Моделирование рынка тепла

В нашей предыдущей работе [1] была разработана методология анализа конкуренции ТЭЦ и/или котельных, а также компаний, включающих несколько энергетических систем, на рынках тепла и электроэнергии. На основе этой методологии был создан соответствующий программный продукт CHPPLANT, который может быть применен для анализа реально действующих АО-энерго и вариантов их объединения в территориальные генерирующие компании (ТГК). Настоящая работа демонстрирует возможности программы CHPPLANT на примере энергосистемы г. Омска. Расчетные величины по действующим пяти ТЭЦ ОАО «Омскэнерго», две из которых работают в настоящее время в режиме котельных, сравниваются затем с имеющимися данными из годового отчета [2] ОАО «Омскэнерго» за 2001 г. Отметим, что фактический материал по ОАО «Омскэнерго» используется в целом ряде обзорных и аналитических работ (напр., [3−5]), в которых рассматриваются различные варианты реформирования РАО «ЕЭС России» и создания ТГК на базе ТЭЦ. Таким образом, имеется достаточно большой материал для сравнительного анализа полученных результатов.

Основные принципы, на которых была построена программа CHPPLANT, состоят в следующем. Исходя из данных о потребности региона в тепле, рассчитывается распределение плотности тепловой нагрузки [Гкал/км2ч] по координатной сетке региона, масштаб которой задается пользователем. Затраты тепловой энергии на отопление, горячее водоснабжение и вентиляцию могут задаваться как входные параметры, либо рассчитываться по стандартной методике [6] на основе данных о климатических условиях, состоянии жилого фонда и потребностях промышленных предприятий. После этого задается расположение источников тепла (ТЭЦ и котельных) и их установленная и фактическая мощности по теплу и электроэнергии. Возможен также вариант расчета фактической мощности по данным о сроках ввода оборудования и его составу, т.к. к программе подключена база данных по теплофикационным паровым турбинам, газовым и парогазовым турбинам, а также бойлерам. Входной информацией являются также данные о стоимости топлив, которыми снабжаются ТЭЦ и котельные. Кроме того, должна быть задана укрупненная структура тепловой сети в двухтрубном или однотрубном исчислении. Эти данные необходимы для определения зоны физического влияния источника тепла. Зона влияния определяется как по укрупненным показателям для некоторого усредненного потребителя, так и по детальной информации о потребностях в тепле. Поскольку же достоверные данные о состоянии тепловых сетей не всегда доступны, программой предусмотрен вариант качественного анализа эффективного расстояния транспортировки тепла требуемых теплофизических параметров на основе теоретической модели [1]. Подчеркнем, что определение зоны влияния станции является центральным пунктом модели, поскольку именно плотностью требуемой тепловой нагрузки в этой зоне определяется затем прибыль станции, ее возможности конкурировать с другими источниками тепла в этой зоне, а также изменение финансовых показателей работы нескольких станций в результате их объединения в одну энергетическую компанию. Используя вышеперечисленные данные, определяются затраты энергосистемы на закупку топлива в нескольких вариантах: исходя из укрупненных данных об установленной мощности, среднему износу и используемому топливу; по рассчитанной фактической мощности на основе данных о составе оборудования; исходя из обеспечения теплом рассчитанной зоны физического влияния по данным о средней тепловой нагрузке; то же, что и в предыдущем пункте, но для почасового графика потребления тепла, который может быть загружен в базу данных. Эксплуатационные и общесистемные расходы определяются на основе эконометрической модели, предложенной в [1]. Амортизационные отчисления, ремонтные работы и прочие расходы определяются в соответствии с нормативами [7]. Задание в программе реальных данных по анализируемой энергосистеме позволит определить точность модели в части определения финансовых показателей.

Модель для расчета входных данных, на основе которой можно проводить анализ рынка тепла в отдельно взятом регионе, была достаточно подробно описана в [1]. Мы не будем воспроизводить ее здесь, а представим только блочную структуру программы CHPPLANT и перечислим основные задачи, которые могут быть решены в рамках этой модели.

PROGRAM CHPPLANT.