автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Исследование энергоэкономической эффективности межгосударственных электрических связей при объединении ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки

На правах рукописи

ЧУДИНОВА Людмила Юрьевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ ПРИ ОБЪЕДИНЕНИИ ЭЭС С РАЗНЫМИ СЕЗОНАМИ ГОДОВЫХ МАКСИМУМОВ НАГРУЗКИ

(на примере Северо-Восточной Азии)

Специальность 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск-2005

Работа выполнена в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской Академии наук (ИСЭМ СО РАН)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Лев Спиридонович Беляев

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ирина Ивановна Голуб

кандидат технических наук Леонид Евгеньевич Халяпин

Ведущая организация:

Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (г. Новосибирск)

Защита состоится 21 июня 2005 г. в 9-00 ч на заседании диссертационного совета Д 003.017.01 при Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН по адресу: 664033 Иркутск, ул. Лермонтова 130

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью составителя, заверенной печатью организации, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета по адресу: 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 130

Автореферат разослан ¡3 мая 2005 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д 003.017.01 доктор технических наук, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Важной тенденцией развития мировой электроэнергетики является расширяющаяся интеграция национальных электроэнергетических систем (ЭЭС). Межгосударственные электроэнергетические объединения (МГЭО) созданы в Европе, Северной Америке, на территории бывшего СССР и некоторых других регионов. К настоящему времени в мире построено несколько сот межгосударственных линий электропередачи. К концу XX века создались предпосылки для объединения ЭЭС стран Северо-Восточной Азии (СВА), где межгосударственные связи (МГЭС) сейчас еще практически отсутствуют. Исследования, проводившиеся в ИСЭМ СО РАН с начала девяностых годов, выявили важную особенность региона - прохождение годового максимума нагрузки национальных ЭЭС в разные сезоны года: зимой (в вечерние часы) в России, Северном Китае, Монголии и КНДР, летом (в дневное время) в Республике Корея и Японии. Эта особенность существенно повышает эффективность объединения ЭЭС в регионе, и ее нужно учитывать при оценке эффективности сооружения межгосударственных электрических связей. В частности, она обусловливает реверсивные перетоки по МГЭС в сезонном и суточном разрезах, создает совершенно новые условия для одновременного использования ГЭС в зимних и летних балансах мощности и энергии соседних стран.

При работе над диссертацией были изучены работы отечественных и зарубежных авторов, которые в той или иной степени относятся к исследуемой теме. Исследования энергоэкономической эффективности формирования электроэнергетических систем и их объединений проводятся с середины XX века. Большой вклад в эти исследования в нашей стране внесли такие ученые и проектировщики, как С.А.Кукель-Краевский, В.И.Вейц, Ю.Н.Руденко, Л.С.Беляев, Б.Г. Санеев, И.М.Волькенау, Е.А.Волкова, В.В.Ершевич, А.Н.Зейлигер, А.С.Макарова, С.С. Рокотян, В.В.Труфанов, Л.Д.Хабачев и др.

В исследованиях возможных направлений и эффективности межгосударственных электрических связей России со странами Ближнего и Дальнего Зарубежья, в том числе Северо-Восточной Азии, серьезные результаты получены Л.С.Беляевым, Н.И.Воропаем, Н.Д.Гамолей, ВА.Джангировым, А.Ф. Дьяковым, Г.Ф. Ковалевым, Л.А.Кощеевым, Ю.Н.Кучеровым, С.В.Подковаль-никовым, В. А. Савельевым, Г.И.Самородовым, Е.И.Ушаковым, А.Д.Филатовой и др. Большой интерес к рассматриваемой проблеме проявляют и зарубежные ученые L.Kapolyi, L.Muller, D.W.Park, H.S.Kim, J.Y.Yoon, F.Arakava и др. Автор диссертации принимала непосредственное участие во многих работах, выполненных по данной теме в ИСЭМ СО РАН.

Несмотря на некоторую специфику, энергоэкономическая эффективность межгосударственных электрических связей определяется теми же эффектами, которые свойственны объединениям энергосистем на территории одной страны.

Обоснование целесообразности сооружения межгосударственных электрических связей, и тем более формирования МГЭО в Северо-Восточной Азии, представляет собой сложную проблему (комплекс задач), при решении которой необходимо учитывать множество энергетических, социально-экономических, экологических и других факторов. Используемые методики и модели должны отражать характерные условия и особенности развития электроэнергетики в рассматриваемом регионе. Обзор проведенных ранее исследований и работ показал недостаточную проработанность вопросов учета разносезонности прохождения годовых максимумов нагрузки, оказывающей значительное влияние на потенциальную эффективность обосновываемых МГЭС как в методическом, так и практическом отношениях. Потребовалась разработка дополнительных подходов и методов для оценки эффективности сооружения МГЭС в регионе Северо-Восточной Азии. Это определило актуальность темы диссертации.

Целью диссертационной работы является разработка и апробация методических подходов и моделей для исследований энергоэкономической эффективности МГЭС при объединении ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки.

Для достижения этой цели в диссертации решаются следующие задачи:

• Анализ особенностей и дополнительных требований к методике и инструментарию исследований эффективности МГЭС при объединении ЭЭС с раз-носезонными максимумами нагрузки.

• Разработка и освоение математической модели для исследований в этой области.

• Создание информационного обеспечения исследований применительно к странам СВА.

• Проведение исследований эффективности конкретных МГЭС в регионе СВЛ.

• Анализ влияния сооружения МГЭС на режимы работы ГЭС с водохранилищами годичного и многолетнего регулирования в таких объединениях.

• Рассмотрение специального вопроса, связанного с использованием статической модели для исследования развития объединяемых ЭЭС и МГЭС по временным этапам вместо применения более сложной динамической модели.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые получены и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты:

1. Показаны особенности задачи оценки энергоэкономической эффективности межгосударственных электрических связей между ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки и ее место в комплексе задач обоснования эффективности МГЭС.

2. Разработана и программно реализована математическая модель ОРИРЭС для оценки энергоэкономической эффективности МГЭС.

3. Предложена методика анализа мощностного эффекта при объединении ЭЭС

с разносезонными максимумами нагрузки и возможных путей его реализации.

4. С применением предложенной методики и модели ОРИРЭС исследована энергоэкономическая эффективность МГЭС «Российский Дальний Восток -КНДР - Республика Корея».

5. Предложена методика и проведены расчеты по использованию ГЭС с крупными водохранилищами в МГЭО с разными сезонами максимума нагрузки потребителей.

Практическая значимость работы. Предложенные методические подходы и модель ОРИРЭС использовались при выполнении предпроектных работ по обоснованию эффективности ряда МГЭС в регионе СВА. Диссертационная работа является итогом многолетних исследований этого направления.

Разработанные методики и модель могут применяться в дальнейших работах по оценке энергоэкономической эффективности сооружения МГЭС в регионе СВА.

Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 15 работ. Основные результаты докладывались и обсуждались на конференциях научной молодежи ИСЭМ (Иркутск, 1997 и 1998 гг.), международной конференции «Power System Technology» (Пекин, 1998 г., в соавторстве); международной конференции «Восточная энергетическая политика России и проблемы интеграции в энергетическое пространство Азиатско-Тихоокеанского региона» (Иркутск, 1998 г., в соавторстве), международной конференции «Физико-технические проблемы Севера» (Якутск, 2000 г., в соавторстве), всероссийской конференции «Энергетика России в 21 веке: проблемы и научные основы устойчивого и безопасного развития» (Иркутск, 2000 г., в соавторстве), второй и третьей международных конференциях «Энергетическая кооперация в СевероВосточной Азии: предпосылки, условия, направления» (Иркутск, 2000 и 2002 гг., в соавторстве), международной конференции «First International Conference on Technical and Physical Problems in Power Engineering» (Баку, 2002 г., в соавторстве).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы (103 наименования) и одного приложения. Объем основного текста - 122 страницы, включая 20 таблиц и 14 рисунков.

Автор выражает свою благодарность научному руководителю профессору д.т.н. Л.С. Беляеву и с.н.с. В.А. Савельеву за критический анализ, ценные советы и помощь в написании диссертации. Автор выражает также искреннюю признательность к.т.н. СВ. Подковальникову, к.т.н. А.В. Лебедеву и к.ф.-м.н. О.В. Хамисову, результаты совместных исследований с которыми в той или иной степени использованы в настоящей работе.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность выполненной диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, определена ее научная новизна и практическая ценность.

В первой главе анализируется состояние и перспективы развития МГЭС, предлагается классификация МГЭС по виду использования, показаны особенности и специфика сооружения МГЭС в регионе Северо-Восточной Азии, дается состав задач по комплексной оценке эффективности МГЭС, выделяется задача, рассматриваемая в диссертации, описывается общий подход к ее решению.

Развитие электроэнергетики мира в прошлом столетии характеризовалось созданием электроэнергетических систем и их последовательным объединением. Во второй половине XX столетия формирование МГЭО охватило наиболее развитые страны, практически все регионы и континенты. Предпосылки для развития межгосударственных электрических связей в регионе СевероВосточной Азии, как указывалось выше, создались недавно. Отличительной особенностью стран этого региона (рис. 1) является существенное различие в обеспеченности энергоресурсами, природно-климатических условиях, экономическом и политическом развитии, структуре электропотребления. Вместе с тем, указанные различия делают желательным взаимное дополнение (сотрудничество) определенных стран региона СВА в развитии их энергетики, включая электроэнергетику.

Рис. 1. Принципиальная схема возможных связей ЭЭС стран Северо-Восточной Азии.

Многочисленные исследования, начавшиеся в 90-е годы прошедшего столетия, показали высокую потенциальную эффективность некоторых МГЭС в регионе СВА. Основным фактором явилось различие в сезонах годового максимума нагрузки, обусловленное различием климатических и экономических условий этих стран (применением кондиционеров в развитых странах с жарким климатом). Анализ потенциально возможных связей выявил, что наиболее эффективной является связь ОЭС Востока с Республикой Корея, выделенная на рис. 1. МГЭС имеет относительно небольшую длину и проходит полностью по суше. При обсуждениях на международных семинарах и совещаниях эта МГЭС признана приоритетной и в последние годы активно исследуется российскими и южнокорейскими учеными и специалистами. По этой причине все конкретные исследования приводились в диссертации применительно к МГЭС «Российский Дальний Восток (РДВ)-КНДР- Республика Корея (РК)».

В наибольшей мере мощностной эффект объединения ЭЭС, включая уменьшение совмещенного максимума нагрузки, учитывался в бывшем СССР при проектировании и планировании развития ЕЭС СССР. Положительный опыт обоснования межсистемных связей в ЕЭС СССР целесообразно использовать при оценке эффективности МГЭС в Северо-Восточной Азии. Представляемая работа базируется на методологии системных исследований в энергетике, сценарийном подходе, использовании математических моделей и методов системного анализа.

Следует отметить, что на всей территории бывшего СССР (и России) годовой максимум нагрузки наступает зимой в декабре-январе и уменьшение совмещенного максимума ЕЭС обусловлено лишь разницей в часах (и сутках) прохождения максимумов в отдельных ОЭС. Снижение совмещенного максимума (по сравнению с суммой максимумов отдельных ОЭС) составляет при этом 3-5 %. Между тем, в Северо-Восточной Азии при объединении национальных ЭЭС с разными сезонами годового максимума нагрузки это снижение, может достигать 30-40 %.

