Научная статья на тему 'Експериментальне моделювання процесів оптимізації навантаження на тес'

Експериментальне моделювання процесів оптимізації навантаження на тес Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

CC BY
86
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕПЛОВА ЕНЕРГОГЕНЕРАЦіЯ / ТЕС / ОПТИМіЗАЦіЯ ПРОЦЕСіВ / ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ / ВИРОБНИЦТВО / ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГОГЕНЕРАЦИЯ / ТЭС / ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ / ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ / ПРОИЗВОДСТВО / THERMAL POWER PLANT / TPP / PROCESS OPTIMIZATION / EXPERIMENTAL MODELING / PRODUCTION

Аннотация научной статьи по экономике и бизнесу, автор научной работы — Сердюк О. С.

Проаналізовано структуру виробництва електроенергії в Україні. Виявлено, що теплова енергогенерація є важливим елементом енергетичного сектору України. Запропоновано спосіб оптимізації теплової енергогенерації з використанням експериментального моделювання, суть якої полягає в генеруванні комбінацій розподілення навантаження серед ТЕС, за якої питомі витрати будуть найменшими. Розроблено абстрактну (комп’ютерну) експериментальну модель, що генерує випадкові комбінації розподілення навантаження серед ТЕС, із подальшим пошуком оптимальної комбінації. Як інструмент розробки моделі використано мову програмування Python. Здійснено експериментальне моделювання процесів завантаження потужностей Запорізької, Добротвірської, Ладижинської, Вуглегірської та Курахівської ТЕС. Запропоновано організаційні заходи щодо підвищення ефективності теплової енергогенерації.Проанализирована структура производства электроэнергии в Украине. Выявлено, что тепловая энергогенерация является важным элементом энергетического сектора Украины. Предложен способ оптимизации тепловой энергогенерации с использованием экспериментального моделирования, суть которого заключается в генерировании комбинаций распределения нагрузки среди ТЭС, при которой удельные затраты будут наименьшими. Разработана абстрактная (компьютерная) экспериментальная модель, генерирующая случайные комбинации распределения нагрузки среди ТЭС с последующим поиском оптимальной комбинации. В качестве инструмента разработки модели использован язык программирования Python. Осуществлено экспериментальное моделирование процессов загрузки мощностей Запорожской, Добротворской, Ладыжинской, Углегорской и Кураховской ТЭС. Предложены организационные мероприятия по повышению эффективности тепловой энергогенерации.Analyzed the structure of electricity production in Ukraine. It is revealed that TPP is an important element of the energy sector of Ukraine. A method is proposed for optimizing thermal power plant using experimental simulation, the essence of which is to generate load distribution combinations among thermal power plants at which the unit costs will be minimal. An abstract (computer) experimental model has been developed that generates random combinations of load distribution among thermal power plants and then searches for the optimal combination. As a tool for developing a model, the programming language Python is used. Experimental modeling of the processes of capacity utilization of the Zaporizhzhya, Dobrotvorskaya, Ladyzhynsky, Uglegorskaya and Kurakhovskaya TPPs has been carried out. Organizational measures to improve the efficiency of thermal power plant are proposed.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Експериментальне моделювання процесів оптимізації навантаження на тес»

63 Гранатуров В. М. Экономический риск: сущность, методы измерения, пути снижения: учебное пособие. М.: Дело и Сервис, 1999. 112 с.

64. Домашенко М. Д. Формування показника комплексно! оцшки рiвня економiчно! безпеки зовшшньоекономiчно! дiяльностi машинобущвних пiдприeмств. В1сник Донецького нацгонального университету. 2011. Спецвипуск. Т. 1. С. 312-314.

65.1лляшенко С.М., Олефiренко О.М. Управл1ння портфелем замовлень науково-виробничого тдприемства: монографiя; за заг. ред. С.М. 1лляшенка. Суми: Ушверситетська книга, 2008. 272 с.

66. Мескон М.Х., Альберт М., Ходоури Ф. Основы менеджмента. Пер. с англ. М.: Дело, 1992. 702 с.

67. Федулова Л.1. Сучасний погляд на управлшня шдприемс-твом. Науков1 прац ДонНТУ. Серiя: Економiчна. Вип. 31-3, 2007. С. 190-195.

