автореферат диссертации по энергетике, 05.14.01, диссертация на тему:Исследование и обоснование условий для надежного топливо- и энергоснабжения потребителей в переходный период

5Гб од

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ОРДЕНА ЛЕНИНА СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СИБИРСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

УДК 6E1.SH.! На прзЕах рукописи

Пяткова Наталья Ивановна

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ УСЛОВИЙ ДЛЯ НАДЕЖНОГО ТОПЛИВО-И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ В ПЕРЕХОДНЫЙ ПЕРИОД

05.14.01. Энергетические системы и комплексы

Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск - 1996

Работа выполнена б Сибирском энергетическом институте СО РАН.

Научные руководители -

доктор технических наук Л.Д.Криворуцкий

кандидат технических наук М.Б.Чельцов Официальные оппоненты -

доктор технических наук,профессор Е.Г.СанееЕ

кандидат технических наук,ст. н.с. Е.И.Рабчук Ведущая организация - Институт энергетических исследований РАН

Защита состоится "24 " декабря 1996 г. на заседании Специализированного совета Д002.30.01 по защите докторских диссертаций при Сибирском энергетическом институте СО РАН по адресу; 664033, Иркутск- 33, ул. Лермонтова, 130.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского энергетического института.

Отзыв ка автореферат б двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим отправлять по адресу: 664033, Иркутск-33, ул. Лермонтова, 130, ученому секретарю Спецна-лиБЯроЕшного соьета.

у J

Автореферат разослан ' "Аелг//VI996 г.

Ученый секретарь Специализированного совета доктор технических наук

A.M. Клер

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одним на наиболее важных факторов нормального функционирования и развития экономики России является надежное топливо- и энергоснабжение потребителей. Топливо и энергия, как основные виды исходных ресурсов в сфере материального производства, существенным образом влияют на уроЕень бесперебойности Функционирования промышленности, транспорта, строительства, сельского хозяйства и других отраслей, обеспечивают нормальную жизнедеятельность.

Осуществлявши в стране переход от планово-распределительной системы управления народным хозяйством к рыночной экономике сопровождается существенными изменениями условий функционирования топливно-энергетического комплекса (ТЗК). На эффективность и надежность его работы Есе большее влияние стали оказывать наряду с традиционными факторами, относящимися к техническим аспектам ( безотказность оборудования, живучесть и в целом надежность энергетических объектов и систем), факторы социально-экономического и политического характера. Актуальными становятся вопросы рассмотрения критических ситуаций как природного, техногенного, так и социально-экономического и политического происхождения. Такие ситуации нарушают сбалансированность взаимосвязей по топливно-энергетическим ресурсам между регионами, снижая тем самым надежность топлиео-и -энергоснабжения потребителей. Неучет этих критических ситуаций может привести к тяжелым последствиям в экономике страны и жизнедеятельности населения.

Рассматриваемые ситуации связаны с проблемой живучести ТЭК. Живучесть - одно из важнейших свойств надежности, под которым понимается способность систем энергетики (СЭ) противостоять крупны;»! возмущениям, не допуская их каскадного развития с массовым нарушением питания потребителей. Проблема живучести в настоящее время является весьма серьезной в связи со сложностью современных систем энергетики и существенными для экономики к населения негативными

последствиями от крупных.аварий. Аварийные ситуации требуют специального анализа, разработки и обоснования мер по обеспечению надежного топливо- и энергоснабжения потребителей.

Большой вклад в решение проблем надежности (включая живучесть) СЭ внесли Ю.Н.Руденко, Н.Й.Всропаи, М.Н.Розанов, Е.Е.Секко-ва и др. Однако в их работах не получили достаточно глубокой проработки межотраслевые аспекты этой проблемы, Еопросы комплексной оценки условий надежного топливо- и энергоснабжения потребителей на перспективу, что в условиях переходного периода становится Ес-е более актуальным.