Непосредственно при проведении исследований в диссертации применялась находящаяся в разработке методика комплексного обоснования эффективности объединения ЭЭС с разносезонными годовыми максимумами нагрузки. Она состоит из пяти этапов, отражающих последовательность решаемых задач, отличающихся по времени решения (рис. 2).

Целью рассмотрения и решения задач первых трех этапов является получение оценки комплексной (энергоэкономической и экологической) эффективности. При положительной комплексной эффективности могут рассматриваться следующие два этапа, то есть решение вопросов финансирования ее строительства и оценка финансовой эффективности МГЭС для всех участников проекта.

V. Оценка финансовой эффективности для каждого участника проекта

Рис. 2. Укрупненная схема комплексного обоснования эффективности сооружения МГЭС.

В диссертации рассматривается задача первого этапа, занимающая центральное место в комплексной оценке эффективности, - оптимизация развития ирежимов объединяемьх энергосистем и МГЭС.

На этом этапе определяются энергетический эффект от объединения ЭЭС и соответствующая ему экономия затрат. Одновременно определяются затраты в МГЭС и результирующий экономический эффект, который может быть как положительным, так и отрицательным. Положительный результат свидетельствует об энергоэкономической эффективности МГЭС, отрицательный - о ее неэффективности.

Основная цель решения задачи оптимизации развития и режимов объединяемых энергосистем и МГЭС - оценка влияния обосновываемой МГЭС на состав вводимых электростанций и линий электропередачи. Результаты расче-

тов дают наиболее важные данные по эффективности проектов МГЭС: энергетической эффективности - перетоки мощности по разным участкам МГЭС, типы и мощности электростанций замещаемых МГЭС, режим работы различных типов генерирующего оборудования энергоузлов, а также экономической эффективности - приведенные затраты, капиталовложения, топливные издержки для разных вариантов межгосударственных связей.

Энергетический эффект определяется путем сопоставления вариантов развития и функционирования объединяемых ЭЭС при их совместной и раздельной работе. Он является исходным для определения экономического эффекта объединения ЭЭС (экономии затрат). Основным же для оценки эффективности МГЭС на данном этапе будет результирующий экономический эффект (с учетом затрат в МГЭС). Следовательно, вывод об энергоэкономической эффективности МГЭС будет делаться, в конечном итоге, на основании ее результирующей экономической эффективности. Поэтому, главным критерием для оценки эффективности МГЭС и оптимизации развития МГЭО будет экономический критерий.

При оценке экономических эффектов (затрат) должны учитываться, естественно, как единовременные капитальные вложения, так и ежегодные эксплуатационные издержки. Для соизмерения единовременных и текущих (ежегодных) затрат будет использоваться показатель Е, широко применяемый как в нашей стране, так и за рубежом:

Е = гК+ с , (1)

где: К- капиталовложения; с- ежегодные издержки; r - коэффициент приведения капиталовложений к ежегодным затратам. Ранее он назывался «коэффициентом эффективности капиталовложений». За рубежом его называют «интерес на капитал» (interest rate) или «коэффициент возврата капитала» (rate of return), далее автор будет придерживаться последнего названия.

Для показателя Е будет использоваться широко принятое название «приведенные затраты». За рубежом его часто называют annualized cost (затраты или издержки, приведенные к году).

Для вариантов совместной работы национальных ЭЭС (при сооружении МГЭС) неизбежно приходится рассматривать затраты по МГЭО в целом. Оптимизация развития и режимов МГЭО производится при этом по единому (суммарному для всех стран) экономическому критерию.

Использование единого критерия для всех стран, входящих в МГЭО, является определенной условностью, так как каждая страна имеет свои собственные интересы. Однако, при оценке экономической эффективности МГЭС это единственно возможный путь вследствие того, что необходимо сопоставить затраты при раздельной и совместной работе объединяемых ЭЭС. Интересы же отдельных стран должны учитываться, как говорилось выше, на последующих этапах обоснования целесообразности сооружения МГЭС.

Важно отметить еще раз, что обоснование энергоэкономической эффективности - это первый обязательный этап в комплексном обосновании проекта МГЭС. Только в случае, если МГЭС экономически эффективна с точки зрения

всего МГЭО, она может быть эффективной для всех стран в него входящих. Если же МГЭС неэффективна в таком экономическом смысле, то она непременно окажется неэффективной для одной из стран и не будет, поэтому построена. В связи с этим, оценка энергоэкономической эффективности необходима при рассмотрении любой МГЭС и вне зависимости от возможных результатов последующих этапов ее комплексного обоснования.

Во второй главе дается обзор существующих моделей, обосновывается необходимость создания новой модели, ориентируемой на специфику проводимых исследований, показаны требования к модели, приводится математическое описание модели ОРИРЭС, анализируется информационное обеспечение исследований.

Потенциально для решения задач, возникающих при оценке эффективности межгосударственных энергообъединений, могут быть применены существующие отечественные и зарубежные модели и ПВК. В частности, в ИСЭМ СО РАН имеются ПВК «Союз», используемый для оптимизации структуры многоузловых ЭЭС, ПВК АНАРЭС для анализа электрических режимов и надежности ЭЭС. В ЭНИН им. Г.М. Кржижановского при решении задач планирования и управления функционированием ЭЭС используются ПВК ACS и другие модели и комплексы.

Особенность отмеченных выше математических моделей состоит в том, что они являются «проблемно-ориентированными», достаточно подробными с детализированным представлением информации. Получение такой же информации об электроэнергетике других государств практически невозможно. На стадии предпроектных исследований МГЭС на отдаленную перспективу в условиях большой неоднозначности исходной информации и многовариантности расчетов использование таких моделей было бы неоправданным.

В связи с этим в конце 90-х годов в ИСЭМ было признано целесообразным разработать специальную математическую модель для оценки энергоэкономической эффективности МГЭС. При разработке модели учитывался накопленный опыт моделирования, а также требования, обусловленные спецификой проводимых исследований и особенностями региона Северо-Восточной Азии:

• В модели должно рассматриваться несколько энергосистем (эквивалентных узлов) в отдельных странах и вариантов сооружения межгосударственных электрических связей.

• Необходимо сравнивать разные альтернативы покрытия прироста нагрузки в каждой из объединяемых энергосистем: строительство собственных новых источников электроэнергии или сооружение МГЭС для получения ее извне.

• Для учета разносезонности наступления годовых максимумов нагрузки балансы мощности должны составляться для всех часов максимумов ЭЭС, в том числе и совмещенного максимума МГЭО.

• При оптимизации режимов МГЭО с целью определения топливных издержек должны составляться (почасовые) балансы рабочих мощностей в каждом узле для характерных рабочего и выходного дней всех сезонов года.

• В модели должны быть переменные, характеризующие производство электроэнергии (топливные издержки) на электростанциях, перетоки по межсистемным связям, вводы новых электростанций и МГЭС. В целевой функции должны учитываться как капитальные вложения, так и годовые эксплуатационные издержки

Разработанная математическая модель получила название ОРИРЭС (Оптимизация Развития И Режимов Электроэнергетических Систем). Данная модель разрабатывалась при непосредственном участии диссертанта совместно с д.т.н. Л.С.Беляевым и с.н.с. В.А. Савельевым в лаборатории перспективных энергетических источников и систем ИСЭМ СО РАН.

Энергоэкономическую эффективность МГЭС предполагается оценивать путем рассмотрения их в составе межгосударственного объединения ЭЭС. При этом критерием оптимальности принят минимум общих приведенных затрат на развитие ЭЭС и МГЭС по МГЭО в целом:

где г, — число рабочих или выходных дней в сезоне; Су— удельные переменные (топливные) издержки; Х^ — оперативные часовые мощности (нагрузки) электростанций типа в узле в разные сутки и сезоны года; номера

подыитервалов времени (часов) в сезоне у=1,...4; Гу — коэффициент возврата капиталовложений, в узле (стране) у, коэффициенты ку и к у - удельные капиталовложения в электростанции и МГЭС; коэффициенты условно постоянных издержек в электростанции и МГЭС; г- - коэффициент возврата капиталовложений в узле (стране) у; Х^ - установленные мощности электростанций типа 1 в узле у; Хд, - пропускная способность связи между узлами у и у.

Первая составляющая функции (2) - это суммарные топливные затраты в системах. Вторая и третья составляющие отражают затраты на развитие генерирующих мощностей и пропускных способностей связей.

Для решения задачи: - записываются балансы мощностей всех узлов для часов годовых максимумов нагрузки каждого узла и часа совмещенного максимума:

где нагрузка потребителей и необходимый резерв мощности на

электростанциях в узле } в подынтервале времени 1у; л:^ - коэффициент потерь мощности в связи (МГЭС) между узлами

- составляются уравнения балансов рабочих мощностей электростанций (х^ ) для каждого часа суточных графиков нагрузки:

где насосная (зарядная) мощность ГАЭС } -го узла в подынтервале

- учитываются ограничения по развитию электростанций и электрических сетей; по располагаемым и минимально допустимым мощностям электростанций, гарантированным мощностям и сезонной выработке ГЭС, емкости водохранилищ ГАЭС и др.

В данную модель диссертантом внесено дополнение, позволяющее задавать выработку ГЭС не по сезонам, а для года в целом. Вместо ограничения на сезонную выработку ГЭС (5), которое предусматривалось в первоначальной версии модели, записывается ограничение по суммарной годовой выработке ГЭС (6):

где hjíy - максимально возможное число часов использования установленной мощности ГЭС } -го узла в сезоне у;

где Н8 - максимально возможное годовое число часов использования установленной мощности ГЭС } -го узла.

Такое задание более корректно для ГЭС с крупными водохранилищами, достаточными для полного годичного регулирования стока. Эта модификация модели носит условное название ОРИРЭС-ГЭС. Основные исследования и расчеты, описываемые в диссертации, проводились с использованием этой модификации.

Таким образом, описываемая модель ОРИРЭС является оптимизационной, линейной, статической и многоузловой. В ней оптимизируются структура генерирующих мощностей, пропускные способности межузловых связей, режимы электростанций и перетоков в объединяемых ЭЭС для последнего года расчетного периода. Для каждого узла (ЭЭС) задаются восемь суточных графиков нагрузки, исходное состояние и максимально возможное развитие различных видов электростанций с их технико-экономическими показателями (удельные капиталовложения, топливные и постоянные издержки и др.). Аналогично задаются максимально возможные пропускные способности различных участков МГЭС, их удельные капиталовложения, эксплуатационные издержки и коэффициенты потерь мощности.

Основными результатами расчетов являются требуемая пропускная способность МГЭС, графики перетоков в характерные сутки и сезоны года, структура генерирующих мощностей каждой ЭЭС, режимы участия различных типов генерирующего оборудования в покрытии графиков нагрузки энергоузлов (с учетом перетоков по МГЭС), приведенные затраты, капиталовложения и др.

Для оптимизации используются методы линейного программирования. Линейные модели признаются допустимыми для задач, в которых рассматриваются укрупненные объекты, отдаленная перспектива и имеется большая неопределенность информации. Для более детального описания ЭЭС должны применяться нелинейные модели. В дальнейшем предполагается ввести учет нелинейности расходных характеристик электростанций и потерь в электрических сетях.

Обеспечение исследований необходимой информацией имеет, как известно, важнейшее значение. Для исследований эффективности МГЭС (и МГЭО) по каждой стране требуются очень разнообразные данные: прогнозы объемов и режимов электропотребления, существующие мощности и возможное развитие различных видов электростанций с их технико-экономическими показателями, прогнозы цен на топливо, существующие и возможные в будущем схемы и технико-экономические показатели линий электропередачи и др.