Надшшла до редакцП 21.11.2018 р.

О. С. Сердюк, к.е.н.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕС1В ОПТИМ1ЗАЩ1 НАВАНТАЖЕННЯ НА ТЕС

В Укра!ш на мiкроекономiчному рiвнi процеси теплово! енергогенераци (хоча це не проголошуеться офiцiйно) традицiйно розглядаються через призму планово! моделi господарювання. Фактично, з переходом до ринково! економiки змшилася форма, а не змiст господарсько! полiтики. Як i ранiше, ефектившсть роботи теплово! електростанцi! (ТЕС) характеризуемся обсягом виробле-но! електроенергi!. Перед щею характеристикою показники ефек-тивносп виробництва, такi як питомi витрати палива та викиди за-бруднюючих речовин1, вiдходять на другий план. Показники ефек-тивностi виробництва у тепловш енергогенерацi! можна було б

1 Негативний ефект вщ них може проявлятися у виглядi не лише екстерналш, але i штрафних санкцш за невиконання мiжнародних зо-бов'язань (щодо зниження викидiв забруднюючих речовин).

© О.С. Сердюк, 2018 213

iгнорyвaти й дaлi без сyттeвоï шкоди для господарства, як би не шд-вищення цiн на енергоносп1 та критичний рiвень зaбрyднення по-вiтря.

У сyчaсних yмовaх (вщсутност ресyрсy та стимyлiв) украш-ський сектор теплово1' енергетики не в змозi швидко реaлiзyвaти технiчнi заходи щодо тдвищення ефективностi виробництва (оновлення та модернiзaцiя yстaткyвaння ТЕС). Тому на першому етaпi доцiльно реaлiзyвaти оргaнiзaцiйнi можливостi, тобто вико-ристати внутршнш потенцiaл для оптимiзaцiï процешв теплово1' енергогенерaцiï.

Сьогоднi питання тдвищення ефективносп теплово1' енерго-генерaцiï розглядаються вченими переважно у технiчнiй площиш. Так, на думку А. Халатова, нова енергетична стратепя Украши мае включати ряд зaходiв щодо розвитку теплово1' енергетики, зокрема зaмiнy котлiв на дiючих енергоблоках ТЕС [1]. Позищя науковця е цiлком лопчною, однак вона не мае тд собою мaтерiaльних пiдстaв для швидко1' реaлiзaцiï.

У новiй енергетичнiй стратеги Украши до 2035 року «Без-пека, енергоефективнiсть, конкурентоспроможтсть» [2] не пропо-нуеться конкретних зaходiв щодо тдвищення ефективносп тепло-во1' енергогенераци, лише визначено цiлi. Наприклад, створення конкурентних ринкiв, прозорий мехaнiзм формування тaрифiв, без-перешкодний доступ до ринюв й iснyючоï iнфрaстрyктyри тощо. Теоретично, досягнення таких цшей сприятиме залученню швести-цiй до енергетичного сектору та, як наслщок, шдвищенню ефек-тивностi виробництва. Однак у контексп енергетично1' стрaтегiï вони виглядають занадто узагальнено, без зазначення оргашзацш-но1' складово1' ix виконання.

Частково питання оргашзацшно].' склaдовоï пiдвищення ефективносп тепловоï енергогенерац^ розглядае С. Дубовський. На його думку, тдвищення податку на викиди забруднюючих речовин до 10 рaзiв спонукатиме власниюв ТЕС до реaлiзaцiï зaxодiв щодо модертзацп виробництва [3]. Подiбний висновок е неоднозначним, оскшьки без паралельного тдвищення тaрифiв тaкi д^ можуть при-звести до виходу виробниюв електроенерг^ з ринку.

Науковий доробок украшських учених [4-9] е суттевим внес-ком у розв'язання юнуючих проблем вiтчизняного промислового

1 З огляду на глибину шахт та потужшсть плaстiв, собiвaртiсть ви-добутку вiтчизняного вyгiлля (основний вид палива для украшських ТЕС) дорiвнюe, а в деяких випадках навггь перевищуе ринкову цiнy.