В комплексных исследованиях перспективных направлений развития энергетики страны на перспективу, успешно выполняемые последователями академика Л.А.Мелентьева - А.А.Макаровым, Л.С.ХрилеЕым, Б.Г.Сак&евкм и др., учет требований надежности (в т.ч. к живучести) осуществляется, как правило, с использованием нормативных показателей, которые при наблюдающемся кардинальном изменении всей социально-экономической ориентации общества нуждаются в существенной корректировке. Важность и актуальность корректировки нормативной баш по надежности топливо- и энергоснабжения потребителей обусловлена ее. существенным влиянием на выбор общих направлений развития энергетики.

Кроме того, в последнее Еремя все более актуальной становится тесно связанная с надежностью и живучестью СЭ проблема обеспечения энергетической бееопасности России, которая определяется способностью ее топливно-энергетического комплекса выполнять заданные функции, обеспечивая обоснованные потребности е энергии экономически доступными топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР) приемлемого качества в нормальных условиях и при чрезвычайных обстоятельствах.

Цель и задачи работы. В современный период перекода от административного управления экономикой и директивного планирования к управлению рыночного типа, осуществляемого преимущественно черев механиБмы экономического и законодательного регулирования, резко

возросла роль хозяйствующих субъектов, изменились источники финансирования инновационных и инвестиционных проектов, более равноои-разными стали интересы отдельных участников энергетического производства. В новых условиях стало более сложным обеспечивать надежное топливо- и энергоснабжение, что потребовало, в свою очередь, решения новых задач с привлечением новых методов и средств. Это и определило цель работы: разработать инструментарий (методы, модели, вычислительные средства) для комплексной оценки вариантов перспективного развития ТЭК страны и регионов с учетом требований надежного топливо- и энергоснабжения потребителей и, используя этот инструментарий, обосновать условия (направления, путл и средства) обеспечения надежного топлибо- и энергоснабжения потребителей в переходный период.

Основные задачи исследования включают в себя:

- анализ условий функционирования ТЭК и выявление "узких мест" в системах энергетики с точки зрения обеспечиваемой надежности энергоснабжения;

- разработку методов, системы моделей, необходимого программного и информационного обеспечения для проведения исследований по обоснованию путей и средств обеспечения надежного топливо- и энергоснабжения потребителей в условиях возможных критических ситуаций;

- разработку и анализ сценариев возможных критических ситуаций и формирование расчетных условий функционирования систем энергетики;

- исследование и обоснование направлений и средств обеспечения надежного топливо- и энергоснабжения потребителей в условиях ЕОоМОжнкх критических ситуаций.

Методика выполнения исследований. Исследования базируются на методах экономико-математического моделирования, на имитационном подходе к формированию схемы вычислительного эксперимента. Обосновывающие расчеты выполнены на разработанных автором моделях оптимизации территориально-производственной структуры ТЗК страны и ре-

гионое.

Научная новизна.В работе подучены следующие новые научные результаты:

1. Разработаны методы, модели, информационная база для выполнения исследований и обоснования условий надежного топливо- и энергоснабжения потребителей.

2. С использованием разработанного инструментария выполнен анализ н дана оценка ооеспечекности знергсресурсаыи потребителей страны и регионов в современных услоеиях и при реализации принятых направлений развития ТЭК страны; выполнено обоснование направлений по обеспечению надежного топлиео- и энергоснабжения потребителей е период ' перехода к рыночной экономике с учетом возможных критических ситуаций.

Практическая значимость. Разработанные инструментальные средства обеспечивают возможность систематического выполнения нее• ледований по обоснованию надежного топлиео- и энергоснабжения потребителей при различных условиях функционирования ТЭК. В коде исследований на основе многовариантных расчетов были, е частности, определены:

- направления развития топливно-энергетического комплекса страны и регионов с учетом требований живучести СЗ;

- условия топливо- и энергоснабжения потребителей страны в осенне-зимнем периоде (рассматриваемые при подготовке директивных документов по подготовке к зиме и прохождению осенне-зимнего максимума) ;

- дополнительные меры по обеспечению надежного топлиео- и энергоснабжения потребителей в условиях возможных чрезвычайных ситуаций (при подготовке обосновывающих материалов к Энергетической стратегии России).