В течение последних 5-7 лет была собрана достаточно обширная информация по ОЭС Сибири и Востока России, по электроэнергетике Японии, Северных районов Китая, Республики Корея, КНДР, Монголии. Вся эта информация представлена в виде таблиц EXCEL, сгруппированных по странам и видам данных (электропотребление, структура электростанций, технико-экономические показатели и др.). Диссертантом начато формирование автоматизированной базы данных по электроэнергетике стран СВА, но по ряду причин эта работа еще не закончена.

Собранная информация использовалась в 1999-2005 гг. при выполнении работ по:

- изучению конъюнктуры электроэнергетических рынков и составлению обзоров по электроэнергетике стран СВА;

- анализу перспективных потребностей в электроэнергии и мощности, графиков нагрузки, возможностей развития генерирующих мощностей в исследуемом регионе на перспективу и т.п.;

- подготовке исходной информации для проведения расчетов на модели ОРИРЭС.

Почти все указанные работы выполнялись с применением модели ОРИ-РЭС. Поэтому во второй главе специально рассмотрена необходимая для нее информация.

В третьей главе выполнен теоретический (качественный) анализ мощно-стного эффекта при объединении ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки и путей его реализации. Он позволил получить качественные и количественные оценки возможностей получения и реализации такого эффекта.

Для иллюстрации рассмотрим МГЭО «Российский Дальний Восток (РДВ)-КНДР-Республика Корея (РК)». На рис. 3 показаны сезонные максимумы нагрузки энергосистем. ЭЭС РДВ и КНДР представлены совместно, так как обе системы имеют зимний максимум нагрузки и их мощность значительно меньше, чем у ЭЭС Республики Корея, имеющей летний максимум. Самая верхняя линия представляет совмещенный график МГЭО. Пунктирная линия показывает нагрузку РДВ+КНДР в часы максимума РК. Черным квадратом отмечена сумма годовых максимумов нагрузки ЭЭС, треугольником - совмещенный максимум МГЭО. При их сопоставлении можно заметить, что при объединении ЭЭС происходит уменьшение максимальной нагрузки и, следовательно, необходимых генерирующих мощностей на 7,5 ГВт. Это уменьшение (экономия) образовалось за счет двух величин: уменьшения сезонного (летнего) максимума нагрузки ЭЭС РДВ и КНДР по отношению к зимнему (6,5 ГВт), и несовпадения часов суток максимумов нагрузки этих систем (1 ГВт).

Рис. 3. Сезонные максимумы нагрузки ЭЭС и МГЭО «РДВ-КНДР-РК».

Проведенный теоретический анализ выявил, что рассмотренный эффект может быть реализован лишь в том случае, если системы развиваются, то есть при изолированной работе в них потребовались бы вводы новых электростанций. В этом случае, при строительстве МГЭС, вместо вводов электростанций в одной ЭЭС можно получать электроэнергию от действующих электростанций в соседней стране. По итогам проведенного анализа были обобщены возможные условия и способы реализации мощностного эффекта объединения ЭЭС (табл.1):

Таблица 1

Условия и способы реализации эффекта объединения ЭЭС с разными сезонами максимумов нагрузки

№ п/п Приросты нагрузки Режим использования МГЭС Пропускная способность МГЭС, ЛГМГЭС Экономия генерирующих мощностей, А^ган Соотношение А^геи/ЛГмгас

1. Отсутствуют ? ? 0 0

2. В обеих ЭЭС (рис. 2) реверсивный 0 5 АРт" ПО0,5ДС£О в обеих ЭЭС 2

3. В одной ЭЭС (рис. 3) односторонний (сезонный) АР™ ^"мгэо ар^гм в °да°й ЭЭС 1

4. В обеих ЭЭС, но в одной ЛР <0,5^7^ частично реверсивный Д^МГЭО > ^МГЭС суммарно ЛРмТзо>но неравномерно по ЭЭС К ^-<2 ^мгэс

5. В одной ЭЭС, но в другой имеется избыток мощностей ДЛ^"зб односторонний (круглогодичный) др™ +лл'из6 АР^о+АМ"* в одной ЭЭС 1

1. При отсутствии приростов нагрузки эффект не может быть реализован (п.1). Пропускная способность и режим использования МГЭС должны выбираться и обосновываться по другим соображениям.

2. Если прирост нагрузки ожидается в обеих ЭЭС, то мощностной эффект может быть поделен поровну между двумя ЭЭС, т.е. в каждой ЭЭС нагрузка может быть уменьшена (по сравнению с изолированной их работой) на О.ЗД/^^-, .Режим использования МГЭС будет при этом реверсивным - в разные сезоны года мощность передается в противоположных направлениях.

3. Если прирост нагрузки ожидается лишь в одной из объединяемых стран, то реализация эффекта объединения возможна за счет догрузки действующих электростанций во второй ЭЭС в период сезонного спада ее нагрузки. В этом случае режим использования МГЭС будет односторонний.

4. Возможен промежуточный случай, когда приросты нагрузки имеются в обеих объединяемых ЭЭС, но в одной из них прирост меньше половины уменьшения совместного максимума В этом случае пропускная способность МГЭС, необходимая для реализации эффекта объединения, будет иметь некоторое промежуточное значение. Переток по МГЭС будет при этом частично реверсивным.

5. Возможна ситуация, когда прирост нагрузки ожидается только в одной ЭЭС, а в другой имеется даже избыток мощностей. В этом случае общий мощ-ностной эффект по МГЭО может быть увеличен на величину избытка.

При отсутствии избытков в одной из ЭЭС общая экономия генерирующих мощностей ДЛ^,, не может превышать величину Д^млэо (уменьшения совмещенного максимума нагрузки МГЭО по сравнению с суммой максимумов нагрузки ЭЭС при изолированной работе). Наименьшая пропускная способность МГЭС, а следовательно и наибольшая ее эффективность, определяемая отношением экономии мощностей к пропускной способности свя-зиДМген/]Умгэс, будет в случае, когда приросты в обеих ЭЭС превышают 0,5 , Следует отметить, что в табл. 1 указаны пропускные способности

МГЭС, необходимые для реализации мощностного эффекта объединения ЭЭС. Потенциально может оказаться экономичным дальнейшее их увеличение. Однако при этом суммарная установленная мощность электростанций в МГЭО уже не будет уменьшаться (ее снижение не может превышать величины Д/^^о или При дальнейшем увеличении вводы новых электро-

станций будут «перемещаться» из одной ЭЭС в другую - уменьшаться в одной ЭЭС, но на такую же или даже большую величину, если учитывать потери мощности в МГЭС, увеличиваться в другой ЭЭС. Это может оказаться целесообразным, если затраты в МГЭС меньше, чем разница в стоимости электростанций, вводимых в разных странах. Эффект от увеличения пропускной способности МГЭС будет определяться уже не полной стоимостью замещаемых

электростанций, а лишь разницей в стоимости электростанций, вводы которых перемещаются из одной страны в другую. Поэтому эффективность увеличения пропускной способности МГЭС сверх значений.Ммгэс, указанных в табл. 1, будет гораздо ниже, чем в пределах этих значений.

В реальных условиях фактическая экономия вводов новых мощностей может отличаться от величины по трем ос-

новным причинам:

1) из-за потерь мощности в МГЭС; фактическая экономия вводов будет уменьшаться на величину этих потерь;

2) из-за различия располагаемой и установленной мощности электростанций (первая всегда ниже ввиду ремонтов оборудования и других обстоятельств). Уменьшение совмещенного максимума нагрузки позволяет снизить суммарную располагаемую мощность в МГЭО, поэтому уменьшение установленных мощностей может быть даже больше величины

3) из-за необходимости резервирования мощностей электростанций. При уменьшении совмещенного максимума нагрузки МГЭО отпадает необходимость резервирования этого уменьшения, вследствие чего экономия установленных мощностей может превышать величину

Таким образом, фактическая экономия вводов новых электростанций может отличаться от снижения совмещенного максимума нагрузки как в меньшую, так и в большую сторону.

В четвертой главе с использованием предложенного методического подхода и модели ОРИРЭС производится количественная оценка энергоэкономической эффективности конкретной МГЭС «РДВ-КНДР-РК». На данном примере проиллюстрированы возможности реализации мощностного эффекта объединения ЭЭС с разносезонными максимумами нагрузки, Показана экономическая эффективность электропередачи, проанализировано влияние пропускной способности МГЭС на энергоэкономические параметры МГЭО.

Целью расчетов, наряду с количественной оценкой эффективности МГЭС, ставилась проверка результатов качественного анализа эффективности создания МГЭО, приведенного выше.

Проведено четыре серии расчетов: для уровней 2010 г. и 2020 г.; для МГЭО двух (КНДР - РК) и трех стран (РДВ-КНДР-РК).

Анализ динамики развития, потребностей в новых мощностях каждой из ЭЭС, показал, что для МГЭО двух стран рассмотренные сценарии соответствуют пункту 2 табл. 1, то есть можно ожидать реализации эффекта в обеих ЭЭС. Для МГЭО трех стран на уровне 2010 г., когда на РДВ имеются избытки генерирующих мощностей, потенциальный эффект возрастает на эту величину (п.5. табл.1) и реализуется в ЭЭС РК и КНДР. На уровне 2020 г. ситуация в МГЭО трех стран соответствует промежуточному случаю (п.4 табл.1).

Исследования подтвердили высокую эффективность сооружения МГЭС «РДВ-КНДР-РК». В табл. 2 представлены обобщенные результаты всех четырех серий расчетов. В первой строке табл.2 показан потенциальный мощ-ностной эффект объединения ЭЭС двух и трех стран в 2010 и 2020 гг., полученный при теоретическом анализе. Во второй и третьей строках показаны рассчитанные пропускные способности участков МГЭС.

Таблица 2

Обобщенные результаты расчетов

Наименование величин МГЭО «РК-КНДР» МГЭО «РДВ-КНДР-РК»

2010 г. 2020 г. 2010 г. 2020 г.

Потенциальный эффект объединения, ГВт 3,46 3,78 8,01 7,53

Л'мгэоГВт РДВ-КНДР - - 4,0 3,2

КНДР-РК 2,0 2,0 5,0 4,0

Сокращение вводов электростанций, ГВт 3,52 3,90 7,51 7,62

Экономия капиталовложений, млрд. дол. 5,86 6,10 11,62 11,92

Экономия приведенных затрат, млрд.дол./год 0,90 0,97 1,74 1,58

Годовой экспорт электроэнергии РДВ - - 13,29 4,00

(нетто), ТВт ч/год КНДР -3,46 -7,12 -8,98 -14,51

(«-»-импорт) РК 3,67 7,42 -3,39 11,22

Анализируя табл. 2, можно отметить следующие моменты:

1) суммарное по МГЭО сокращение вводов электростанций примерно равно потенциальному эффекту объединения;

2) результаты расчетов 2010 и 2020 гг. по каждому МГЭО очень близки. Значительно отличаются только объемы экспорта-импорта электроэнергии и пропускные способности участков МГЭС «РДВ-КНДР-РК». Важное значение здесь имеет избыток мощностей в ЭЭС РДВ в 2010 г., который повысил:

- мощностной эффект объединения в этом году,

- целесообразную пропускную способность МГЭС и

- экспорт электроэнергии из России;

3) пропускная способность МГЭС «РДВ-КНДР-РК» в 2010 г. оказалась больше, чем в 2020 г. Это означает, что при выборе пропускной способности МГЭС нельзя ориентироваться на условия 2010 г., так как позднее она будет недоиспользоваться; необходимо учитывать динамику развития объединяемых ЭЭС и рассматривать условия 2020 г. или даже еще более отдаленного периода;

4) эффекты объединения ЭЭС трех стран примерно удваиваются по сравнению с МГЭО двух стран; это объясняется в основном тем, что мощность ЭЭС РДВ примерно равна мощности ЭЭС КНДР;

5) перетоки в течение года имеют реверсивный характер. Полное использование пропускной способности МГЭС, как показано на рис. 4, происходит в

час совмещенного максимума для передачи мощности в РК. Можно видеть также , что перетоки меняют направление в течение года и приемная система получает мощность, уменьшенную на величину потерь в МГЭС;

А. В час совмещенного максимума нагрузки МГЭО

Рис 4. Перетоки по МГЭС «РДВ-КНДР-РК» в часы максимумов нагрузки,

МВт, 2020 г.

