CC BY
1
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Полозкова Анастасия Петровна
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Магистрант кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (983) 660-07-63.
E-mail: [email protected]
Гаак Виктор Климентьевич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-06-23.
E-mail: [email protected]
Гусаров Артем Сергеевич
Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС).
Маркса пр., д. 35, г. Омск, 644046, Российская Федерация.
Старший преподаватель кафедры «Теплоэнергетика», ОмГУПС.
Тел.: +7 (3812) 31-06-23.
E-mail: [email protected]
БИШШОГРАФИЧКЖОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Polozkova Anastasia Petrovna
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Master student of the department «Thermal power engineering», OSTU.
Phone: +7 (983) 660-07-63.
E-mail: [email protected]
Gaak Viktor Klimentevich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Thermal power engineering», OSTU.
Phone:+7 (3812) 31-06-23.
E-mail: [email protected]
Gusarov Artem Sergeevich
Omsk State Transport University (OSTU).
35, Marx av., Omsk, 644046, the Russian Federation.
Senior Lecturer of the department «Thermal power engineering», OSTU.
Phone: +7 (3812) 31-06-23.
E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Полозкова, А. П. К вопросу определения тепловой
Polozkova А.Р., Gaak V.K, Gusarov A.S. On the
эффективности плоских солнечных коллекторов / issue of determining the thermal efficiency of flat-plate
А. П. Полозкова, В. К. Гаак, А. С. Гусаров. - Текст непосредственный // Известия Транссиба. - 2024. -№2(58).-С. 109-119.
solar collectors. Journal of Transsib Railway Studies, 2024, no. 2 (58), pp. 109-119 (In Russian).
УДК 621.92
Т. В. Мятеж, Ю. А. Секретарев, Б. Н. Мошкин, С. С. Донченко
Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), г. Новосибирск, Российская Федерация
СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЧЕТА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО УЩЕРБА ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В СОСТАВЕ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННОГО КОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ КРИТЕРИЯ МАКСИМИЗАЦИИ ПРИБЫЛИ
Аннотация Поскольку при оптимизации режимов работы ГЭС в составе ВХК необходимо учесть взаимопротиеоречивые требования его участников в сочетании с синергетическим подходом к решению поставленной задачи, учитывая принципы эмерждентности, то можно говорить о ее многокритериальности. Поэтому в работе используется Парето-оптимальное множество для поиска компромиссного решения по определению режима сработки-залолнения водохранилища, которое бы обеспечило не только выдачу гарантированных мощностей ГЭС, но и удовлетворение требований всех участников водохозяйственного комплекса В качестве критериев выступают экономический и экологический критерии. При этом учитываются взаимопротиворечивые требования участников ВХК на основе заполнения матрицы противоречий. В общем случае множество формируется дефицитными условиями работы водохозяйственного
комплекса, т. е. зависит от ожидания дефицита стока, распределения его между компонентами комплекса и стоимости компенсируюгцих мероприятий, направленных на сохранение водного и материального баланса региона Выявляется связь между параметрами водохранилища, распределением отдачи между параметрами комплекса, структурой установленных мощностей и производственньгми затратами ЭВХК Авторами создана оптимизщионная модель, которая позволяет на основе полученных компромиссных решений с использованием экономического и экологического критериев, что видно на примере Новосибирского ВХК, найти оптимальный режим по управлению емкостью водохранилигца ГЭС и добиться улучшения экологических параметров, что улучшает условия для водного транспорта
Ключевые слова: дефицит расхода воды, ГЭС, синергетическая стоимость гидроресурса, оптимизация функционирования гидроэлектростанций, матрица противоречий, Парето-оптимальное множество, предельная полезность, водохозяйственный комплекс.