Апробация работы. Результаты работы докладывались на: Всесоюзном симпозиуме "Комплексные проблемы развития и' методы управления системами энергетики страны и районов", Иркутск,1935 г., Всесоюзном научном семинаре "Методические Еопрссы исследования

надежности больших систем энергетики", Иркутск, 1990 г.¡Мурманск, 1336 г.;

Научном семинаре "Концептуальные и методические ьопросы формирования и реализации программ стабилизации энергетических отраслей", Киев, 1995 г.;

Всероссийской конференции с международным участием "Энергетика России в переходный период: проблемы и научные основы разштия и управления", Иркутск, 1995 г.,

Втором Всероссийском научно-техническом семинаре "Энергетика: экология, надежность, безопасность", Томск,1995 г.

Основные результаты опубликованы в /1 - 10 /.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений, содержит 110 страниц текста. Список использованной литературы включает 55 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш диссертации, формулируется цель исследования, указывается научная ксепзкз и практическая значимость основных результатов.

В первой главе выполнен анализ современного состояния и тенденций развития ТЭК и входящих в него отраслей, а также условий их развития и функционирования, который позволил выявить основные негативные факторы в их развитии и сформулировать требования к возможному составу первоочередных мер обеспечения надежного топлкео-и энергоснабжения.

Среди осноеных негативных тенденций развития ТЭК страны, влияющих на надежное топлива- и .энергоснабжение и воздействующих на живучесть СЗ, выделены следующие:

1. Нерациональная структура топливно-энергетического баланса е отдельных регионах России. По уровня самообеспеченности соос-твенными знергоресурсами Есе регионы России можно разделить на 2

группы: I группа - наиболее дефицитные регионы с уровнем обеспеченности собственными видами топлива менее 50%, таких регионов около 60%; II группа - дефицитные регионы, с уровнем обеспеченности от 50 до 100% , их доля около 20%; III группа - избыточные регионы, их доля также составляет■около £0%.

2. Резкое снижение добычи нефти и угля (в 1991'1995 г.г. соответственно на 40% и 34%), сопровождающееся свертыванием геолого-разведочных работ и сокращением объемов эксплуатационного и разведочного бурения, увеличением ва эти годы энергоемкости внутреннего валового продукта почти в 1,5 раза. Систематическими становятся такие явления как: лимитирование потребителей е использовании энергоресурсов; перебои в снабжении предприятий электрической и тепловой энергией, коксом, авиа- и автотопливом; малые запасы топлива на складах, бплоть до работы отдельных потребителей с текущего поступления и т.п. В ряде случаев из-за нестыкськи систем транспорта и распределения знергоресурсов образуются дефициты в одних районах при наличии избытков мощностей е других.

3. Наличие большой доли физически и морально устаревшего оборудования и низкий технологический уровень нового. Около 1/5 производственных фсндоЕ в электроэнергетике, нефтяной и газовой промышленности, почти 70% в угольной и около 00% в нефтеперерабатывающей промышленности требуют реконструкции и замены. В топливодобывающих отраслях мала доля прогрессивных технологий отработки месторождений. В электроэнергетике и теплоснабжении существует значительное отставание в развитии экологически чистых КЗС, ТЭЦ, котельных, применении еысокозкономичных ГТУ и ПГУ.

4. Неоправданно еысокэя степень концентрации знергопрсигЕодс-тва и централизации энергоснабжения. Для энергетики России характерно чрезмерное преобладание высокоцентрализованного энергоснабжения над децентрализованным, с суперконцентрацией мощностей предприятий и коммуникаций. Это приводит к снижению надежности, управляемости и качества энергоснабжения.

5. Низкая надежность и недостаточная маневренность топливо- и

энергоснабжения. Увеличение доли физически изношенных фондов в системах энергетики приводит к росту аварийности, частым ремонтам и снижению надежности энергоснабжения, что усугубляется чрезмерной загрузкой производственных мощностей и недостаточными резервами, сокращением уровня запасов различных видов энергоресурсов.

6. Острые экологические проблемы. Предприятия ТЭК России выбрасывают ежегодно в атмосферу около 20 млн. т вредных веществ (золы, оксидов серы и азота и др.), забирают до используемси промышленностью свежей воды (без учета ГЭС) и дают свыге трети сброса сточных еод. В основных промышленных районах объекты ТЗК (наравне с другими отраслями) создаат высокие зкодопкеские нагрузки, часто катастрофического характера. Крайне неблагоприятная экологическая обстановка сложилась в Сибири в угольных бассейнах (Кузнецком, Канско-Ачинском, Иркутском).