6) во всех вариантах объединения энергосистем, несмотря на реверсивный характер перетоков в течение года, КНДР является нетто-импортером электроэнергии (рис.5).

Рис. 5. Годовой обмен энергией по МГЭС «РДВ-КНДР-РК», ТВт ч, 2020 г.

Важным результатом проведенных исследований, является подтверждение предположения о целесообразной и наиболее эффективной пропускной способности МГЭС, составляющей потенциального эффекта объединения. Рис. 6 иллюстрирует экономию приведенных затрат при увеличении пропускной способности МГЭС «РК-КНДР». До #мгэс = 2,0 ГВт экономия быстро возрастает, причем примерно одинаково для 2010 г. и 2020 г. Затем для 2020 г. она остается практически неизменной, а для 2010 г. даже снижается. Очевидно, что это объясняется очень высокой эффективностью реверсивной МГЭС, которая при

АГи

< 0 5АРт

замещает вводы примерно двух киловатт новых электростанций на каждый киловатт своей пропускной способности.

Млн .ДСП (Год

2020 г.

1000

.__^

2010г.

800

600

400

200

0

2

-г—5» 5 ГВт

Рис. 6. Экономия приведенных затрат при различной пропускной способности МГЭС «РК-КНДР».

Целесообразная пропускная способность МГЭС для МГЭО двух стран составляет 2 ГВт. Для МГЭО трех стран она равна 3.2. ГВт на участке РДВ-КНДР и 4 ГВт на участке КНДР-РК.

В пятой главе исследовано участие ГЭС в МГЭО с разными сезонами максимума нагрузки. Рассмотрены особенности функционирования ГЭС с водохранилищами годового и многолетнего регулирования в таких объединениях, предложена методика исследований. На примере ГЭС РДВ показаны возможности получения дополнительного эффекта от перераспределения стока. Предложен и исследован также способ учета динамики развития при использовании статических моделей.

При объединении ЭЭС с разными сезонами максимума нагрузки появляется возможность улучшить использование гидроэлектростанций, располагающих крупными водохранилищами (рассматривается в первом параграфе главы). Это относится, в частности, к Зейской и Бурейской ГЭС на Российском Дальнем Востоке, водохранилища которых позволяют вести годичное и даже многолетнее регулирование стока. Путем перераспределения сезонного стока ГЭС РДВ при объединении с ЭЭС Республики Корея могут "дважды" участвовать в покрытии максимумов нагрузки: зимой в ЭЭС РДВ и летом в ЭЭС РК. Это может существенно повысить эффективность МГЭО в целом.

Для проведения исследований выполнена серия расчетов на модифицированной модели ОРИРЭС-ГЭС, в которой можно задавать выработку ГЭС не только отдельно для каждого сезона, но и для года в целом.

Оценка эффекта основана на сравнении оптимальных режимов использования ГЭС при изолированной работе ЭЭС РДВ (при отсутствии МГЭС) и при

объединении ЭЭС трех стран (при одной и той же среднемноголетней выработке ГЭС). Использован следующий методический прием:

1) проводится расчет для изолированной работы ЭЭС РДВ при заданной годовой выработке ГЭС (среднемноголетней). По результатам расчета определяются оптимальные структура и режимы электростанций, включая распределение выработки ГЭС по сезонам года, соответствующее участию ГЭС в покрытии собственной нагрузки ЭЭС РДВ;

2) выполняется расчет для МГЭО "РДВ-КНДР-РК" при фиксированной сезонной выработке ГЭС РДВ, полученной в предыдущем расчете. Определенные при этом оптимальные вводы и режимы электростанций в трех ЭЭС, пропускные способности и перетоки по МГЭС соответствуют предположению, что ГЭС РДВ по-прежнему участвуют в покрытии только зимнего максимума нагрузки ЭЭС РДВ;

3) проводится расчет для МГЭО при заданной годовой выработке ГЭС РДВ (как и в первом расчете). При этом выработка ГЭС по сезонам перераспределится по сравнению с предыдущими двумя расчетами и будет соответствовать оптимальному участию ГЭС РДВ в покрытии как собственного зимнего максимума ЭЭС РДВ, так и летнего максимума ЭЭС Республики Корея. Сопоставление результатов этого и предыдущего расчетов позволит оценить эффект от участия ГЭС в двух максимумах нагрузки.

Результаты расчетов и получаемых изменений приведены в табл. 3 и 4. В табл. 3 показано распределение годовой выработки по сезонам. Анализируя эту таблицу, можно видеть, что при изолированной работе ЭЭС РДВ наибольшая выработка ГЭС целесообразна в зимний сезон, а наименьшая, наоборот, в летний. При объединении с ЭЭС КНДР и РК, как и ожидалось, летняя выработка возрастает почти в 3 раза. Несколько увеличивается также выработка в осенний сезон при значительном снижении ее в зимний и весенний сезоны.

Таблица 3

Распределение годового числа часов использования установленной мощности ГЭС РДВ по сезонам

Сезон Варианты расчета

(изол.) (сез.) (год.)

Зима 1610 1610 1050

Весна 840 840 410

Лето 460 460 1280

Осень 790 790 960

Год 3700 3700 3700

Таблица 4 характеризует изменение показателей при перераспределении выработки. Ее анализ подтверждает ожидаемый эффект от участия ГЭС в двух максимумах нагрузки рассматриваемого МГЭО, который оказался очень значительным:

- необходимые вводы электростанций по МГЭО в целом уменьшились примерно на 1 ГВт, что составляет 30 % от установленной мощности ГЭС РДВ;

Таблица 4

Изменение технико-экономических показателей МГЭО «РДВ-КНДР-РК» при перераспределении сезонной выработки ГЭС РДВ

^МПС' га- МГЭО или ЭЭС Вводы электростанций, ГВт Капиталовложения, млрд. дол. Приведенные затраты, МЛРД. ДОЛ./ГОД

кндр- РДВ- Хаб -РК КНДР Прим • ГЭС ГАЭС КЭС уголь] мазуг| газ АЭС Всего МГЭС Эл ст Всего МГЭС Элст Топл Всега

Вариант (си.)

5,9 4,1 1,8 МГЭО РДВ КНДР РК 1,90 7,00 5,53 9,81 24,24 2,00 2,00 1,80 1,80 0,10 7,00 5,53 7,81 20,44 1,757 36,371 38,128 0,257 6,247 7,411 13,915 0,594 2,800 3,394 0,080 0,532 0,707 1,320 0,450 3,600 4,050 0,063 0,396 0,383 0,842 0,713 29,971 30,684 0,114 5,319 6,320 11,753

Изменение показателей при переходе к варианту (год )

0,9 1,0 1,0 МГЭО РДВ КНДР РК -0,89-0,89 -0,89-0,89 0,493 -1,692 -1,198 0,069 -0,338 0,079 -0,190 0,279 0,279 0,036 0,071 0,106 0,105 0,105 0,015 0,005 0,019 0,110 -1,692 -1,582 0,018 -0,338 0,003 -0,318

* «Хаб.-Прим.» - электропередача между узлами «Хабаровск» и «Приморье»

- соответственно возросла целесообразная пропускная способность МГЭС (в различной степени на разных ее участках);

- достигается большой экономический эффект: уменьшение общих капиталовложений на 12 млрд. дол. и приведенных затрат на 0,19 млрд. дол./год.

Отметим, что этот эффект достигается лишь за счет перераспределения по сезонам выработки действующих (уже существующих) ГЭС.

Во втором параграфе главы 5 рассмотрены две схемы использования статической модели для учета динамики развития МГЭО. Одна из них предполагает последовательное приведение расчетов для периодов 2000-2010 гг. и 20102020 гг., другая («условно-динамическая») - выполнение сначала расчетов для периода 2000-2020 гг., а затем для 2000-2010 гг. с условием, чтобы развитие генерирующих мощностей и МГЭС не превышало величин, полученных в первом расчете для 2020 г. Проведенные количественные расчеты показали предпочтительность второй схемы.

Основные результаты работы.

1. Сделан обзор мирового опыта создания межгосударственных электроэнергетических объединений (МГЭО) и электрических связей (МГЭС). Его анализ позволил выделить два основных класса МГЭС - экспортные и реверсивные, каждая из которых может выполнять (в том числе совмещать) функции: передачи электроэнергии в целях торговли, взаимного резервирования объединяемых ЭЭС в аварийных ситуациях, передачи «балансовой» мощности в часы максимумов ЭЭС. Наибольший эффект может быть достигнут при сооружении реверсивных МГЭС, передающих балансовые мощности. Такие МГЭС могут строиться между рядом стран Северо-Восточной Азии.

2. Проанализированы особенности задачи оценки энергоэкономической эффективности МГЭС применительно к объединению ЭЭС с разносезонными максимумами нагрузки и установлены требования к математическим моделям для ее решения

3. Разработана и программно реализована математическая модель ОРИРЭС для оценки энергоэкономической эффективности МГЭС. Особенностями модели являются: включение системы уравнений балансов установленных мощностей объединяемых ЭЭС для часов максимумов нагрузки (в том числе, совмещенного максимума МГЭО); расчеты оптимальных режимов работы ЭЭС и перетоков по МГЭС для восьми характерных суток (по 24 часа) - рабочих и выходных характерных дней четырех сезонов года; определение экономических показателей, характеризующих капиталовложения в развитие ЭЭС и МГЭС за расчетный период и эксплуатационные издержки каждой ЭЭС в последнем году расчетного периода. Сопоставление результатов расчетов на модели для вариантов раздельной и совместной работы ЭЭС позволяет оценить энергоэкономическую эффективность их объединения.

4. Собрана и систематизирована информация по электроэнергетике стран СВА, необходимая для оценки эффективности объединения национальных ЭЭС. Для большинства стран информация подготовлена в формате, требующемся для расчетов на модели ОРИРЭС.

5. Предложена методика анализа и оценки мощностного (энергетического) эффекта при объединении ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки и возможных путей реализации этого эффекта. Показано, что в случае, когда приросты нагрузки ожидаются в обеих (или всех) объединяемых ЭЭС, строительство реверсивной МГЭС может экономить до 2 кВт вводов новых электростанций на 1 кВт ее пропускной способности. Дополнительный эффект от сооружения МГЭС можно получить, если в одной из ЭЭС имеются избытки генерирующих мощностей.

6. Исследована энергоэкономическая эффективность конкретной МГЭС «Российский Дальний Восток-КНДР-Республика Корея». Показана высокая эффективность этой МГЭС. Даны рекомендации по ее рациональной пропускной способности для временных уровней 2010 и 2020 гг.