Tatiana V. Myatezh, Yuri A. Sekretarev, Boris N. Moshkin, Semen S. Donchenko
Novosibirsk State Technical University (NSTU), Novosibirsk, the Russian Federation
A SYNERGETIC MODEL FOR ACCOUNTING FOR ENVIRONMENTAL DAMAGE
IN OPTIMIZING THE OPERATING MODES OF HYDROELECTRIC POWER PLANTS AS PART OF A WATER MANAGEMENT COMPLEX BASED ON THE PROFIT MAXIMIZATION CRITERION
Abstract Since when optimizing the operating modes of a hydroelectric power station as part of a water and chemical complex, it is necessary to tcike into account the mutually contradictory requirements of its participants in combination with asynergetic approach to solving the problem, taking into account the principles of emergence, we can talk about its multicriteria Therefore, the work uses the Pareto-optimal set to find a compromise solution to determine the operation-filling regime ofthe reservoir, which would ensure not only the delivery of guaranteed hydroelectric power capacity, but also satisfaction of the requirements of all participants in the water management complex. The criteria are economic and environmental criteria At the same time, the mutually contradictory requirements of the participants of the water and chemical complex are taken into account based on filling out the contradiction matrix. In the general case, set is formed by the scarce operating conc&tions of the water management complex, i.e., it depends on the expectation of a shortage of flow, its distribution between the components of the complex and the cost ofcompensating measures aimed at maintaining the water and material balance of the region. A connection is revealed between the parameters of the reservoir, the distribution of returns between the parameters of the complex, the .structure of installed capacities and the production costs of the ECC. The authors have created an optimtation model that allows, based on the obtained compromise solutions, using economic and environmental criteria in the example of the Novosibirsk Water Chemical Complex, to find the optimal mode for managing the capacity of a hydroelectric reservoir and achieve improved environmental parameters, which improves conditions for water transport.
Keywords: deficit of water consumption, hydroelectric power station, synergetic cost of hydro resources, optimtation of the functioning of hydroelectric power plants, matrix of contradictions, Pareto-optimal set, marginal utility, water-economic complex.
В последнее время существенно возросло негативное влияние на окружающую среду. Поэтому вопросу улучшения качества окружающей среды должно быть уцелено немалое внимание при решении оптимизационных задач касательно технологических процессов.
Целью данной работы является создание новой методики оптимизации режимов работы водохозяйственного комплекса (ВХК) на базе оптимизации режимов работы гидроэлектростанций (ГЭС) в гидротепловой системе на основе теории предельной полезности путем определения стоимости гидроресурса с учетом не только режимных особенностей ГЭС, но и всех участников ВХК.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи: выбраны критерии оптимизации режимов работы ВХК с учетом экологического ущерба, проведены патентно-ориентированный поиск и анализ методик по оптимизации режимов ВХК и методик по определению ущерба от негативного воздействия на водные объекты, разработана методика оценки экологического ущерба при оптимизации функционирования ВХК на основе Парето-оптимального тожества, выполнена оценка условной нагрузки загрязняющими веществам в маловодный и многоводный годы, рассмотрено влияние перепадов в температурном режиме и уровней воды в верхнем и нижнем бьефах на условия для
нерестилища и численность рыб, а также воздействие антропогенной нагрузки со стороны судоходства на водные объекты, создана еинергетическая модель оптимизации режимов работы ВХК на основе определения стоимости гидроресурса с учетом требований всех участников ВХК.
В современных рыночных условиях планирование и контроль режимов ГЭС имеют большое техническое и экономическое значение. При этом должна быть учтена экологическая составляющая оптимизационного процесса по управлению режимами функционирования ГЭС. ГЭС - объект, который ноет межотраслевой характер, т. е. находится на стыке двух отраслей: энергетической и водохозяйственного комплекса. Это обстоятельство превносит определенные трудности в оптимизационный процесс, заключающиеся во взаимопротиворечивых интересах участников ВХК. Поэтому данная задача является многокритериальной и основывается на экономическом и экологическом критериях. Для ее решения авторами предложено создание синергетической оптимизационной модели по управлению режимами работы ГЭС с учетом требований участников водохозяйственного комплекса на основе определения стоимости гидпроресурса [1]. В качестве методики решения многокритериальной задачи используется Парето-оптимальное тожество.
Проводимое исследование является актуальным, поскольку выработка электроэнергии от ГЭС в Сибири достигает 53,7 % от общей доли генерации по данному региону [2].
Поскольку гидроэлектростанция является основой водохозяйственного комплекса, управление её режимами позволяет оптимизировать работу для всего комплекса, повышая его эколого-экономическую эффективность в современных условиях. Для современных систем водного хозяйства характерно объединение проблем в области обеспечения водой, качества водных ресурсов, сохранения и поддержания экосистем водных и околоводных территорий, а также компенсации и предотвращения отрицательных воздействий воды [3, 4]. Задача обеспечения качественной водой остается одной из важнейших задач экономики, поэтому развитие теории и методов экологических водохозяйственных расчетов представляет собой актуальное направление научных исследований как для проектирования новых объектов водного хозяйства, включая их реконструкцию, так и для обоснования эффективных режимов эксплуатации водохозяйственных сооружений и гидроэлектростанций [5]. Учет экологического критерия при назначении режима использования воды для управления стоками определяется экологическими параметрами проекта водохозяйственной системы и установленными санитарными нормами и правилами управления водными ресурсами, включая диспетчерские графики. В качестве экономического критерия авторами предложено использование критерия максимизации прибыли, который наиболее полно отражает современную ситуацию в области энергетики. И оба эти аспекта (экологический и экономический) в значительной степени зависят от принятой системы ценности удовлетворения потребностей в воде для пользователей водных ресурсов согласно двум сценариям развития общества: оптимистического и пессимистического.