7. Кризисная ситуация в атомной энергетике. После аварки на Чернобыльской АЗС в сеязи с новым отношением к проблеме безопасности атомных станций, возникшим резким противодействием общественности развитии атомной энергетики, ужесточением требований к размещению АЭС и сокращением финансирования - были прекращены изыскательские работы , строительство и расширение АЗС общей проектной мощностью 109 млн. кВт. Предстоит осуществить постоянный еывод из эксплуатации реакторов типа РБМК, обладающих пониженной безопасностью.

Топливно-энергетический комплекс-России, успешно обеспечивающий в предыдущие годы энергетические потребности страны, оказался мало подготовленным к функционированию б условиях перехода к рыночной экономике. Возникают негативные тенденции экономического и социально-политического характера: взаимные неплатежи, нарушение сложившихся хозяйственных связей, забастовки в топливных отраслях, политическая нестабильность в стране.

Исследование проблем обеспечения нздежного топливо- и энергоснабжения и живучести СЗ заключается в решении следующих задач:

- анализ последствий от возможных критических ситуаций раз-

личного происхождения (природного, техногенного, социально-экономического) ;

- выявление "узких мест", препятствующих надежному топливо- и энергоснабжению потребителей;

- выработка рекомендаций по корректировке структуры ТЭК: создание дополнительных резервов мощностей и запасов топливно-энергетических ресурсов по регионам страны; возможности взаимозаменяемости отдельных видов топлива у потребителей;

- увязка результатов детального анализа реакции систем топливо- и энергоснабжения на возможные критические ситуации с укрупненными оценками вариантов развития ТЭК ка перспективу.

Живучесть в работе характеризуется такими показателями как степень обеспеченности топливом и энергией отдельных категорий потребителей; объемы дефицитов энергоресурсоЕ у этих потребителей; степень изменения (по сравнению с базовым состоянием систем) структуры'и производства отдельных видов топлива и энергии; величины "запертых" производственных мощностей и недоиспользованных пропускных способностей транспортных связей; сравнительная эффективность отдельных мероприятии, объектов и технологических установок, обеспечивающих живучесть СЭ.

Во второй главе предложены методические подходы и инструментальные средства для проведения исследований по оценке обеспеченности энергоресурсами и обоснованию условия надежного топливо- л энергоснабжения потребителей при возможных КС. Проведен анализ моделей и методов, предложенных для исследования живучести различных систем энергетики и обоснования путей и средств по ее обеспечению. Подавляющее число работ посвящено рассмотрению яиЕучести отдельных систем (электроэнергетических, газоснабжения, нефтеснабжения). Выявлены преимущества и недостатки их применения в различных отраслевых системах. Резервирование является одним из основных факторов обеспечения надежного энергоснабжения, обеспечивающим частичную или полную компенсацию действия факторов, влияющих на отраслевую систему. В работах по электроэнергетике часто рассматриваются раз-

личные аварийные возмущения, способные привести к нарушениям сея-зей между системами.

Рассмотрены особенности применения потокового подхода к решению задач оптимизации развития и функционирования топливно-энергетического комплекса с учетом требований живучести СЭ. Обоснован еыбод, что разработанные потоковые математические модели обладают рядом особенностей, ограничивающих их непосредственное использование б задачах по обеспечению надежного топлиео- и энергоснабжения при различных сценариях развития ТЭК с учетом возможных КС.

Проведенный анализ работ по исследованию живучести различных систем энергетики позволяет сделать выгод о том, что проблема живучести связана с крупными возмущениями, для которых свойственны уникальность и труднопредсказуемость. Отсюда вытекает два Еывода: а) если внешние воздействия нельзя охарактеризовать какими-либо законами распределения, то нельзя применить вероятностный подход к определению численных показателей живучести; б) отсутствие вероятностных характеристик внешних воздействии приводит к необходимости использования сценарного подхода для анализа последствий от возможных возмущений.