7. Предложена методика по определению оптимального участия ГЭС с водохранилищами годичного (или многолетнего) регулирования стока в МГЭО с двумя сезонами максимумов нагрузки. Расчеты показали целесообразность перераспределения сезонной выработки ГЭС (по отношению к распределению при изолированной работе ЭЭС). Применительно к МГЭО «РДВ-КНДР-РК» перераспределение выработки ГЭС РДВ для их участия в двух максимумах нагрузки МГЭО (зимнем и летнем) приводит к уменьшению необходимых вводов электростанций примерно на 1 ГВт, или на 30 % от установленной мощности

ГЭС. Такой эффект достигается лишь за счет сезонного перераспределения выработки уже существующих ГЭС.

8. Исследована и показана целесообразность применения специальной («условно-динамической») схемы расчетов на статической модели для решения задачи поэтапного развития ЭЭС и МГЭО (в случае отсутствия динамической модели). Такая схема расчетов дает лучшие результаты, чем обычно применяемые последовательные расчеты этапов на статической модели.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах

1. Чудинова Л. Ю. Постановка задачи формирования БД электроэнергетики стран Восточной Азии// Мат-лы XXVII конференции научной молодежи СЭИ СО РАН. 1997. - С.225-231. - Деп. в ВИНИТИ, № 2830-В97.

2. Чудинова Л.Ю. Математическая модель оценки эффективности межгосударственных энергообъединений // Мат-лы XXVIII конференции научной молодежи ИСЭМ СО РАН, 1998 - С. 327-341.- Деп. в ВИНИТИ 20.01.99, №119-В99.

3. Чудинова Л.Ю. Оценка эффективности учурских ГЭС при формировании энергообъединения «Россия-Япония» //Системные исследования в энергетике: Тр. молодых ученых ИСЭМ СО РАН. Вып. 29. - Иркутск, 1999 -С.157-163.

4. Belyaev L.S., Chudinova L.Yu., Podkovalnikov S.V., Savelyev V.A. A mathematical model for the effectiveness assessment of interstate electric ties in Northeast Asia // Proc. of Power Conf. 98. - Beijing, China. 19-21 August 1998, Vol. 1.-P. 730-734.

5. Предпосылки и направления создания межгосударственного энергообъединения в Северо-Восточной Азии/ Л. С. Беляев, Н.И. Воропай, Л.Ю. Чудинова и др. // Тр. междун. конф. «Восточная энергетическая политика России и проблемы интеграции в энергетическое пространство Азиатско-Тихоокеанского региона». - Иркутск. 1998. - С. 342-355.

6. Возможная роль гидроэнергоресурсов Южной Якутии в энергообъединениях стран Северо-Восточной Азии/Л.С.Беляев, Н.И.Воропай, Л.Ю.Чудинова и др.// Тр. междун. конф. «Физико-технич. проблемы Севера». - Якутск, 2000- С.9-22.

7. Развитие электроэнергетики восточных регионов России и ее интеграция в электроэнергетическое пространство Северо-Восточной Азии/ Л.С. Беляев, Н.И Воропай, Л.Ю.Чудинова и др. // Тр. Конф. «Энергетика России в 21 веке: проблемы и научные основы устойчивого и безопасного развития». - Иркутск, 2000. - С. 350-357

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

Power Integration in Northeast Asia: Studies and Prospects / L.S. Belyaev, LYu Chudinova, S.V. Podkovalnikov, V.A. Saveliev // Proc. of the 2th Conf on Energy Integration in Northeast Asia. Sept. 21-22, 2000. - Irkutsk, Russia. -P. 19-24.

Беляев Л.С., Подковальников СВ., Чудинова Л.Ю. Методический подход и опыт оценки эффективности межгосударственных электрических связей // Proc. of the First International Conf. on Technical and Physical Problems in Power Engineering, April 23-25,2002, Baku, Azerbaijan. - Baku: AzMEAFI, AzETEELI, 2002.-P. 17-21.

The High Voltage Direct Current Bus "Siberia - Russian Far East"/ L.S. Belyaev, N.I. Voropai, L.Yu. Chudinova et al. // Proc. of the 3th International Conf. «Energy Cooperation in Northeast Asia: Prerequisites, Conditions, Ways», Sept. 9-13,2002. Irkutsk, Russia. - P. 186-190 Studies of Interstate Electric Ties in Northeast Asia / L.S. Belyaev, LYu. Chudinova, O.V. Khamisov et al. // International Journal of Global Energy Issues. -2002. -Vol.17. - № 2. - P.228-249.

Исследование эффективности межгосударственных электрических связей в Северо-Восточной Азии с применением математического моделирования / Л.С.Беляев, В.А.Савельев, Л.Ю. Чудинова и др. // Изв.РАН. Энергетика. -2000. - № 5. - С.55-65.

Межгосударственные электрические связи в Северо-Восточной Азии: возможные направления и эффективность / Л.С.Беляев, С.В.Подковаль-ников, Л.Ю.Чудинова и др. // Энергия: техника, экономика, экология. -2003.-№8.-С. 16-23

Система постоянного тока «Сибирь-Дальний Восток»/ Л. С. Беляев, Н. И. Воропай, Л.Ю. Чудинова и др. // Энергетическая политика. - 2003. - №1. С.34-38

Беляев Л. С, Чудинова Л.Ю. Эффект объединения электроэнергетических систем с разными сезонами годового максимума нагрузки. - Иркутск, 2005 - 52 с- (Препринт ИСЭМ СО РАН, 2005; № 3)

Лицензия ИД № 00639 от 05.01.2000. Лицензия ПЛД № 40-61 от 31.05.1999 Бумага писчая. Формат 60x84 1/16 Офсетная печать. Печ. л. 1,33 Тираж 100 экз. Заказ № 220

Отпечатано полиграфическим участком ИСЭМ СО РАН 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 130

jíiiií ; '

í dnii

t •

—» /

09 st.; м

941

Введение

Глава 1 ВИДЫ МГЭС И ЗАДАЧИ ОБОСНОВАНИЯ ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

1.1. Опыт развития и использования межгосударственных электрических связей

1.2. МГЭС в регионе Северо-Восточной Азии

1.3. Состав задач по обоснованию эффективности МГЭС 23 1. 4. Общий подход к оценке энергоэкономической эффективности

Глава 2 МО ДЕЛЬНО-ПРОГРАММНОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МГЭС 34 2.1 Требования к математическим моделям

2.2.Математическое описание модели ОРИЭС

2.3. Подготовка информации для проведения исследований

Глава 3 АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МГЭС В МГЭО

С РАЗНЫМИ СЕЗОНАМИ МАКСИМУМОВ НАГРУЗКИ

3.1 Уменьшение совмещенного максимума нагрузки объединяемых ЭЭС

3.2. Пути реализации мощностного эффекта от объединения ЭЭС

3.3. Обобщение результатов анализа

Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОЭКОНОМИЧЕСКОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТИ МГЭС «РДВ-КНДР-РК»

4.1. Исходные условия и анализ потенциальных эффектов

4.2. Оценки эффективности МГЭО двух стран

4.3. Оценки эффективности МГЭО трех стран

4.4. Основные результаты расчетов

Глава 5 СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. Использование ГЭС с крупными водохранилищами в

МГЭО с разносезонными максимумами нагрузки

5.2. Исследование возможностей использования статической модели ОРИРЭС для решения динамической задачи развития МГЭО

Актуальность темы исследования

Важной тенденцией развития мировой электроэнергетики является расширяющаяся интеграция национальных электроэнергетических систем (ЭЭС). Этот процесс возник в начале XX века на Северо-Американском и Европейском континентах и шел двумя путями. Одни межгосударственные электрические связи (МГЭС) сооружались преимущественно для целей экспорта-импорта электроэнергии (в частности, большинство электропередач из Канады в США), а другие МГЭС обеспечивали соединение национальных или локальных энергосистемы на параллельную работу. Процесс интеграции привел к формированию международных электроэнергетических объединений (МГЭО), к концу XX века он охватил почти все регионы и континенты [1-11]. Основными факторами их появления являлись: неравномерность в обеспеченности энергетическими ресурсами, повышение надежности энергоснабжения, реализация энергетических эффектов объединения ЭЭС и др. В девяностые годы прошлого столетия создались предпосылки для объединения ЭЭС стран Северо-Восточной Азии: России, Китая, Корейской Народно-Демократической Республики (КНДР), Республики Корея (РК), Монголии и Японии. Этому способствовали смягчение международных отношений в регионе, высокие темпы экономического роста и ограниченность энергоресурсов отдельных североазиатских стран, что создало их взаимную заинтересованность в сотрудничестве в области электроснабжения.

Проблема формирования межгосударственных электроэнергетических объединений в Северо-Восточной Азии в настоящее время активно обсуждается учеными и инженерами России, Китая, РК и других стран. В последние годы она рассматривалась на многочисленных международных конференциях и семинарах, проведенных в России (Иркутск, Хабаровск), Китае (Пекин, Шеныпень, Ксиань) и Республике Корея (Чеджу, Сеул) [12-21]. Выявлена, в частности, важная особенность региона - прохождение годового максимума нагрузки национальных ЭЭС в разные сезоны года. Вместе с тем, методическая, модельная и информационная база для обоснования эффективности формирования таких МГЭО, в целом, находится еще в стадии разработки. Это делает тему настоящей диссертации актуальной.

Потенциальные преимущества сооружения МГЭС со странами СевероВосточной Азии (СВА) для России достаточно очевидны: географическая близость, наличие невостребованной выработки электроэнергии в восточных регионах России, возможность получения дополнительных эффектов от объединения ЭЭС разных стран, возможность увеличения экспортного потенциала за счет разработки и реализации специальных экспортных проектов. Сооружение МГЭС будет благоприятствовать сооружению новых и повышению эффективности использования действующих электростанций.

В то же время, формирование МГЭО в регионе СВА имеет ряд особенностей: большая протяженность и сложность трасс некоторых МГЭС (пересечение проливов и др.), работа энергосистем с различными частотами и напряжением переменного тока, слабые внутренние электрические связи, которые потребуют усиления. Это определяет высокую стоимость МГЭС. Поэтому, в отличии от других регионов, здесь требуется наиболее полный учет всех факторов, повышающих эффективность МГЭС.

Степень разработанности темы

При работе над диссертацией были изучены работы отечественных и зарубежных авторов, которые в той или иной степени относятся к исследуемой теме [22-45 и др.]. Исследования энергоэкономической эффективности формирования электроэнергетических систем и их объединений проводятся с середины XX века. Большой вклад в эти исследования в нашей стране внесли такие ученые и проектировщики, как С.А.Кукель-Краевский, В.И.Вейц, JI.A. Мелентьев, Ю.Н.Руденко, Л.С.Беляев, И.М.Волькенау, В.В.Ершевич, А.Н.Зейлигер, А.С.Макарова, А.А. Макаров, С.С. Рокотян, В.В.Труфанов,

Л.Д.Хабачев и др. [22, 24, 46-54 и др.]

