Основы многолетнего регулирования топливоснабжения с учетом изменчивости гидрометеорологических условий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.01, доктор технических наук Великанов, Михаил Александрович

• Великанов, Михаил Александрович
• доктор технических наук
• 1997

Оглавление диссертации доктор технических наук Великанов, Михаил Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр,

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

ИССЛЕДОВАНИИ

1.1. Многолетняя неравномерность тепло- и топливо-потребления на отопительно-вентиляционные цели

1.2. Изменчивость топливопотребления ТЭС вследствие колебаний энергоотдачи каскадов ГЭС

1.3. Экономическое обоснование системы многолетнего регулирования топливоснабжения

1.4. Формирование запасов топлива в США

1.5. Задачи многолетнего регулирования топливоснабжения

в условиях влияния геофизических факторов

ГЛАВА 2. МНОГОЛЕТНЯЯ НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ НА

ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЮ

2.1. Зависимость неравномерности тепло- и топливо-потребления от температуры наружного воздуха

и других климатических факторов

2.2. Многолетняя изменчивость температуры и продолжительности отопительного периода

2.3. Многолетняя неравномерность градусо-дней отопительного периода и теплопотребления на отопительно-вентиляционные цели

Выводы 4

ГЛАВА 3. СТОХАСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В

РАСЧЕТАХ

3.1. Стохастические модели градусо-дней отопительного периода и речного стока

3.2. Статистическое моделирование многомерных случайных процессов

Выводы 5

ГЛАВА 4. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ МНОГОЛЕТНЕЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ТОПЛИВОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЮ

4.1. Определение суммарных емкостей складов, избытков и дефицитов топлива для различных расчетных условий

4.2. Использование статистического моделирования для оценки надежности результатов расчетов суммарных емкостей складов топлива

4.3. Учет асинхронности регионального тепло- и топливопотребления

4.4. Многолетняя надежность топливоснабжения

Выводы

стр

ГЛАВА 5. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТОПЛИВОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ СОВМЕСТНОЙ КОМПЕНСАЦИИ МНОГОЛЕТНЕЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ТОПЛИВОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ОТОПЛЕНИЕ И ВЕНТИЛЯЦИЮ И ЭНЕРГООТДАЧИ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

5.1. Многолетняя неравномерность топливопотребления вследствие изменчивости энергоотдачи гидроэлектростанций 15

5.2. Определение суммарных емкостей складов топлива для совместной компенсации неравномерности потребления топлива на отопление и вентиляцию и энергоотдачи гидроэлектростанций

5.3. Метод определения корреляции между потребностью в топливе на отопление и вентиляцию и энергоотдачей гидроэлектростанций

5.4. Оценка вероятностей возможных сочетаний холодных и теплых лет с маловодными и многоводными годами

Выводы

ГЛАВА 6. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОБОСНОВАНИЮ СИСТЕМЫ МНОГОЛЕТНЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛЕСНАБЖЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ СИБИРИ)

6.1. Динамико-стохастическая модель сезонных и многолетних колебаний топливопотребления и

их компенсации

6.2. Результаты моделирования сезонных и многолетних колебаний потребления угольного топлива

и их компенсации 18

6.3. Экономическое обоснование состава средств резервирования для компенсации

многолетних колебаний топливопотребления Сибири 197 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

266

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Основы многолетнего регулирования топливоснабжения с учетом изменчивости гидрометеорологических условий»

ВВЕДЕНИЕ

Надежное энергоснабжение потребителей - одно из важнейших условий стабильного функционирования экономики страны. Выполнение этого условия неразрывно связано с надежным обеспечением топливом самих энергетических предприятий.

На режимы топливоснабжения и топливопотребления сложным образом влияет совокупность различных факторов, обуславливая регулярные и случайные изменения их объемов в разных временных разрезах.

Проблема многолетнего регулирования топливоснабжения возникает главным образом из-за колебаний из года в год потребности в тепловой энергии на отопление и вентиляцию и выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях. Эти колебания определяются в основном геофизическими факторами: изменением по годам хода температур воздуха и притока рек.