Б дополнении к этому следует отметить также такие особенности как: необходимость детального учета внутренних структурных характеристик и внешних связей ТЭК; большую неопределенность условий, влияющих на развитие ТЭК; сложность согласования как решения, так и самих экономико-математических моделей, используемых для обоснования направлений развития ТЭК, с функциональными моделями анализа "узких мест" в СЭ с точки зрения требований надежности, живучести, безопасности и др.

С учетом этих особенностей исследования по обеспечению надежного топливо- и энергоснабжения потребителей, характеризуется сочетанием задач, во-первых, связанных с формированием расчетных условий на основе стратегий развития ТЭК, сценариев возмущений (аварийных и экстремальных ситуаций); во-вторы;-;, с оценками последствий для потребителей продукции ТЭК от возмущений и с выявление;,;

■1 п - 1С -

"узких мест" в системах топливе- и энергоснабжения, к, наконец, задач, связанных с обоснованием направлений развития ТЭК с учетом требований живучести СЭ (рис.1).

Рис.1. Общая схема исследований.

Для проведения подобного рода исследований разработана система моделей, связанных между собой балансовыми и технологически«: (структурными) соотношениями, но отличающимися рассмотрением временного интервала. Разработаны модели оценки текущего состояния ТЭК в нормальных и критических ситуациях, а также модели развития ТЭК (на основе принятых стратегий развития ТЭК), подробно представляющие территорию страны, учитывавшие достаточно подробное представление систем энергетики и включающие е себя средства обес■ печения надежного топливо- и энергоснабжения. С математическом смысле модели представляют классическую задачу линейного программирования, в содержательном (знергозкономичеспом) смысле базируются на традиционной территориально-производственной модели ТЭК с

блоками электроэнергетики, теплоснабжения, углеснабжения, газоснабжения и нефтепереработки (мазутоснабжения). Основными особенностями этих моделей, отличающими их от традиционных территориально-производственных моделей ТЭК на баге линейно-программных реализаций, являются во-первых, определение оптимального развития энергетических технологий (с учетом структурной избыточности в виде резервов мощностей, запасов топлива, взаимозаменяемости знергоре-сурсов) и оптимального распределения потребляемых знергоресурсоБ, также размеров дефицитов ТЭР в отдельных районах и у осноеных групп потребителей; во-вторых, включение в целевую функцию не только затрат в развитие ТЭК, а также возможных "ущербоЕ" от еоз кикающего дефицита энергоресурсов у потребителей.

Ограничения моделей задаются в виде системы линейных неравенств: к

5 + Ах - £ ук > О (1) к-1

О < X ( 0 (2)

О < ук < Бк (3)

Искомыми в модели являются следующие переменные величины: х, ук _ вектора, компоненты которых характеризуют соответственно интенсивности использования технологических способов и объемы потребления энергоресурсов к-ой категории потребителей. Заданными являются: А - матрица технологических коэффициентов производства, транспорта; з - вектор исходных уровней запасов- топлива; 0 - ~ вектор, определяющий максимально возможные интенсивности использования отдельных технологических способов; Вк - вектор с компонентами, равными объему потребностей в отдельных энергоресурсах у к-ой категории потребителей.

Условие (1) определяет балансовые условия по отдельным видам энергоресурсов в рассматриваемых экономических районах. Неравенства (2)' описывают ограничения на интенсивности использования тех-

нологкческих способов. Соотношения (3) характеризуют ограничения на объемы потребления. Исходя из показателей, используема в (3), можно рассчитать объемы дефицита знергоресурсов. Вектор gk - Bk -yk имеет компоненты, соответствующие объема!.! дефицита отдельных видов энергоресурсов. Целевая функция модели принимает вид ;

(С,Х) + L (г'к, Gk) -> min (4)

Первая составляющая функционала характеризует затраты на развитие и функционирование энергетического комплекса, с - вектор соответствующих. удельных затрат на использование технологических способов. Вторая составляющая функционала характеризует "ущербы" от дефицита знергоресурсов. Вектор гк состоит из компонент, условно названных удельными ущербами.

В третьей главе описаны варианты внешних возмущений и характеристика рассматриваемых сценариев критических ситуаций, проведена оценка состояния энергетики в подобных ситуациях, сделаны сравнительный анализ стратегий развития ТЭК и оценка их сравнительной эффективности с учетом требований надежного топливо- и энергоснабжения.