сектору економши та можливосп !х ефективного виршення. Проте перелiк проблемних питань для подальших дослiджень цим не ви-черпуеться. Недостатньо уваги придшено органiзацiйним аспектам оптимiзацп процесiв теплово! енергогенераци в Укра!ш, адже за вщсутносп можливостi реатзацп оновлення та модершзаци устат-кування ТЕС у короткостроковш перспективi доцiльно комплексно оптимiзувати навантаження на ТЕС, що забезпечить збшьшення об-сягу власних кош^в ТЕС.

Метою статтi е розробка оргашзацшних заходiв щодо шдви-щення ефективностi теплово! енергогенераци.

До 80-х роюв минулого столiття теплова енергогенеращя була основою енергетичного сектору Украши. Станом на 1980 р. на не! припадало 85,5 % республшансько! енергогенераци. 1з введен-ням в експлуатащю у 1980-1987 рр. альтернативних потужностей атомно! генераци теплова енергетика не втратила свое! значущосп, оскшьки продовжувала забезпечувати бiльшу частину енергетич-них потреб УРСР. На шку використання потужностей атомно! генераци на тепловий сектор енергетики припадало 68% втизняно! енергогенерацi!, тодi як сукупне виробництво АЕС не перевищу-вало 25% (7% припадало на пдроенергетику). Пiсля 1990 р., унасл> док зниження споживання електроенергi! в Укра!ш, зазнала змiн структура !! виробництва. Частка атомно! генерацi! зросла в 1,52 рази. Таю змши були зумовленi зниженням навантаження на сектор теплово! енергетики, що автоматично шдвищило частку АЕС у структурi виробництва електроенерги.

Вщ початку 1990-х рокiв структура виробництва електроенерги в Укра!ш майже не змiнювалася. Частка теплово! енергогенераци коливалася в дiапазонi 42-47%, частка атомно! енергетики -45-50%. Ситуащя змшилась у 2014 р., коли внаслщок збройного конфлiкту на сходi Укра!ни було вiд'еднано вщ енергетично! сис-теми двi ТЕС (Зу!вську та Старобешiвську) та втрачено доступ до родовищ антрацитового вугшля на Донбасi. Як наслiдок, суттево скоротився обсяг теплово! енергогенерацi! (рис. 1).

У 2018 р. частка теплово! генераци складае 37% вщ загаль-ного виробництва електроенергi! в Укра!ш: на ТЕС припадае 32%, на ТЕЦ - 5 %. Наразi виробничi потужностi дiючих ТЕС заванта-женi менш нiж на половину, що зумовлено внутршшм попитом на теплову генеращю. Щодо ТЕС, як працюють на антрацитових марках вугшля, о^м внутрiшнього попиту, то на рiвень !х заванта-ження вплинув дефiцит палива (рис. 2).

100000 90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0

О ТЕ □ АЕ -й—ВЕ

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Розроблено за джерелами [10-14].

Рис. 1 ДинамЫа виробництва електроенергп тепловим (ТЕ), атомним (АЕ) та в1дновлювальним (ВЕ) секторами, млн кВт -год /р1к

III —

30 20

0

.0° _0> .0° .С Л-» ,0» .0° "

у / /

У' /////

Розроблено за джерелом [14].

Темним кольором позначено ТЕС, як1 працюють на вуг1лл1 газових марок, свтлим - антрацитових.

Рис. 2. Завантаження потужностей ТЕС Украгни

60

50

40

10

За 2018 р. укра!нсью ТЕС, яю працюють на газових марках вугшля, спожили 16 616 тис. т палива1. У питомому перерахунку це 497 г вугшля на 1 кВт-год електроенергп. Оскiльки укра!нський сектор теплово! енергетики використовуе менше половини наявних потужностей (зокрема ТЕС, яю працюють на газових марках вугшля), можна припустити, що показник 497 г вугшля / 1 кВт-год електроенергп е далеким вщ оптимального. Таю припущення ви-пливають iз теорi! виробничих функцiй, згiдно з якою точка опти-мальних витрат ресурсу перебувае на рiвнi виробництва, який вщ-повiдае перелому функцп, тобто тiй точцi, пiсля яко! тренд змiнюе свiй характер (рис. 3). Як правило, точка оптимальносп перебувае в дiапазонi 40-80% завантаження виробничо! потужностi.