В исследованиях возможных направлений и эффективности межгосударственных электрических связей России со странами Ближнего и Дальнего Зарубежья, в том числе Северо-Восточной Азии, серьезные результаты получены Л.С.Беляевым, Н.И.Воропаем, Н.Д.Гамолей, В.А.Джангировым, А.Ф. Дьяковым, Г.Ф. Ковалевым, Л.А.Кощеевым, Ю.Н.Кучеровым, А. Б. Огневым, С.В.Подковальниковым, В.А.Савельевым, Г.И.Самородовым, Е.И.Ушаковым, А.Д.Филатовой и др [7,13,16,26-30,32,34,39,40,42,43, 55-66] . Большой интерес к рассматриваемой проблеме проявляют и зарубежные ученые L.Kapolyi, L.Muller,' D.W.Park, H.S.Kim, J.Y.Yoon, S.S. Lee, F.Arakawa и др. [15,20,27,38,44,67]. Автор диссертации принимала непосредственное участие во многих работах, выполненных по данной теме в ИСЭМ СО РАН [14, 55-63, 65, 69-79].

Несмотря на некоторую специфику, обусловленную необходимостью учета интересов разных стран и обеспечения их национальной энергетической безопасности, энергоэкономическая эффективность межгосударственных электрических связей определяется теми же эффектами, которые свойственны объединениям энергосистем на территории одной страны. В общем случае они состоят в:

- расширении возможностей концентрации производства и централизации распределения электроэнергии;

- снижении необходимой установленной мощности при объединении ЭЭС с разным временем наступления годовых максимумов нагрузки,

- уменьшении общего аварийного резерва,

- оказания взаимопомощи при прохождении глубоких ночных и воскресных провалов графиков нагрузки,

- улучшении использования свободной мощности и избыточной энергии ГЭС в многоводные годы и периоды,

- экономии топливных издержек за счет оптимизации режимов энергообъединения как единого целого.

Исследования, проведенные в последние годы [28, 58, 61-63, 71-78 и др.], выявили уже отмечавшуюся особенность МГЭО в регионе - годовые максимумы нагрузки потребителей наступают в разные сезоны года: зимой (в вечерние часы) в России, Северном Китае, Монголии и КНДР, летом (в дневное время) в Республике Корея и Японии. Эта особенность существенно повышает эффективность объединения ЭЭС в регионе, и ее нужно учитывать при оценке эффективности сооружения межгосударственных электрических связей. В частности, она позволяет уменьшить вводы новых электростанций за счет реверсивных перетоков по МГЭС в сезонном и суточном разрезах, создает совершенно новые условия для одновременного использования ГЭС в зимних и летних балансах мощности и энергии соседних стран.

Обоснование целесообразности сооружения межгосударственных электрических связей и, тем более формирования МГЭО в Северо-Восточной Азии представляет собой сложную проблему (комплекс задач), при решении которой необходимо учитывать множество энергетических, социально-экономических, экологических и других факторов. Используемые методики и модели должны отражать характерные условия и особенности развития электроэнергетики в рассматриваемом регионе. Обзор проведенных ранее исследований и работ показал недостаточную проработанность вопросов учета раз-носезонности прохождения годовых максимумов нагрузки, оказывающей значительное влияние на потенциальную эффективность обосновываемых МГЭС как в методическом, так и практическом отношениях. Потребовалась разработка дополнительных подходов и методов оценки эффективности сооружения МГЭС в регионе Северо-Восточной Азии [59, 79-81].

Ввиду обширности проблемы, задачи соискателя ограничивались исследованием только энергоэкономической эффективности сооружения отдельных МГЭС в СВА. Вопросы определения очередности строительства МГЭС при формировании МГЭО, оценки финансовой эффективности для инвесторов, учета условий перехода к рынку в электроэнергетике и др. выходят за рамки диссертационной работы.

Цели и задачи исследования

Основными целями диссертационной работы являются:

1. Анализ условий и особенностей сооружения МГЭС в регионе СевероВосточной Азии в свете мировых тенденций формирования МГЭО.

2. Разработка и апробация методических подходов и моделей для исследований энергоэкономической эффективности сооружения МГЭС между странами с разными сезонами годовых максимумов нагрузки.

3. Теоретический анализ и количественная оценка энергоэкономической эффективности МГЭО и МГЭС «Российский Дальний Восток (РДВ)-КНДР-РК».

4. Исследование режимов использования ГЭС с крупными водохранилищами в МГЭО с разносезонными максимумами нагрузки.

Для достижения поставленных целей в диссертации решаются следующие задачи:

• Анализ особенностей и дополнительных требований к методике и инструментарию исследований эффективности МГЭС при объединении ЭЭС с разносезонными максимумами нагрузки.

• Разработка и освоение математической модели ОРИРЭС для исследований в этой области.

• Создание информационного обеспечения исследований по электроэнергетике стран СВА.

• Проведение исследований конкретных МГЭС в регионе СВА с использованием модели ОРИРЭС и дополнительных методик.

• Анализ влияния сооружения МГЭС на режимы работы ГЭС с водохранилищами годичного и многолетнего регулирования в таких объединениях.

• Рассмотрение специального вопроса, связанного с использованием статической модели (ОРИРЭС) для исследования развития объединяемых ЭЭС и МГЭС по временным этапам вместо применения более сложной динамической модели.

Предмет и объект исследования

Предметом исследования являются теоретические, методические и практические вопросы оценки энергоэкономической эффективности сооружения МГЭС между странами с разными сезонами годовых максимумов нагрузки.

В качестве объекта исследования рассматриваются электроэнергетические системы стран Северо-Восточной Азии, где пока еще отсутствуют МГЭС. Конкретные количественные оценки даются применительно к МГЭС «РДВ-КНДР-РК»

Методология и методика исследования

Работа базируется на методологии системных исследований в энергетике, сценарийном подходе, использовании математических моделей и методов системного анализа [23,49,50,52,82-89 и др.]

Непосредственно при проведении исследований применялись: находящаяся в разработке методика комплексного обоснования эффективности объединения ЭЭС с разносезонными годовыми максимумами нагрузки, разработанная автором совместно с JI.C. Беляевым методика исследования эффективности функционирования ГЭС с большими водохранилищами в таких МГЭО и методика по учету динамики развития ЭЭС при применении статических моделей [59, 79-81].

Для количественных оценок энергоэкономической эффективности МГЭС использовалась модифицированная линейная математическая модель ОРИРЭС (Оптимизация Развития И Режимов Электроэнергетических Систем). Данная модель была разработана сотрудниками ИСЭМ СО РАН (при непосредственном участии диссертанта) специально для изучения целесообразности сооружения МГЭС в Северо-Восточной Азии и была доработана автором применительно к задачам решаемым в диссертации [55,62,69,79].

Информационная база

В работе использовались статистические данные по энергосистемам и странам СВА, монографии, материалы периодической печати. Значительная часть предоставлена проектными и научными организациями России и Республики Кореи при проведении совместных работ.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые получены и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты:

1. Показаны особенности задачи оценки энергоэкономической эффективности межгосударственных электрических связей между ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки и ее место в комплексе задач обоснования эффективности МГЭС.

2. Разработана и реализована математическая модель ОРИРЭС для оценки энергоэкономической эффективности МГЭС.

3. Предложена методика анализа мощностного эффекта при объединении ЭЭС с разносезонными максимумами нагрузки и возможных путей его реализации.

4. С применением предложенной методики и модели ОРИРЭС исследована энергоэкономическая эффективность МГЭС «Российский Дальний Восток -КНДР-Р.Корея».

5. Предложена методика и проведены расчеты по использованию ГЭС с крупными водохранилищами в МГЭО с разными сезонами максимума нагрузки потребителей.

Практическая ценность

Предложенные методические подходы и модель ОРИРЭС использовались при выполнении предпроектных работ по обоснованию эффективности ряда МГЭС в регионе СВА [71-78]. Диссертационная работа является итогом многолетних исследований этого направления.

Разработанные методики и модель могут применяться в дальнейших работах по оценке технико-экономической эффективности сооружения МГЭС в регионе СВА.

Апробация работы

Основные результаты докладывались и обсуждались на конференциях научной молодежи ИСЭМ (Иркутск, 1997 и 1998 гг.), международной конференции «Power System Technology» (Пекин, 1998 г.); международной конференции «Восточная энергетическая политика России и проблемы интеграции в энергетическое пространство Азиатско-Тихоокеанского региона» (Иркутск, 1998 г.), международной конференции «Физико-технические проблемы Севера» (Якутск, 2000 г.), всероссийской конференции «Энергетика России в 21 веке: проблемы и научные основы устойчивого и безопасного развития» (Иркутск, 2000 г.), второй и третьей международных конференциях «Энергетическая кооперация в Северо-Восточной Азии: предпосылки, условия, направления» (Иркутск, 2000 и 2002 гг.), международной конференции «First International Conference on Technical and Physical Problems in Power Engineering» (Баку, 2002 г.) [14, 55-60, 68-70].

Публикации

По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ [14, 55-63, 65, 6870, 79].

Структура и объем работы

Сформулированный перечень задач определяет структуру и порядок изложения материала.

Работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и одного приложения.

Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, определена ее научная новизна и практическая ценность.

В первой главе - «Виды МГЭС и задачи обоснования их эффективности» - анализируется состояние и перспективы развития МГЭС, предлагается классификация МГЭС по виду использования, показаны особенности сооружения МГЭС в регионе Северо-Восточной Азии, дается состав задач по комплексной оценке эффективности, изложены основы методического подхода, выделяется задача, рассматриваемая в диссертации.

Во второй главе - «Модельно-программное и информационное обеспечение исследований энергоэкономической эффективности МГЭС» - дается обзор существующих моделей, обосновывается необходимость создания новой модели, ориентируемой на специфику проводимых исследований, показаны требования к модели, приводится математическое описание модели ОРИРЭС, анализируется информационное обеспечение исследований.

В третьей главе - «Анализ энергетической эффективности МГЭС в МГЭО с разными сезонами максимумов нагрузки» - выполнен теоретический (качественный) анализ эффекта объединения ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки и путей его реализации.

В четвертой главе - «Исследование энергоэкономической эффективности МГЭС «РДВ - КНДР - РК» - с использованием предложенного методического подхода и модели ОРИРЭС производится количественная оценка энергоэкономической эффективности конкретной МГЭС «РДВ-КНДР-РК». На данном примере проиллюстрированы возможности реализации мощностного эффекта объединения ЭЭС с разносезонными максимумами нагрузки. Показана экономическая эффективность электропередачи, проанализировано влияние пропускной способности МГЭС на энергоэкономические параметры МГЭО. Даны рекомендации по выбору рациональной пропускной способности МГЭС.

В пятой главе - «Специальные вопросы» - исследовано участие ГЭС в МГЭО с разными сезонами максимума нагрузки. Рассмотрены особенности функционирования ГЭС с водохранилищами годового и многолетнего регулирования в таких объединениях, предложена методика исследований. На примере ГЭС РДВ показаны возможности получения дополнительного эффекта от сезонного перераспределения стока. Исследован способ учета динамики развития при использовании статических моделей.

В заключении - содержатся результаты работы и основные выводы.

В приложении - приводятся формы задания исходной информации для модели ОРИРЭС

Работа содержит 121 страницу основного текста, включая 20 таблиц, 14 рисунков и список литературы из 111 наименований, и приложение на 4 страницах.

Автор выражает свою благодарность научному руководителю профессору д.т.н. J1.C. Беляеву и с.н.с. В.А. Савельеву за критический анализ, ценные советы и помощь в написании диссертации. Автор выражает также искреннюю признательность к.т.н. С.В. Подковальникову, к.т.н. А.В. Лебедеву и к.ф.-м.н. О.В. Хамисову, результаты совместных исследований с которыми в той или иной степени использованы в настоящей работе. Автор благодарен также профессору д.т.н. И.И. Голуб, профессору д.т.н. Б.Г. Санееву и к.т.н. Д.Н. Ефимову давшим ценные рекомендации при рецензировании.