В настоящее время и в ближайшей перспективе доминирующее значение , с точки зрения обеспечения надежного функционирования ТЭК, имеют критические ситуации экономического и социально-политического характера. Со временем, по мере экономической и политической стабилизации б России, влияние этих критических ситуаций возможно будет снижаться и будет увеличиваться относительная значимость техногенных (единичные крупномасштабные аварии на энергообъектах, особенно каскадного характера, либо аварии меньшей тяжести при их взаимном наложении и др.) и природных (стихийные бедстЕпн, сильные проявления нормальных природных процессов и др.) критических ситуаций, которые возможны при любых экономических и социально-политических условиях.

С позиции надежного функционирования ТЗК и систем энергетики

Бажно рассмотреть последствия воздействий критических ситуаций (независимо от характера их происхождения) с тем, чтобы заблаговременно принять меры для обеспечения надежного тсплнео- и знергос набженкя. Набор критических ситуаций формировался, исходя из следующих предпосылок.

Возникновение критических ситуаций в топлиео- и энергоснабжении в значительной мере связано с возможным охватом б экстремальных условиях (резкое похолодание) значительно»; территории в европейской части России. При этом в зависимости от климатических ус-лоеий конкретного региона и состава потребителей максимальные сезонные отопительные нагрузки могут отклоняться от среднемноголет-них значений до £0-30 X. Для проведения расчетов было принято снижение средней температуры наружного воздуха в течение одного квартала отопительного сезона ка территории Европейской части России на 2и С, что соответствует увеличению потребности в котелъно-печ-ком топливе на 7,6 %. Вероятность возникновения подобной ситуации - один раз в 20 лет.

Е системе газоснабжения одним из наиболее опасных (по последствиям) является возможность повреждения трансконтинентальных газопроводов, идущих из Западной Сибири через Уран б европейскую часть России, поскольку природный газ в Приуралье и Поволжье стал практически монопольным ресурсом в производстве электроэнергии и тепла. В качестве расчетных условий критической ситуации в системе газоснабжения была рассмотрена возможность Еыхода из строя участка магистральных газопроводов, идущих через Урал из Западно-Сибирского газодобываящего района (сеЕернач нитка). Эта ситуация с учетом восстановительных работ приводит к снижении объемов подачи газа в европейские районы России на 5% за квартал.

В'системе нефтеснабжения важно проанализировать влияние снижения поставок топочного мазута из регионов, где сконцентрированы крупные мощности по переработке нефти, яри возможных осложнениях социально-политического характера. При этом в модели ееодились возмущения в виде снижения поставок топочного ыазута на 3% от сум*'

марного его производства в течение рассматриваемого периода.

В угле-снабжении российских регионов потенциально опасным является высокая доля поступающего из Казахстана зкибастузского угля в балансах углей Свердловской, Челябинской и Омской областей - 85 S, G£ lí и 85 % соответственно, срыв поставок утлеп б 1993 г. уже приводил к необходимости введения ограничений. Нестабильно снабжаются и потребители воркутинских углей. Расчетные условия при этом предусматривали уменьиение в течение квартала на 30% поставок зкибастузского угля на электростанции Уральского региона и подобное же сокращение поставок воркутинских углей.

Одним из опасных факторов для надежного топливо- и энергоснабжения в настоящее время является несбалансированность многих региональных электроэнергетических систем. Лишь около половины энергосистем субъектов Российской Федерации является примерно сбалансированными или избыточными по производству электроэнергии (48% общего количества). Каждая вторая система является дефицитной. Поэтому б системе электроэнергетики рассматривалась несбалансированность по мощности и энергии отдельных регионов России из-за разрыва сЕявей ОЭС Урала и Сибири, ОЭС Урала и Волги. Кроме того, кризисная ситуация в атомной энергетике может вызвать снижение мощностей АЭС в 032 Центра и СеЕеро-Залада ка 30%.

