприємств як головна функція теплоенергетики. Графіки електричного навантаження електростанцій.
контрольная работа [3,2 M], добавлен 13.09.2009Загальна характеристика енергетики України та поновлювальних джерел енергії. Потенційні можливості геліоенергетики. Сонячний колектор – основний елемент геліоустановки. Вплив використання сонячної енергії та геліоопріснювальних установок на довкілля.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 30.03.2014Дослідження тунельного ефекту в рамках квантової механіки та шляхів розв'язку рівняння Шредінгера, що описує можливість подолання частинкою енергетичного бар'єру. Визначення коефіцієнту прозорості та іонізації атома під дією зовнішнього електричного поля.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 05.09.2011Використання ядерної енергії у діяльності людини. Стан ядерної енергетики України. Енергетична стратегія України на період до 2030 р. Проблема виводу з експлуатації ядерних енергоблоків та утилізації ядерних відходів. Розробка міні-ядерного реактору.
реферат [488,7 K], добавлен 09.12.2010Паливно-енергетичний комплекс — сукупність взаємопов’язаних галузей і виробництв з видобування палива, генерування електроенергії, їх транспортування та використання. Галузева структура ПЕК України, динаміка розвитку підприємств; екологічні проблеми.
презентация [11,4 M], добавлен 02.11.2013