я к и

к

ш

27 %

Розроблено автором.

73 %

Витрати палива

Рис. 3 Оптимально витрати ресурсу з точки зору теорИ' виробничих функцт

Слщ зауважити, що наразi встановлення оптимального рiвня навантаження на кожнiй ТЕС суперечить потребам енергетично! си-стеми. Тобто репони, якi забезпечуються за рахунок ТЕС, не потре-бують тако! кiлькостi електроенергi!, що вщповщае оптимальному рiвню навантаження. Перенаправлення навантаження з атомно! ге-

1 Показник визначено шляхом конвертацп сукупних витрат пито-мого палива (який традицшно наводиться у статистичнiй звiтностi) у вугшля за коефщентом 1,232, який е усередненим для кам'яного вугшля.

œpa^ï на тепловy теж не мае сенсу, оскiльки остання y 6удь-якому випaдкy е менш економiчною. З огляду на це доцшьно pозподiлити навантаження мiж ТЕС таким чином, щоб пpи поточному попитi на теплову генеpaцiю сукупний показник питомих витpaт палива був найнижчим.

Об'ектом даного дослщження е п'ять ТЕС, яю пpaцюють на вyгiллi газових мapок: Зaпоpiзькa, Добpотвipськa, Ладижинська, Вyглегipськa, Кypaхiвськa. Бypштинськy ТЕС не взято до уваги, оскшьки вона pозтaшовaнa в межах енеpгетичного остpовa, що об-межуе комyнiкaтивний зв'язок електpостaнцiï з об'еднаною енеpге-тичною системою (ОЕС) У^аши. Кpiм того, не вpaховaно дiяль-нiсть ТЕС, що ^ацюють на aнтpaцитових мapкaх вугшля, оскiльки кpитично низький piвень завантаження потужностей (зумовлений дефiцитом палива) майже нiвелюe мaневpовi можливостi тд^и-емств дано1' гpyпи.

Концептуально завдання пошуку оптимально!' комбiнaцiï навантаження на ТЕС, що хapaктеpизyвaтиметься найменшими пито-мими витpaтaми палива, можна в^шити шляхом пpоектyвaння за-гального обсягу електpоенеpгiï на виpобничi фyнкцiï ТЕС фис. 4).

Рис. 4. Приклад проeктування загального обсягу eлeктроeнeргiï на виробнич1 функцп ТЕС

Вхщними даними у цьому процес е запит на виробництво певного обсягу електроенергп та безпосередньо B^o6Hmi функцп ТЕС. Виробничi функцп Запорiзько!, Добротвiрсько!, Ладижинсь-ко!, Вуглепрсько! та Курахiвсько! ТЕС представлено у виглядi ло-гарифмiчного тренду, що характеризуе залежшсть витрат палива вiд виробництва електроенергп.

Завдання пошуку оптимально! комбiнацi! навантаження на ТЕС ускладнюеться широтою дiапазону можливих значень. Тобто ТЕС може виробляти рiзнi обсяги електроенергi!, що разом з анало-гiчними можливостями шших електростанцiй створюе колосальну кшьюсть можливих комбiнацiй навантаження. Для виршення да-ного завдання розроблено абстрактну (комп'ютерну) експеримента-льну модель, що генеруе випадковi комбiнацi! розподшення навантаження серед ТЕС iз подальшим пошуком оптимально! комбiнацi! (рис. 5). Як шструмент розробки моделi використано мову програ-мування Python.

За алгоритмом програми оператором задаються два вхщних показники: кiлькiсть експерименпв (кiлькiсть сформованих та про-аналiзованих комбiнацiй навантаження ТЕС); запит на виробництво електроенергп (сукупна кiлькiсть електроенергп, яку мають виро-бити ТЕС). Кшьюсть експериментiв вiдповiдае кiлькостi ци^в першого порядку. Тобто в межах кожного витку циклу здшснюва-тиметься шший цикл (другого порядку). Завершенням витку циклу першого порядку е формування однiе! випадково! комбiнацi! навантаження на електростанщю, де за показник кожно! окремо! ТЕС вщповщатиме цикл другого порядку.