Были проведены расчеты отдельно по каждой ситуации и с одновременным их наложением, s также с сведением избыточных мощностей по некоторым видам топлива. В качестве временного интервала был выбран I квартал, как наиболее сложный в отопительный период, расчетный год - 1935. Расчеты показали, что для ТЗК в целом наиболее значительными по тяжести последствий оказались расчетные условия с взаимным наложением ситуаций, затем с повышенными расходами знер-горесурсов из-за похолодания, и с ограничениям! на поставки газа. Б зависимости от заданной ситуации были выявлены "узкие места" в обеспечении бездефицитного энергоснабжения, а также относительная эффективность увеличения резервов и запасов топлива разного вида, компенсирующих дефициты энергоресурсов. Введение, например, б мо-

дель возможностей для создания дополнительных запасов угля и топочного мазута в размере 10-суточной потребности, позволили сократить дефицит на 4% (с 6,5% до 2,5% от годовой потребности).

При анализе стратегий развития ТЭК с точки зрения надежного топливо- и энергоснабжения предполагается при заданных производственных мощностях энергетических объектов, пропускных способностях транспортных связей и уровней энергопотребления определить степень загруженности всего энергетического оборудования и транспортных магистралей, выявив при этом необходимые запасы топливно-энергетических ресурсов, резервы мощностей и другие возможные средства обеспечения потребности, исходя из складывающихся конкретных условий в периоды прохождения максимума нагрузки и при возможных критических ситуаций.

В качестве основных вариантов развития энергетики до 2010 года для анализа были Еыбраны:

- оптимистический сценарий, который предусматривает преодоление спада производства уже в 1996 году и быстрое восстановление экономики к 2000 году (базовый);

- сценарий, в котором предусматривается продолжение строительства объектов ядерной энергетики з Европейской части России с одновременным проведением комплекса мероприятий по повышению надежности и безопасности действующих АЭС (атомно-угольный);

- сценарий, в котором при ускоренном демонтаже реакторов действующих АЭС вводится мораторий на строительство атомных станций е Европейской части РФ.

Для этих вариантов развития ТЭК с помощью системы оптимизационных моделей были проведены экспериментальные расчеты с целью оценки условий энергоснабжения отдельных регионов и страны в целом ка уровне 2010 г., как б нормальных режимах раооты, так и при возможных экстремальных ситуациях. Наиболее сложными по последствиям оказались критические ситуации в электроэнергетике и с глубоким похолоданием. Так, при повышенной потребности при похолодании диапазон изменения дефицита в отдельных энергоресурсах ( газе, топоч-

ном мазуте, угле, электро- и теплознергни) составил от 2 до 7,6% от квартальной потребности.

Нужно отметить, что при увеличении спроса на энергоресурсы в связи с похолоданием, с одной стороны, сезонных, запасов топлива недостаточно для покрытия пика потребности, с другой - при полном использовании производственных мощностей энергетических объектов дефицит знергоресурсов в отдельных регионах и энергосистемах превышает среднюю величину увеличения спроса по стране, что позволяет говорить о недостаточных резервах мощностей и несбалансированности этих регионов по обеспеченности энергоресурсами.

Анализ экспериментальных расчетов по моделям, в которых предусмотрена возможность использования средсть, позволяющих обеспечить более надежное энергоснабжение потребителей, показал, например, что заблаговременное создание дополнительных резервов мощностей и заласоЕ топлива в объемах, приведенных в таблице5 позволяет избежать появления дефицита топлиеных ресурсов в условиях самой значительной по своим последствиям критической ситуации (холодной зимы). При этом, сопоставление возможных ущербов от дефицита энер-горусурсов и необходимых средств на дополнительное резервирование показало, что потери от дефицита в 1,5-2 раза превышают затраты на резервирование.

Дополнительные средства для покрытия потребности в энергоресурсах б услозиях КС.

млн.т у.т./Х от квартальной потреб.