Эти факторы существенным образом влияют на многолетнюю неравномерность топливопотребления в России и требуют их безусловного учета при разработке надежной системы регулирования топливоснабжения энергетических предприятий.

Цель работы - создание единого метода и необходимых моделей для решения наиболее значимых задач многолетнего регулирования топливоснабжения энергетических предприятий, связанного с изменчивостью гидрометеорологических условий.

Заключение диссертации по теме «Энергетические системы и комплексы», Великанов, Михаил Александрович

Выводы

1. Построенная динамико-стохастическая модель углеснабжения источников электро- и теплоснабжения Сибири, включающая модель сезонных и многолетних колебаний углепотребления в зависимости от гидрометеоусловий, позволила исследовать процесс изменения потребности в угле и получить зависимости математического ожидания дефицита угольного топлива от объема складов у потребителей топлива и от величины гарантированного покрытия дополнительной (к основной, определенной по среднемноголетним характеристикам гидрометеоусловий) потребности в угле.

Представленная методика построения динамико-стохастической модели многолетних колебаний потребления угля имеет универсальный характер, не зависит от масштабов топливопотребления и может быть применена для исследования неравномерности топливопотребления, вызванного изменчивостью гидрометеорологических условий, в других регионах страны для любых расчетных периодов.

2. Предложенная методика обоснования системы многолетнего регулирования топливоснабжения с учетом влияния геофизических факторов позволяет находить для конкретных экономических условий обоснованное сочетание емкостей складов с соответсвующим запасом топлива у энергетических предприятий и резервов у угольных предприятий.

Представленная методика позволяет выполнять расчеты для определения стратегии развития энергетики и угольной отрасли в условиях изменяющихся гидрометеорологических условий. Предлагаемые методические приемы в то же самое время могут быть использованы и для выбора системы многолетнего регулирования топливоснабжения отдельных энергетических предприятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Актуальность многолетнего регулированя топливоснабжения энергетических предприятий для России, а также Украины и некоторых других государств на территории бывшего СССР определяется сильной зависимостью потребления и производства тепловой и элетрической энергии от изменчивости гидрологических и метеорологических условий.

Построение математических моделей многолетних колебаний потребления топлива на отопление и вентиляцию и на компенсацию неравномерности энергоотдачи каскадов ГЭС дает возможность учесть влияние изменчивости метеорологических и гидрологических условий на топливопотребление энергетических предприятий.

Разработанный динамико-стохастический метод позволил в относительных единицах определить суммарные емкости складов топлива для полной компенсации неравномерности топливопотребления в течение различных расчетных периодов при заданной величине гарантированного покрытия потребности в топливе.

Получении также результаты, которые дают оценку возможного сокращения резервов в системе многолетнего регулирования топливоснабжения за счет выявленной многолетней асинхронности в наступлении неблагоприятных гидрологических и метеорологических условий в разных регионах страны.

При этом, полученные для регионов России и некоторых стран на территории бывшего СССР, оценки не зависят от масштабов топливопотребления, а определяются только закономерностями протекания гидрологических и метеорологических процессов в этих регионах.

Предложенный метод построения динамико-стохастической модели многолетних колебаний потребления угля в крупном экономическом районе в изменяющихся гидрометеорологических условиях также применим для любых масштабов потребления угольного топлива и разной структуры источников электро- и теплоснабжения в различных районах страны.

Разработанная методика обоснования системы многолетнего регулирования углеснабжения энергетических предприятий в условиях влияния геофизических факторов позволяет для конкретных экономических условий находить обоснованный состав средств резервирования. В результате обеспечивается соответствие интересов производителей тепловой и электрической энергии, заключающихся в их надежном углеснабжении при любых гидрометеоусловиях, с интересами угледобывающих предприятий, которые состоят в эффективном использовании и развитии производственных мощностей.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Великанов, Михаил Александрович, 1997 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Новая энергетическая политика России/Бушуев В.В., Макаров A.A., Мастепанов A.M., Соловьянинов A.A. и др. Под общей ред. Шафранника Ю.К. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 512 с.

2. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование /Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1994. - 66 с.

3. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика/Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1983. - 136 с.

4. Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. - М.: Наука, 1983. - 455 с.

5. Мелентьев Л.А. 0 маневренности топливоснабжения. - В кн.: Проблемы маневренности топливоснабжения. Таллин: 1978, с. 52-71.

6. Хрилев Л.С. 0 влиянии климатического фактора на перспективную структуру топливно-энергетического баланса. - Теплоэнергетика, 1966, No 2, с. 16-20.

7. Хрилев Л.С. Методика определения неравномерности расходов газа на отопление. - Газовая промышленность. 1967, No 1, с. 2530.

8. Хрилев Л.С. Теплофикация и топливно-энергетический комплекс. - Новосибирск: Наука, 1979. - 277 с.

9. Мазур Ю.Я. Учет режимов потребления и добычи топлива при определении топливных резервов. - В кн.: Вопросы регулирования топливоснабжения. -М.: ЦЭМИ, 1972, с.20-35.

10. Мазур Ю.Я. Проблемы маневренности в развитии энергетики. -М.: Наука, 1986. 94 с.

11. Гладкова С.П., Резниковский А.Ш. Определение характеристик переменной части топливопотребления, зависящей от географических факторов. - В кн.: Вопросы регулирования топливоснабжения. - М.: ЦЭМИ, 1972, с. 234-256.

12. Зоркальцев В.И., Иванова E.H. Анализ интенсивности и синхронности колебаний потребности в топливе на отопление. Серия препринтов сообщений "Автоматизация научных исследований". Коми научный центр, Уральское отделение АН СССР, 1989, вып. 16. - 24 с.

13 ■ Дружинин И.П., Хамьянова Н.В., Лобановская Ю.А. Прогноз гидрометеорологических элементов. - Новосибирск: Наука, 1977. -66 с.

14. Макаров A.A., Вигдорчик А.Г. Топливно-энергетический комплекс. - М.: Наука, 1979. - 279 с.

15. Фурман И.Я. Экономика магистрального транспорта газа. - М.: Недра, 1973. - 271 с.

16. Крогерис А.Ф., Мазур Ю.Я., Руденко Ю.Н., Чельцов М.Б. Вопросы маневренности и надежности системы топливоснабжения. - В кн.: Долгосрочное прогнозирование развития систем энергетики, их маневренность и надежность. - Рига: Зинатне, 1983, с. 35-50.

17. Резниковский А.Ш., Великанов М.А., Костина С.Г., Рубинштейн М.И. Гидрологические основы гидроэнергетики. Под ред. Резниковского А.Ш.. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 263 с.

18. Резниковский А.Ш., Рубинштейн М.И., Степанов В.А. 0 выборе расчетной энергоотдачи ГЭС при планировании топливообеспечения ОЭС с большим удельным весом гидроэнергии. - Гидротехническое строительство, No 1, 1986, с. 39-43.

19. Великанов А.Л., Дружинин И.П., Крицкий С.Н., Менкель М.Ф., Фельдман М.П. Методика экономического выбора обеспеченной мощности гидроэлектростанций. - В кн.: Проблемы гидроэнергетики и регулирования речного стока. - М.: Издательство АН СССР, 1960, с. 3-46.

20. Балабанова Г.Д., Зоркальцев В.И., Иванова E.H., Ушаков В.В. Экономическая эффективность резервирования топлива на случай холодных зим. Серия препринтов сообщений "Научные рекомендации -народному хозяйству". - Коми филиал АН СССР, 1986, вып. 56. - 24 с.

21. Формирование системы нормативов надежности ЭЭС. /Сибирский энергетический институт СО АН СССР. - Иркутск: 1989. - 32 с.

22. Абалкин Л.И., Аганбегян А.Г., Брезгин Б.Е., Бушуев В.В., Великанов М.А., Грушевенко Э.В., Львов Д.С., Козырев А. Г., Макаров A.A., Макаров В.Л., Мастепанов A.M., Петраков Н.Я., Родионов П.И., Чернавский С.Я., Шарай А.Ф. Энергетический сектор в среднесрочной программе развития экономики России: Прил. к обществ.-дел. журн. "Энергетическая политика". - М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 1997. - 73 с.

23. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: Энергоиздат, 1982. - 360 с.

24. Богословский В.Н. Строительная теплофизика: теплофизические основы отопления,вентиляции и кондиционирования воздуха. - М.: Высшая школа, 1982. - 415 с.

25. Технико-экономический доклад по использованию солнечной энергии для выработки электроэнергии в СССР. Отчет/Сельэнергопроект. - Инв. No 425 тм-т. 1 - М.: 1979. - 141 с.

26. Зеберг В.А. Режимы тепло- и топливоснабжения сельского хозяйства. - Рига: Зинатне, 1979. - 148 с.

27. Антропогенные изменения климата. / Под редакцией М.И.Будыко и Ю.А.Израэля. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 406 с.

28. Великанов М.А. Статистическое моделирование взаимозависимых искусственных гидрологических рядов с несимметричной гамма-корреляцией. - Водные ресурсы, 1984, No 1, с. 122-130.

29. Справочник по специальным функциям. - М.: Наука, 1979. - 830 с.

30. Крицкий С.Н., Менкель М.Ф. Гидрологические основы управления водохозяйственными системами. - М.: Наука, 1982. - 271 с.

31. Крамер Г. Методы математической статистики. - М.: Мир, 1975. - 648 с.

32. Сарманов И.О. Построение корреляции между равномерно распределенными случайными величинами. - Тр. ГТИ, 1968, вып. 160.

33. Сарманов И.О. Новые формы корреляции для гидрологических приложений. - Водные ресурсы, 1975, No 2, с. 18-31.

34. Великанов М.А., Некрасов A.C., Резниковский А.Ш. Оценка асинхронности многолетних колебаний расходов топлива под воздействием геофизических факторов. - Известия АН СССР, 1988, Энергетика и транспорт, No 2, с. 151-157.

35. Некрасов A.C., Великанов М.А., Горюнов П.В., Перепелкин A.B., Полянская Т.М.. Надежность топливоснабжения электростанций. Методы и модели исследований - М.: Наука, 1990. - 199 с.

36. Ершов Э.Б., Сквирская Е.Л. Моделирование межотраслевого распределения материальных ресурсов. - В сб.: Математические модели анализа и прогнозирования народно-хозяйственных процессов и их програмное обеспечение. - М.: ЦЭМИ АН СССР, 1980.

37. Разработать методику определения ущерба от недопоставки угля народному хозяйству. - Отчет по НИР 0904884000. ЦНИЭИУголь. -М.: 1983. - 32 с.

38. Елаховский С.Б., Сорокина С.И. Экономические ущербы от ограничений использования водных ресурсов. - Обзорная информация. - М.: Информэнерго, 1988. - 40 с.

39. Ананьнина Л.С., Бородкин Ю.Д., Великанов М.А., Данилова Л.П., Пейсахович В.Я., Резниковский А.Ш., Рубинштейн М.И., Шувалова В.В. Исследовать основные направления, структуру и масштабы топливоснабжения электростанций и котельных страны до 2005 г. и в более дальней перспективе; разработать рекомендации по обеспечению надежности топливоснабжения электростанций. Раздел: Исследование вопросов обеспечения надежности топливоснабжения электростанцций и котельных страны с учетом изменчивости гидрометеорологических условий. - Научный отчет/Энергосетьпроект. Инв. N 10964тм-т41. - М. : 1987 г. - 32 с.

40. Бородкин Ю.Д., Великанов М.А., Пейсахович В.Я., Резниковский А.Ш., Рубинштейн М.И. и др. Определить влияние гидрометеорологических факторов на изменение потребности в энергетических углях на период до 2005 г. - Отчет по НИР. Инв. N 12285-TM-Tl. - М.: 1989 Г. - 48 С.

41. Annual Energy Review 1990. /Energy Information Administration. - Washington, 1991.

42. Monthly Energy Review. /Energy Information Administration. -Washington, August 1992.

43. Whittaker J. Generating Gamma and Beta Random Variables with Non-integral Shape Parameters. - Applied Statistics, 23, 2, 210, 1974.