Робота циклу другого порядку передбачае генерування для кожно! ТЕС випадкового показника навантаження, який мае пере-бувати в межах дiапазону, визначеного обмеженнями. У програму закладено обмеження, що вiдповiдають максимальним i мшмаль-ним середньорiчним показникам завантаження потужностей ТЕС за останнi 10 роюв (див. таблицю). У рамках такого обмеження зага-льний запит на виробництво електроенергп (п'ятьма ТЕС) перебу-ватиме в дiапазонi 17 927-27 812 млн кВт-год на рш.

Вибiр обмежень обумовлений досвiдом використання вщпо-вiдних дiапазонiв навантажень. Перевищення цих дiапазонiв е неба-жаним з огляду на вщсутшсть емшричних даних. Тобто достеменно невiдомо, наскшьки стабiльно функцiонуватимуть виробничi сис-теми ТЕС в умовах тдвищеного навантаження. Заниження наведе-

Пер ел 1 к ТЕС

г

Пошук обмежень, що вiдповiдають певнш ТЕС

Запит на I ництво електро-енерги

Анал1з на вщпо-вщшсть загаль-ному обсягу

Обмеження

Р1вняння тренду

Рандом1защя значения в межах д1а-пазону обмежень

Пошук тренду, що вщповщае певнш ТЕС

Комбшац1я витрат палива

I

Випадкове зна-чення наванта-ження

Визначення обсяпв витрат палива, що вщповь I дають випадковому показнику навантаження

Комбшащя навантаження

Комплексш комбшацп

Пошук оптимально! комбшацп

Оптимальна комбшац1я

^ ' ' ^ - вхiднi даш, що задаються оператором; ( ^ ' - вхщш дат, закладеш у програму; [ [ - процес; [ ] - пром1жний результат; - основний результат;

О

- початок циклу;

- вих1д 1з циклу.

Розроблено автором.

Рис. 5. Алгоритм роботи програми

Таблиця

Обмеження на виробництво електроенергп для ТЕС, __млн кВттод / piK_

ТЕС Максимально допус-тиме навантаження Мшмально допустиме навантаження

Запорiзька 6309 4710

Добротвiрcька 2631 1457

Ладижинська 5904 3507

Вyглегiрcька 5846 2287

Кyрахiвcька 7122 5966

них дiапазонiв також е небажаним, оскшьки ставить тд сумшв до-цiльнicть подальшо! екcплyатацiï ТЕС1.

Маючи згенерованим випадковий показник навантаження для neBHOÏ ТЕС, програма визначае вiдповiдний цьому показнику обсяг витрат палива. Для виконання даноï операцiï вона звертаеться до рiвнянь тренду, якi попередньо було внесено у код2 (рис. 6).

На оcновi встановлених показниюв формуються комплекcнi комбiнацiï, якi у програмнш площинi мають такий вигляд: [ {'назва ТЕС': 'згенерований показник навантаження', 'eidnoeidHUü показник витрат палива'}, {'... ': '... ', '... '} ]. За формуванням комплекс -них комбшацш програма запускае внyтрiшнiй цикл, що аналiзyе су-марнi витрати палива за кожною комбiнацiею, визначаючи най-меншi. Саме таке розподшення навантаження е оптимальним з точки зору ефективност енергогенерацп.

Отже, з використанням наведеноï екcпериментальноï моделi можна визначити оптимальну комбiнацiю розподшення навантаження серед ТЕС, при якш питомi витрати палива будуть наймен-шими.

1 При встановленш навантаження ТЕС на рiвнi, нижчому за емт-рично вiдомий, виникають ризики критичного зниження ефективносп енергогенерацiï, оскшьки: шдвищуються питомi витрати палива; зростае частка постшних витрат; зменшуеться частка выпуску електроенергiï у мережу (оскшьки збшьшуеться частка власного енергоспоживання ТЕС).