4.4. Основные результаты расчетов

В табл. 4.9 представлены обобщенные результаты всех четырех серий расчетов. Они даны для тех пропускных способностей МГЭС, которые были признаны выше наиболее рациональными. Годовой экспорт (или импорт) каждой страны указан как результирующий (нетто) по реверсивным обменам электроэнергией (для МГЭО трех стран он показан на рис. 4.5 и 4.7).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе исследований эффективности объединения ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки, которые выполнены в рамках диссертации, получены следующие основные результаты.

1. Сделан обзор мирового опыта создания межгосударственных электроэнергетических объединений (МГЭО) и электрических связей (МГЭС). Его анализ позволил выделить два основных класса МГЭС - экспортные и реверсивные, каждая из которых может выполнять (в том числе совмещать) функции: передачи электроэнергии в целях торговли, взаимного резервирования объединяемых ЭЭС в аварийных ситуациях, передачи «балансовой» мощности в часы максимумов ЭЭС. Наибольший эффект может быть достигнут при сооружении реверсивных МГЭС, передающих балансовые мощности. Такие МГЭС могут строиться между рядом стран Северо-Восточной Азии.

2. Показан состав задач по комплексному обоснованию МГЭС и место среди них задачи оценки энергоэкономической эффективности МГЭС, являющейся основным предметом исследований диссертации. Проанализированы особенности этой задачи и установлены требования к математическим моделям для ее решения применительно к объединению ЭЭС с разносезонными максимумами нагрузки.

3. Разработана и программно реализована математическая модель ОРИРЭС для оценки энергоэкономической эффективности МГЭС. Особенностями модели являются: включение системы уравнений балансов установленных мощностей объединяемых ЭЭС для часов максимумов нагрузки (в том числе, совмещенного максимума МГЭО); расчеты оптимальных режимов работы ЭЭС и перетоков по МГЭС для восьми характерных суток (по 24 часа) - рабочих и выходных характерных дней четырех сезонов года; определение экономических показателей, характеризующих капиталовложения в развитие ЭЭС и

МГЭС за расчетный период и эксплуатационные издержки каждой ЭЭС в последнем году расчетного периода. Сопоставление результатов расчетов на модели для вариантов раздельной и совместной работы ЭЭС позволяет оценить энергоэкономическую эффективность их объединения.

4. Собрана и систематизирована информация по электроэнергетике стран СВА, необходимая для оценки эффективности объединения национальных ЭЭС. Для большинства стран информация подготовлена в формате, требующемся для расчетов на модели ОРИРЭС.

5. Предложена методика анализа и оценки мощностного (энергетического) эффекта при объединении ЭЭС с разными сезонами годовых максимумов нагрузки и возможных путей реализации этого эффекта. Показано, что в случае, когда приросты нагрузки ожидаются в обеих (или всех) объединяемых ЭЭС, строительство реверсивной МГЭС может экономить до 2 кВт вводов новых электростанций на 1 кВт ее пропускной способности. Дополнительный эффект от сооружения МГЭС можно получить, если в одной из ЭЭС имеются избытки генерирующих мощностей.

6. Исследована энергоэкономическая эффективность конкретной МГЭС I

Российский Дальний Восток-КНДР-Республика Корея». Показана высокая эффективность этой МГЭС. Даны рекомендации по ее рациональной пропускной способности для временных уровней 2010 и 2020 гг.

7. Предложена методика по определению оптимального участия ГЭС с водохранилищами годичного (или многолетнего) регулирования стока в МГЭО с двумя сезонами максимумов нагрузки. Расчеты показали высокую эффективность перераспределения сезонной выработки ГЭС (по отношению к распределению при изолированной работе ЭЭС). Применительно к МГЭО «РДВ-КНДР-РК» перераспределение выработки ГЭС РДВ для их участия в двух максимумах нагрузки МГЭО (зимнем и летнем) приводит к уменьшению необходимых вводов электростанций примерно на 1 ГВт, или на 30 % от установленной мощности ГЭС. Такой эффект достигается лишь за счет сезонного перераспределения выработки уже существующих ГЭС.

8. Исследована и показана целесообразность применения специальной («условно-динамической») схемы расчетов на статической модели для решения задачи поэтапного развития ЭЭС и МГЭО (в случае отсутствия динамической модели). Такая схема расчетов дает лучшие результаты, чем обычно применяемые последовательные расчеты этапов на статической модели.

1. Power 1.terconnection in the APEC Region: Current Status and Future Potentials. - Tokyo: Asia Pacific Energy Research Centre, 2000. - 87 p.

2. Зарубежные энергообъединения / Отв. ред. В.А.Семенова. М.: Изд-во НЦЭнас, 2001.-360 с.

3. Annual Report 2003. Published by the CENTREL Secretariat. May 2004 PSE SA.Warszawa. -27 c.

4. Файбасович. Д.Л. Формирование объединенной энергосистемы стран Северной Африки // Электрические станции. 2003. - №7-С.70-72.

5. Drolet T.S., Мс Conach J.S. Benefits and Pitfalls of International Interconnections // IEE Power Engineering Review.-l 993.- Vol. 13, № 7. P. 22-24.

6. Воропай Н.И., Ершевич B.B., Руденко Ю.Н. Развитие межнациональных энергообъединений путь к созданию мировой электроэнергетической системы. - Иркутск, 1995 - 28 с. - (препринт СЭИ СО РАН, 1995; № 10).

7. Джангиров В.А., Баринов В.А., Маневич Я.С. О принципах совместной работы энергосистем в энергообъединениях стран Западной Европы // Электрические станции. 1994 - №3. - С. 66-72

8. Belyaev L.S. Efficiency of interstate electric ties in North East Asia and North America// Int. Journ.World Energy System. -1997.-Vol.l, №1.- Pp.21-27.

9. Макаров A.A. Мировая энергетика и Евразийское энергетическое пространство. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 280 с.

10. Hydro-Quebec's experience in developing interconnection projects in various market environment/ D.Vaillant, K. Tea, J.-M. Gagnon,Y. Hotte, J.J.Miller//Proc. of CIGRE-2003 Shanghai symposium,2003. Paper 1P-03.

11. Barrie D., Graham M., Marcello C. Evolution of Canada United States interconnections/ЛГам же.-Рарег 1P-05.

12. Гамоля Н.Д., Филатова А.Д. Перспективы развития Объединенной энергосистемы Востока России // Доклад на Зем российско-японском семинаре по передаче электроэнергии постоянным током. Иркутск. 28-29 сентября 1998 г. -13 с.

13. Koshcheev L.A., Kucherov Yu.N., Sakemi Т., Natori K. Russian-Japan Power Bridge // Там же. P.44-52.

14. Gaofeng Chai. Perspectives for Electricity Systems Development in NorthEast China / Семинар по развитию международного сотрудничества в электроэнергетике СВА. Хабаровск, 2001.

15. Hayes P. Barriers to Northeast Asian Grid Connection // A Workshop on the Northeast Asian Power Grid Interconnection Project. Bejing, China: State Power International Service Company, EPRI, Nautilus Institute. 2001.

16. Interconnection Scenarios between South Korea, North Korea and Japan and Associated Power Flow Analyses/S.S.Lee, G.S.Jang, J.K.Park, S.I.Moon, T. Honma//Proc. of CIGRE-2003 Shanghai symposium,2003.-Paper 220-05.

17. Presentations of the International Symposium on NEAREST, May 18-19, 2004 Seoul, Korea.- 280 p.

18. Волькенау И.М., Зейлигер A.H., Хабачев Л.Д. Экономика формирования электроэнергетических систем. -М.: Энергия, 1981. 320 с.

19. Мелентьев JI.A. Системные исследования в энергетике. 2-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Наука, 1983. - 456 с.

20. Управление мощными энергообъединениями/ Н.И.Воропай, В.В.Ершевич, Я.Н.Лугинский и др. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 256 с.

21. Зейлигер А. Н., Малкин П.А., Хабачев Л.Д. Вопросы обоснования развития межрегиональных и межгосударственных сетевых связей //Энергетическое строительство. 1994. - № 3. - С. 2-4.

22. Надежность и эффективность функционирования больших транснациональных ЭЭС. Методы анализа: европейское измерение. / Ю.Н. Кучеров, О.М. Кучерова, Л. Капойи, Ю.Н. Руденко Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 1996.-380 с.

23. Беляев Л.С., Ковалев Г.Ф., Подковальников С.В. Эффективность межгосударственных электрических связей в северной части Тихоокеанского региона // Изв. РАН. Энергетика-1997. № 6. - С. 3-10.

24. Беляев Л.С., Воропай Н.И., Подковальников С.В., Шутов Г.В. Проблемы формирования межгосударственного энергообъединения Восточной Азии // Электричество. 1998. - № 2. - С Л 5-21.

25. Voropai N.I., Kononov Y.D., Saneev B.G. Prerequisites and Directions of

26. Energy Integration in North-Eastem Asia // Восточная энергетическая политикаi»

27. России и проблемы интеграции в энергетическое пространство Азиатско-Тихоокеанского региона: сб.тр.междун.конф. -Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 1998. С. 59-65.

28. Андронов Л.И., Кобец Б.Б., Шибаева Т.А. и др. Экспортные возможности ОЭС Сибири и направления их использования в целях интеграции в энергетическое пространство Азиатского региона // Там же. С. 212-222.

29. Кучеров Ю.Н., Смирнов И.М., Ляшенко B.C. и др. Развитие межгосударственных электрических связей восточных регионов ЕЭС России со странами АТР // Там же. С. 273-286.

30. Самородов Г.И., Шаталов В.И. Электрическая связь большой пропускной способности для экспорта электроэнергии из Восточной Сибири в Китай // Там же.-С. 330-341.

31. Svidtchenko A.N. Russian-China Electricity Export Project // Там же. -P.53-54.

32. Reshetnikov E.A., Somov V.M., Patov V.V. et al. Feasibility Study of Nuclear Power Plants to be Constructed on the Russian Far East for Potential Electricity Export to Japan, China and Korea // Там же P. 103-105.

33. Preliminary Economic Assessment of Power Systems Interconnections in Northeast Asian Countries/ J.Y.Yoon, D.W.Park, H.I.Kim et al.// Там же P.25-30.

34. Интеграция электроэнергетики Восточных районов России и стран Северо-Восточной Азии / JI.C. Беляев, Е.Д. Волкова, Н.И Воропай, А.Ю Огнев, С.В. Подковальников, В. А. Савельев, В.В. Селифанов, В. В. Труфанов // Регион. 2002. - № 1.-С. 125-135.

35. Волков Э.П., Баринов В.А., Маневич А.С. Проблемы и перспективы развития электроэнергетики России. М.: Энергоатомиздат, 2001. - 432 с.

36. Belyaev L.S., Koshcheev L.A., Podkovalnikov S.V. Studies on Northeast Asia Power System Interconnection: Recent Work and Priority Tasks // Там же P. 6571.

37. Lee S.-S., Park J.-K. 765 kV Interconnection Scenarios and Power Flow Analysis in Korean Penisula // Там же. P. 191-197.

38. Санеев Б.Г. Энергетическая кооперация России и стран СевероВосточной Азии // Регион: экономика и социология. 2004.-№ 1. - С. 136-144

39. Кукель-Краевский С.А. Энергетическая система. Теоретические основы технико-экономического проектирования.-М.-Jl.: Госэнергоиздат,1938 442 с.