I-1-1--;-:—----1

| | Всего | в том числе I

| | КПГ | газ ! мазут | уголь | прочие 1

I-1-1---)------^

| Запасы топлива |9,8/2,5 |3,6/1,3 | 0,2/1 | 4,5/5,61 1,5/6 | | Резервы мощности |6,7/2,0 |5,4/2,Е ¡0,8/4,3 1 0,4/1,0) 0,1/0,4| | по добыче топлива 1.1 1 | | |

РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

Основные результаты выполненной работы следующие;

- сделан анализ и изучены особенности функционирования тсшше • но-знергетического комплекса в современны;; условиях, характеризующихся усилением влияния социально-экономических фактароЕ;

- выявлены основные негативные тенденции е развитии ТЗК и формирующих его систем энергетики;

- разработаны сценарии критических ситуаций (возможных возмущений) в системах энергетики для проведения вычислительных экспериментов имитационного характера;

- разработана система моделей и вычислительных средств, ' позволяющих оценить возможности систем топливо- и энергоснабжения выполнять требуемые функции при различных возмущениях, которым могут быть подвергнуты объекты (системы) ТЭК.

Разработанный инструментарий позволяет:

- провести оценку состояния систем тсплиео- и энергоснабжения е нормальных условиях функционирования и е условиях возможных крптп-чесшк ситуаций;

- еыявить "узкие места" е системах энергетики и ТЗК б целом с позиций надежного энергоснабжения;

- обосновать и оценить средства обеспечения надежного топлиео-и энергоснабжения потребителей с учетом Бозкикнсвения возможных критических ситуаций.

Содержательный результат исследований показал, что: а) без реализации специальных мер (резерЕЫ мощностей, запасы топлива, возможности взаимозаменяемости и др.) при еозкикноеснии критических ситуаций невозможно обеспечить надежное топлиео- и энергоснабжение потребителей; б) осуществление таких мер до возникновения критических ситуаций обходится дешевле, чем компенсация ущербоь от них; в) реализация мер по повышению надежности топлиео- и энергоснабжения е переходный период способствует формировании более ш-неЕрекных, гибких 03, а также оолее широкому внедрению новых тех-

колспк (в том числе и нетрадиционных) энергетического производства.

Публикации по теме диссертации:

1.Исследование развития и функционирования энергетического комплекса страны с учетом надежности.-Тезисы докладов всесоюзного симпозиума" "Системы энергетики: управление развитием и функционированием",Иркутск, 1985 г.,с.60-61,(в соавторстве).

2.Методы оперативного управления топливоснабжением.- В кн.: Методы исследования и управления системами энергетики. Новосибирск, Наука, 1987 г.,с.64-94,(в соавторстве).

3.Исследование направлений повышения надежности топливо- и энергоснабжения потребителей в периоды прохождения максимума нагрузки. - В кн.: Энергетика страны и регионов.Теория и методы управления.- Новосибирск,Наука,1988 г.,о.68-80 (в соавторстве).

4.Модели оценки условий топливо- и энергоснабжения потребителей при различных режимах функционирования энергетического комплекса.- В кн.: Методы и модели исследования живучести систем энергетики.- Новосибирск,Наука,1990 г.,с.60-67 (в соавторстве).

5.Проблемы надежного топливо- и энергоснабжения потребителей е условиях критических ситуаций.- Энергетика, N 4, 1994 г.,

с.9-18,(в соавторстве).

6.Нормативы надежности энергетического комплекса государств бывшего СССР.- В кн.-.Справочник по обЕЩм моделям анализа и синтеза надежности систем энергетики. T.l. М.,Энергоиздат,1994, с.395-403, 425-435,(в соавторстве).

7.Методические основы исследования жиьучести систем энергетики б критических и чрезвычайных ситуациях.- Б кн.: Системные исследования б энергетике в новых социально-экономических условиях.Новосибирск, Наука, 1995 г.,с.71-82 (в соавторстве).

8.Информационная база для анализа состояния и возможных вариантов развития энергетики.-Тезисы докладов сеыинара"Концептуальные к методические вопросы формирования и реализации программ стабилизации энергетических отраслей", КиеБ, 1995,с.46-47,(е соавторстве).

9.0 сущности и основных проблемах энергетической безопасности России. - Энергетика, N 3, 1996, с.38-49, (в соавторстве).

10.Энергетическая безопасность - надежность систем энергетики - надежность энергоснабжения: соотношение понятий и аспектов исследования,- В кн.:Методические вопросы исследования надежности больЕИх систем энергетики.Мурманск,1996 г.(в печати),(в соавторстве) .