2 За усталеною парадигмою програмування виведення рiвнянь тренду мае бути промiжним результатом роботи програми. Тобто програма мае виводити рiвняння тренду на оcновi аналiзy заданоï вибiрки. Од-нак оcкiльки процеси програмування не е самоцшлю дослщження, задля спрощення та прискорення розробки моделi рiвняння тренду були зазда-легiдь визначенi в Microsoft Excel та задаш як елемент програмного коду.

def sap_tes(x):

у = 2117.7 + math. leg (л) - 1576S return (y)

def dobr_tes {*) :

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

у = 370.02 + math.log(x) - £327.2 return (y)

def lal_tes(x):

у = 2225 * math.lcgix) - 16505 return (y)

def vuh_tes fx):

у = 1720 * math.log(к) - 12322 return (y)

def kur_tes(x):

у = 3124.9 * math.leg(x) - 242ЁЕ return (y)

Вiдповiднiсть функцш: zap_tes - 3anopi3bKa ТЕС; dobr_tes - Добротвiр-ська ТЕС; lad_tes - Ладижинська ТЕС; vuh_tes - Вуглепрська ТЕС; kur_tes -KypaxiBCbKa ТЕС. X - показник навантаження, Y - показник витрат палива.

Розроблено автором.

Рис. 6. Функцп Python, що описують р1вняння тренду

Здшснено експериментальне моделювання процешв заванта-ження потужностей Запор1зько!, Добротв1рсько!, Ладижинсько!, Вуглепрсько! та Курах1всько! ТЕС. З метою пор1вняння поточно! та потенцшно! ефективносп енергогенераци запит на виробни-цтво електроенерги встановлено на р1вш, що вщповщае 2018 р. (23 646 млн кВт-год / рж). Для шдвищення точност результапв моделювання здшснено 5 млн експерименив1. Вхщш даш (що зада-ються оператором) та результати роботи програми представлен! у вигляд! консол! штегрованого середовища розробки та пстограм розподшення (рис. 7 та 8).

За результатами експериментального моделювання встанов-лено, що Вуглепрська ТЕС мае шдвищити поточний р1вень заван-таження потужностей на 35%. Тод1 як Запор1зька ТЕС мае змен-

1 Час виконання експерименпв склав 7 хвилин 39 секунд.

Введ1ть загальний обсяг електроенерг11, що мае бути вироблений на ТСС, мин кВт год.: 23646 Ведл.ть кз-лыисть комб1надз.й, шо нають бути згенерован1 (експеримент1в): 5000000

Оптимальна комбд.нац±я рсэпсц1лення навантаження серед ТСС:

Zaporiz'ka ТЕЗ: виробництво електроенергИ - €284 млн. кВт год. на piK; витрати палива - 2753 тис. т на piK

Dobrotvirs'ka TES: виробництво електроенергИ - 1457 млн. кВт год. на piK; витрати лалива - 739 тис. т на piK

Ladyzhyns'ka TES: виробництво електроенерг11 - 3561 млн. кВт год. на piK; витрати палива - 1691 тис. т на piK

Vuhlehirs'ka TES: виробництво електроенерр11 - 5834 мин. кВт год. на piK; витрати палива - 2593 тис. т на piK

Kurakhivs'ka TES: виробництво електроенерга! - 6499 мин. кВт год. на piK; витрати палива - 3169 тис. т на piK

Розроблено автором.

Рис. 7. Результаты роботи програми, представленi у вигляд1 консол1 ттегрованого середовища розробки

Fuel consumption

Zaporiz'ka Dobrotvirs'kaLadyzhyns'ka Vuhlehirs'ka Kurakhivs'ka

Розроблено автором.

Zaporiz'ka Dobrotvirs'kaLadyzhyns'ka Vuhlehirs'ka Kurakhivs'ka

Рис. 8. Дiаграми розподтення навантаження та витрат палива серед ТЕС

шити на 1,5%, Добротвiрська - на 42, Ладижинська - на 10%. PiBeHb завантаження потужностей Курахiвськоl ТЕС мае залишитися не-змшним. При такш комбшаци навантаження nm^i витрати палива по п'ятьох ТЕС складатимуть 462 г вугшля на 1 кВт-год електро-енерги, що на 16 г менше за поточний рiвeнь (479 г)1. 1з переходом до тако! модeлi виробництва (за умови аналогiчного запиту на виробництво електроенерги), заощаджуватиметься близько 383 тис. т вугшля на рш, що дорiвнюе 3,4% вщ загального споживання2.