40. Основные вопросы планирования Единой Энергетической системы СССР/Под. ред. Г.М. Кржижановского, В.И. Вейца-М.: Изд-во Академия наук СССР, 1959.-174 с.

41. Мелентьев JI.А. Оптимизация развития и управления больших систем энергетики: Учеб.пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Высш.школа, 1982. -319 с.

42. Методы исследований и управления системами энергетики / Отв. ред. А.П.Меренков и Ю.Н.Руденко. Новосибирск : Наука, Сиб. отд-ние, 1987. -373 с.

43. Беляев Л.С., Руденко Ю.Н., Санеев Б.Г и др. Теоретические основы системных исследований в энергетике. Новосибирск: Наука, 1986. - 334 с.

44. Макарова А.С., Соколов А.Д., Санеев Б.Г. Метод согласования двухуровневой иерархии линейных моделей в условиях неопределенности-В кн.: Иерархия в больших системах энергетики. -Иркутск: СЭИ СО РАН СССР, 1978.-Т.2. С. 173-191.

45. Справочник по проектированию электроэнергетических систем / Под. Ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро.-З-е изд. перераб. и доп.-М.: Энергоатомиздат, 1985. -352 с.

46. Программно-информационный комплекс для оптимизации структуры ЕЭЭС/ Л.С. Беляев, В.В. Труфанов, В.А. Ханаев и др.//Вопросы построения АИСУ развитием электроэнергетических систем. Вып. И.-Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1976.-С.67-95.

47. Методы и модели согласования иерархических решений // Под ред, А.А.Макарова Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1979. - 240 с.

48. Belyaev L.S., Chudinova L.Yu., Podkovalnikov S.V., Savelyev V.A. A mathematical model for the effectiveness assessment of interstate electric ties in Northeast Asia // Proc. of Power Conf. 98. Beijing, China. 19-21 August 1998, Vol. 1. - P. 730-734.

49. Возможная роль гидроэнергоресурсов Южной Якутии в энергообъединениях стран Северо-Восточной Азии / Л.С.Беляев, Н.И.Воропай, Л.Ю.Чудинова и др.// Тр. междун. конф. «Физико-технич. проблемы Севера». Якутск, 2000.- С.9-22.

50. Power Integration in Northeast Asia: Studies and Prospects / L.S. Belyaev, L.Yu Chudinova, S.V. Podkovalnikov, V.A. Saveliev // Proc. of the 2th Conf. on Energy Integration in Northeast Asia. Sept. 21-22, 2000. Irkutsk, Russia. - P. 19-24.

51. Studies of Interstate Electric Ties in Northeast Asia / L.S. Belyaev, L.Yu. Chudinova, O.V. Khamisovn et al. // International Journal of Global Energy Issues. -2002. -Vol.17. № 2. - P.228-249.

52. Исследование эффективности межгосударственных электрических связей в Северо-Восточной Азии с применением математического моделирования / Л.С.Беляев, В.А.Савельев, Л.Ю. Чудинова и др. // Изв.РАН. Энергетика. -2000. -№ 5. С.55-65.

53. Межгосударственные электрические связи в Северо-Восточной Азии: возможные направления и эффективность / Л.С.Беляев, С.В.Подковальников, Л.Ю.Чудинова и др. // Энергия: техника, экономика, экология. -2003. № 8. -С. 16-23

54. Principles and alternatives of development of the Eastern interconnection/Yu. Kucherov, A. Bondarenko, V. Gerikh, Yu. Tikhonov, L. Koscheev//Proc. of CI-GRE-2003 Shanghai symposium,2003-Paper 1P-02.

55. Система постоянного тока «Сибирь-Дальний Восток»/ Л.С. Беляев, Н.И. Воропай, Л.Ю. Чудинова и др. // Энергетическая политика. 2003. - №1. С. 34-38

56. Савельев В.А. Современные проблемы и будущее гидроэнергетики Сибири. Новосибирск: Наука, Сиб. изд.фирма РАН, 2000- 200 с.

57. Чудинова Л. Ю. Постановка задачи формирования БД электроэнергетики стран Восточной Азии// Мат-лы XXVII конференции научной молодежи СЭИ СО РАН. 1997. С.225-231. - Деп. в ВИНИТИ, № 2830-В97.

58. Чудинова Л.Ю. Математическая модель оценки эффективности межгосударственных энергообъединений // Мат-лы XXVIII конференции научной молодежи ИСЭМ СО РАН, 1998 С.327-341,- Деп. в ВИНИТИ 20.01.99, № 119-В99.

59. Чудинова Л.Ю. Оценка эффективности учурских ГЭС при формировании энергообъединения «Россия-Япония» //Системные исследования в энергетике: Тр. молодых ученых ИСЭМ СО РАН. Вып. 29. Иркутск, 1999 - С. 157-163.

60. Предложения к программе экспорта электроэнергии из России на период до 2020 г. Азиатско-Тихоокеанский регион. Этап 1. Период до 2005 г.: научн. отчет / ИСЭМ СО РАН.- Иркутск, 1998. 33 с.

61. Предложения к Программе экспорта электроэнергии из России на период до 2020 г. Азиатско-тихоокеанский регион. Этап 2. : научн. отчет / ИСЭМ СО РАН.-Иркутск, 1999. 177 с.

62. Предпроектные исследования энергомоста «Сахалин Япония».: научн. отчет / ИСЭМ СО РАН.- Иркутск, 1999. - 167 с.

63. Основные параметры, режимы и эффективность системы постоянного тока Усть-Илимск Хабаровск.: научн. отчет / ИСЭМ СО РАН.- Иркутск, 1999.-52 с.

64. Исследование надежности межгосударственного объединения электроэнергетических систем «ОЭЭС Сибири (Россия) ЭЭС Северного Китая».: на-учн. отчет / ИСЭМ СО РАН.- Иркутск, 1999. - 46 с.

65. Энерго-экономическая эффективность строительства АЭС в Приморском крае в составе объединенной энергосистемы восточных районов Азии.: научн. отчет / ИСЭМ СО РАН.- Иркутск, 2000 Том 1 -196 с.

66. Технико-экономическое исследование экспортно-импортных обменов мощностью и электроэнергией между Российским Дальним Востоком, КНДР и Республикой Корея.: научн. отчет / ИСЭМ СО РАН Иркутск, 2002. - 189 с.

67. Анализ и обобщение исследований возможных электрических связей России с Казахстаном, Монголией, Китаем, Республикой Корея и КНДР.: научн. отчет / ИСЭМ СО РАН.- Иркутск, 2003. 103 с.

68. Беляев JL С., Чудинова Л.Ю. Эффект объединения электроэнергетических систем с разными сезонами годового максимума нагрузки. Иркутск, 2005 - 52 е.- (Препринт ИСЭМ СО РАН, 2005; № 3).

69. A methodical approach to and experience of effectiveness assessment of interstate electric ties in Northeast Asia/ L.S. Belyaev, S.V. Podkovalnikov, P.V. Kos-tenko // Proc. of Int. Conf. on Power Systems, 2001 Wuhan, China- P. 103-108.

70. Системные исследования в энергетике в новых социально-экономических условиях/ В.П. Булатов, Н.И. Воропай, А.З.Гамм и др. Новосибирск: Наука, Сиб.изд.фирма РАН, 1995.-188 с.

71. Методы управления физико-техническими системами энергетики в новых условиях / Н.И.Воропай, Н.Н.Новицкий, Е.В.Сеннова и др.- Новосибирск: Наука, Сиб. изд. фирма РАН, 1995. 335 с.

72. Методы математического моделирования в энергетике /Отв.ред. JI.A. Мелентьев и Л.С.Беляев. Иркутск: Вост.-Сиб. кн. изд-во, 1966. -432 с.

73. Беляев Л.С. Решение сложных оптимизационных задач в условиях неопределенности. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1978. - 128 с.

74. Крумм Л.А. Методы оптимизации при управлении электроэнергетическими системами. Новосибирск: Наука, 1981. - 317 с.

75. Системный подход при управлении развитием электроэнергетики /Л.С.Беляев, Г.В. Войцеховская, В.А. Савельев и др. Новосибирск: Наука, 1980.- 240 с.

76. Иерархия моделей для управления развитием энергетики и методы согласования их решений / А.А. Макаров, Ю.Д. Кононов, Л.Д. Криворуцкий и др. Иркутск: СЭИ СО РАН СССР, 1984. - 198 с.

77. Воропай Н.И. Упрощение математических моделей динамики электроэнергетических систем. Новосибирск: Наука, 1981. - 109 с.

78. К анализу эффективности Единой электроэнергетической системы России / Н.И. Воропай, В.В.Труфанов, В.В.Селифанов, Г.И. Шевелева // Электричество. -2000.- № 5.- С. 2-9.

79. Knut Fossdal. Nordic Model for Power Trade // Second International Conference «Operational Experience and Practice of European Electricity Market». Mockow, Russia. 4 June 2003. - 18 p.

80. UCTE System Adequacy Forecast 2004-2010 Report, 2003, Union for the Co-ordination of Transmission of Electricity. 44 p.

81. Power and energy balances. Retrospect 2003-Forecast 2007, 2004, Nordel-23 p.

82. Мелентьев Л.А., Штейнгауз E.O. Экономика энергетики CCCP.-M-Л.:Госэнергоиздат,- 1963.431 с.

83. Экономико-математические модели оптимизации развития энергосистем и их объединений. М.: ЭНИН им.Крыжановского, 1971. - 320 с.

84. Математические модели для анализа и экономической оценки вариантов развития ЭЭС/Под ред.Л.С.Беляева.- Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1971- 121с.

85. Клима И. Оптимизация энергетических систем. М.: Высшая школа, 1991.-302 с.

86. Веников В.А.,Журавлев В.Г.,Филиппова Т.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем М.: Энергоиздат, 1981. - 464 с.

87. Арзамасцев Д.А., Липес А.В., Мызин А.Л. Модели оптимизации развития энергосистем. М.: Высш. Шк., 1987. - 272 с.

88. Ковалев Г.Ф. Модель оценки надежности сложных ЭЭС при долгосрочном планировании их работы // Электронное моделирование. 1987 - № 5. -С. 16-29.

89. Массе П. Критерии и методы оптимизации определения капиталовложений. Пер. с франц. М.: Статистика, 1971. - 504 с.

90. Китушин В.Г. Надежность энергетических систем. Часть 1. Теоретические основы: Учебное пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ-2003.-256 с.

91. Войтов О.Н. ПВК исследования режимов ЭЭС СДО-6//Методы управления физико-техническими системами энергетики в новых условиях / Сиб. энерг. ин-т им. Л.А.Мелентьева СО РАН. -Новосибирск: Наука, Сиб. изд. фирма РАН, 1995. -Гл.7- С. 293-295

92. Дале В.А., Кришан З.П., Паэгле О. Г. Динамическая оптимизация развития электических сетей. Рига: Зинатне, 1990.-248 с.

93. Беляев Л.С. Особенности моделей для совместной оптимизации развития и режимов электроэнергетических систем (в задачах развития). // Материалы XII Байкальской международной конференции. Том 3. Иркутск, 2001. -С.137-141.

94. Эрлихман Б.Л. Энерго-экономические расчеты гидроэлектростанций. — М.: Энергия, 1969. 288 с.

95. Халяпин Л.Е. Совершенствование методов управления текущим развитием и функционированием ЭЭС, содержащих ГЭС с многолетним регулированием стока. Автореф.дисс.канд.техн.наук Иркутск: СЭИ СО РАН, 1981. -21 с.