Оптимизация топливопотребления

Решение проблемы потребления топлива с учетом производственных функций ТЭС

Отечественные энергогенерирующие компании в большинстве случаев имеют в своем составе по три электростанции, и каждой из которых присуща своя производственная функция. Это предопределяет несколько вариантов топливопотребления и актуализирует тему оптимального распределения производственной нагрузки между элементами системы.

Даниил ЧЕРЕВАТСКИЙ, Дмитрий ЧЕЙЛЯХ, Институт экономики промышленности НАН Украины

В "ЭнергоБизнесе" (№5 за 2018 г.) уже была опубликована статья, посвященная производственным функциям украинских ТЭС, как логарифмическим зависимостям выработки электроэнергии от объема затраченного топлива:

,

где E — годовой объем выработки электроэнергии, млн кВтч;

B и С — коэффициенты регрессии;

F — расход топлива на выработку электроэнергии, тыс т условного топлива (т у.т.).

Приведем пример компании "ДТЭК Днепроэнерго", в состав которой входят Криворожская, Приднепровская и Запорожская электростанции (рис. 1). Первые две ТЭС потребляют антрацитовое топливо, Запорожская ТЭС — угли газовой группы.

Рис. 1. Производственные функции электростанций генерирующей компании "ДТЭК Днепроэнерго"

ИСТОЧНИК: Данные авторов.

Параметры производственных функций ТЭС "ДТЭК Днепроэнерго"

ТЭС Коэффициент В Коэффициент С
Криворожская 6640 45000
Приднепровская 2765 16408
Запорожская 5222 33886

Проблема оптимизации потребления топлива получает дополнительную значимость в силу дефицита антрацита по причине расположения добывающих его шахт на не подконтрольной Украине территории в Донецкой и Луганской областях. В силу этого , для той же компании "ДТЭК Днепроэнерго" имеет смысл распределить нагрузку таким образом, чтобы минимизировать расход антрацита в пользу углей газовой группы.

Выработка электроэнергии по компании в целом равна:

,

где ETOT — суммарная выработка электроэнергии электростанциями компании;

Ei — выработка электроэнергии соответствующей ТЭС (і=1 — Криворожская; 2 — Приднепровская; 3 — Запорожская).

В свою очередь, расход топлива по компании равен:

,

где FTOT — общий расход топлива по электростанциям компании;

Fi — расход топлива по соответствующей ТЭС (і=1 — Криворожская; 2 — Приднепровская; 3 — Запорожская).

Критерий оптимизации для компании "ДТЭК Днепроэнерго" в сложившейся ситуации может быть формализован в виде:

Другими словами, необходимо получить заданное количество произведенной электроэнергии ETOT при условии, что расход антрацитового топлива будет минимальным.

Задача имеет ряд ограничений. Так, принято, что расход топлива на собственные нужды станций (точка на оси абсцисс) для Криворожской ТЭС составляет не менее 876 тыс т у.т., для Приднепровской ТЭС — не менее 375 тыс т у.т., для Запорожской ТЭС — не менее 660 тыс т у.т. За период с 2005 г. по 2016 г. выработка электроэнергии Запорожской ТЭС не превышала 6300 млн кВтч в год, что и установлено в качестве максимума.

Для решения задачи уместно воспользоваться модулем "Поиск решения" программного продукта MS Excel. Для примера использованы данные функционирования генерирующей компании и входящих в нее ТЭС в 2016 г.

Фактические и расчетные показатели для ТЭС "ДТЭК Днепроэнерго"

Наименование Фактические данные Расчетные показатели
  Выработка электроэнергии, млн кВтч Расход топлива, тыс т у.т. Выработка электроэнергии, млн кВтч Расход топлива, тыс т у.т.
ДТЭКДнепроэнерго 12905 4666 12905 4690
Криворожская ТЭС 5018 1918 4726 1787
Приднепровская ТЭС 2670 1032 1879 742
Запорожская ТЭС 5217 1716 6300 2210

Тактика оптимального использования генерирующего фонда предполагает увеличение деятельности Запорожской ТЭС на 9%, что приведет к соответствующему увеличению расхода топлива на этой электростанции на 10%, в результате чего сокращение потребления антрацита может превысить 400 тыс т у.т. (приблизительно 14%), что в переводе на натуральное твердое топливо – это порядка 570 тыс т угля.

Запорожская ТЭC является крупной угольной тепловой электростанцией Украины: 4 энергоблока суммарной мощностью 1200 МВт.

В 2017 г. Запорожской ТЭС произведено 5 553 млн кВтч, что больше, чем в 2016 г., а коэффициент использования установленных мощностей составил 17.5%. Поэтому выбранная тактика перераспределения производственной нагрузки способна оказать положительное воздействие на работу всей компании. Конечная картина выработки электроэнергии и потребления топлива по компании получит вид, представленный на диаграммах (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Предлагаемые изменения производственной нагрузки на ТЭС

ИСТОЧНИК: Данные авторов

Рис. 3. Изменение потребления топлива на ТЭС

ИСТОЧНИК: Данные авторов

Авторы не предлагают рецептов, наша задача показать, что знание производственных функций ТЭС, составляющих производственную систему, каковой является генерирующая компания, дает широкие возможности для оптимизации топливопотребления. И усилия, как можно предположить, того стоят.

Copyright © ЦОИ «Энергобизнес», 1997-2018. Все права защищены
расширенный поиск
Close

← Выберите раздел издания

Искать варианты слов
 dt    dt