1 Показник питомих витрат вугшля по п'ятьох ТЕС: Запорiзькiй, Добротвiрськiй, Ладижинськiй, Вуглeгiрськiй, Курахiвськiй.

2 Якщо взяти за основу показники виробництва укра!нських вугле-добувних тдприемств за 2018 р., то обсяг вугшля у 383 тис. т дорiвнюе рiчному вуглевидобутку ДП «Селид1ввугшля», дворiчному - ДП «Торе-цьквугшля» та ДП «Пeрвомайськвугiлля», чотирирiчному - ДП «Во-линьвугiлля».

Для оцшки потенцшних втрат у ретроспективi виконано екс-периментальне моделювання процешв завантаження потужностей Запорiзькоl, Добротвiрськоl, Ладижинсько!, Вуглепрсько! та Кура-хiвськоl ТЕС у 2014-2018 рр. iз вщповщними для даного перiоду обсягами виробництва електроенерги. На рис. 9 наведено графш, розроблений на основi результат моделювання. На графiку вка-зано фактичш та потенцiйно можливi (в умовах оптимiзованого рiвня навантаження) витрати палива.

Рис. 9. Динамгка фактичних та потенцШно можливих сукупних витрат палива Запор1зьког, Добротв1рськог, Ладижинськог, Вуглег1рськог та Курах1вськог ТЕС, що в1дпов1дають р1вню виробництва 2010-2018рр., тис. т

Исля 2014 р. мало мюце тдвищення рiвня вщхилення фактичних показниюв витрат палива вщ потенцiйно можливих. Така ситуацiя була спричинена пiдвищенням навантаження на ТЕС (зумовлене дефщитом антрацитового палива), що в натуральному виглядi збiльшило вщхилення1 (рис. 10).

1 Рiзниця мiж загальними витратами (в основi яких - питомi витрати на одиницю продукцп) стае бiльш очевидною iз зростанням обсягу вироб-леноl продукцп. 224

Рис. 10. Динамгка виробництва електроенергИ ТЕС у пергод 2010-2018 рр., млн кВт год

За результатами розрахунюв, здшснених у рамках експери-ментального моделювання, встановлено, що внаслiдок невщповщ-ност фактичного рiвня розподiлення навантаження серед ТЕС оптимальному перевитрати палива за останш 9 рокiв склали 2,5 млн т. Тобто украшсью ТЕС, якi працюють на газових марках вугiлля (за винятком Бурштинсько!), для потреб виробництва 205 815 млн кВт-год електроенергп (загальний обсяг виробництва у 20102018 рр.) витратили на 2,5 млн т вугшля бшьше, нiж допускали по-тенцiйнi можливостi. За ринковими цшами1 2018 р. перевитрати виробництва склали 145 млн дол.

Висновки. Сьогодш теплова енергогенеращя залишаеться важливим елементом енергетичного сектору Укра1ни. У найближ-чому майбутньому змiна прюрите^в у цьому напрямi е навряд чи можливою. Оскiльки потужностi атомно! генераци не здатнi гнучко реагувати на попит енергосистеми , а вщновлювальш джерела за своею природою е нестабшьними енергопостачальниками3, задля

1 За iндексом (АР12) СШАЯА.

2 Змiна обсягiв енергогенерацп АЕС е тривалим процесом.

3 Обсяг виробництва електроенергп вiдновлювальними джерелами залежить вщ активностi процесiв, що його зумовлюють (сонце, вiтер).

вирiвнювання напруги в мережi (яка при стшких обсягах виробництва електроенерги змшюватиметься залежно вiд часових потреб енергосистеми) необхщно буде задiяти тепловi електростанци, тобто використовувати ТЕС як маневровi потужностi енергетично! системи.

Значущють теплово! енергогенераци для теперiшнього та майбутнього розвитку енергетично! системи Укра!ни обумовлюе доцiльнiсть реалiзацii заходiв щодо пiдвищення ефективностi !! дiя-льносп. Ключовим напрямом у цьому процес мае стати оновлення та модершзащя устаткування ТЕС. Однак за вщсутност можливо-стi реалiзацii таких заходiв у короткостроковiй перспективi (як i зре-штою пiсля !х завершення) доцiльно комплексно оптимiзувати навантаження на ТЕС. Унаслщок цього буде зменшено питоме спожи-вання палива, що шдвищить обсяг власних кош^в ТЕС (iз яких мо-жуть бути профшансоваш оновлення i модершзащя устаткування).

1з використанням розробленого програмного алгоритму екс-периментального моделювання можна визначити комбшащю на-вантажень, при яких загальний показник питомих витрат палива буде найменшим.

Отже, доцiльною е розробка комплексно! (на вщмшу вiд поточно! ушфшовано!) експериментально! моделi, яка генеруватиме випадкове розподшення навантаження з подальшим пошуком оптимально! комбшаци. Особливютю комплексно! моделi мае стати те, що як аргумент вона прийматиме не лише ТЕС, яю працюють на газових марках вугшля, але й антрацитовi ТЕС. За результатами ро-боти моделi мае бути виявлена оптимальна комбшащя розпод> лення навантаження, дiя яко! поширюеться на всi украшсью ТЕС.

Л^ература

1. Халатов А.А. Енергетика Укра!ни: сучасний стан i найбли-жчi перспективи. BicnuK НАН Украгни. 2016. №6. С. 53-61.

2. Нова енергетична стратепя Укра!ни до 2035 року: «Без-пека, енергоефективнiсть, конкурентоспроможшсть». URL: http://mpe.kmu.gov.ua/ minugol/doccatalog/document?id=244996332

3. Дубовський С.В., Коберник В.С. Технiко-економiчнi ощ-нки перспективних природоохоронних технологiй теплово! енерге-тики Укра!ни. Проблеми загальног енергетики. 2013. № 2(33). С. 4956.

4. Якубовський М.М., Ляшенко В.1. Модершзащя економiки промислових репошв: спроба концептуатзаци. Вюник економтног науки Украши. 2016. №1 (30). С. 188-195.

5. Ляшенко В. И., Котов Е.В. Методические подходы к оценке процессов модернизации промышленно развитых территорий Украины. Экономика Украины. 2015. № 10. С. 32-44.

6. Харазишвили Ю.М., Ляшенко В.И., Якубовский Н.Н. Стратегия «новой разумной индустриализации» городов промышленных регионов Украины. Управлinnя eкonoмiкoю: тeoрiя i практика: зб. наук. праць. 2016. С. 62-95.

7. Ляшенко В.1., Котов С.В. Украгна ХХ1: neoinдустрiальnа держава або «крах проекту»?: монографiя. НАН Украши, 1н-т еко-номши пром-сп. Полтава, 2015. 196 с.

8. Вишневський В.П., Bie^ra О.В., Гаркушенко О.М., Князев С.1., Лях О.В., Чекша В.Д., Череватський Д.Ю. Смарт-промис-лoвiсть в епоху цифровог економти: перспективи, напрями i меха-тзмирозвитку: монографiя. За ред. В.П. Вишневського; НАН Украши, 1н-т економши пром-стi. Кшв, 2018. 192 с.

9. Залознова Ю.С. Економтт та сощальт проблеми розвитку прoмислoвoстi: монографiя. НАН Украши, 1н-т економши пром-стi. Кшв, 2017. 288 с.

10. Производство э/э энергетическими компаниями и ТЭС Украины за 12 мес. 2011 г., млн кВтч. ЭнергоБизнес. 2012. № 6(742). С. 45.

11. Производство э/э энергетическими компаниями и ТЭС Украины за 12 мес. 2012 г., млн кВт-ч. ЭнергоБизнес. 2013. № 4(791). С. 32.

12. Производство э/э энергетическими компаниями и ТЭС Украины за 12 мес. 2014 г., млн кВт-ч. ЭнергоБизнес. 2015. № 4(893). С. 36.

13. Производство э/э энергетическими компаниями и ТЭС Украины за 12 мес. 2015 г., млн кВт-ч. ЭнергоБизнес. 2016. № 4(944). С. 39.

14. Производство э/э энергетическими компаниями и ТЭС Украины за 12 мес. 2017 г., млн кВт-ч. ЭнергоБизнес. 2018. № 5(1047). С. 45.

Надшшла до редакци 10.12.2018 р.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.