В статье рассматривается разработка синергетической модели для эффективной работы ГЭС в системе водохозяйственного комплекса при оптимизации режимов работы на основе комплексных критериев эколого-экономической эффективности [6]. На основе проведенного исследования в статье даны рекомендации для управления режимами работы всего ВХК г. Новосибирска.
Оптимизация режимов работы водохозяйственного комплекса с учетом экологического критерия. Поскольку при оптимизации режимов работы ГЭС в составе ВХК необходимо учесть взаимопротиворечивые требования его участников в сочетании с синергетическим подходом к решению поставленной задачи, учитывая принципы эмерждентности, можно говорить о ее многокритериальное™.
Спецификой участников водохозяйственного комплекса являются взаимопротиворечивые требования к режиму функционирования водного объекта во времени, что находит свое отражение в матрице противоречий. Рассмотрим ее построение на примере г. Новосибирска
(таблица 1) [7]. Более того, при оптимизации режимов работы ВХК должны быть учтены такие критерии, как надежность, экономичность и экологичность. Для сопоставления и учета взаимовлияния всех отраслей ВХК и оптимизационных критериев с выявлением свойств эмерджентности была построена синергетическая модель для эффективного управления режимами всего ВХК с учетом их технологических особенностей (см. таблиц}' 1).
Таблица 1 - Матрица противоречий интересов участников ВХК для Новосибирска
Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
Отрасль
ГЭС Однокритериальная задача. Критерий максимизации прибыли. Методики: теория предельной полезности, принцип равенства относительных приростов расхода топлива
Судоходство Сведение водного баланса Многокритериальная задача. Критерии -максимизация прибыли взаимопротиворечивых отраслей. Методики - ВЭР, Парето-оптимальное множество Сведение водного баланса
Рыбное хоз-во Многокритериальная задача, прибыли взаимопр отив ор ечивых отраслей. Методики - ВЭР, Парето-оптимальное множество
Орошение ЖКХ Промышленность Санитарные попуски Сведение водного баланса
Таким образом, оптимизация режимов работы ВХК проводится только для тех месяцев, в которых были выявлены противоречия между требованиями по расходу воды различных участников ВХК. Для того чтобы выявить эти противоречия, воспользуемся такими инструментами, как матрица противоречий и Парето-оптимальное множество. При этом учитываются водность года, а также уровни верхнего и нижнего бьефов.
Матрица противоречий, также известная как матрица противоречивости, является инструментом, который используется для анализа и разрешения противоречий между различными параметрами или критериями в определенных системе или процессе. Эта матрица помогает идентифицировать и оценивать взаимозависимости и противоречия между различными факторами, чтобы найти оптимальное решение пли компромисс.
При решении поставленной задачи используется производственная функция -зависимость объема продукции от использования водных ресурсов. Как показал проведенный анализ, наибольшие противоречия были выявлены между такими отраслями, как гидроэнергетика, судоходство и рыбное хозяйство.
При управлении режимами ГЭС в составе ВХК необходимо учитывать такой параметр, как качество воды. Он описывается уравнением
С < НДВ, (1)
где НДВ - нормы допустимых воздействий.
При создании новой модели оптимизации режимов работы ВХК необходимо проанализировать в деталях ранее созданные оптимизационные методики [13].
Многие авторы используют для оптимизации режимов ВХК метод циклограмм. Другими авторами было предложено использование методов динамического программирования и дифференциальных выражений на основе уравнений Сан-Венана. Однако ввиду приближенного характера исходной информации по неэнергетическим участникам ВХК большинство авторов использовали линейную оптимизационную модель
цена
ед. прод.
Р1
Рот Р2
а ^^ МС
\ \ I
\ I в
I \ Ш
I \
э, а
опт
Э ед. прод.
вместо многомерной, что, несомненно, существенно упрощает ее решение, а также не позволяет реализовать принцип эмерджентности при управлении ВХК.
Учитывая все перечисленные выше недостатки, требуется создание принципиально новой многомерной математической модели по оптимизации режимов работы ВХК с учетом интересов всех его компонентов (рисунок 1).
Безусловно, в основу построения данной модели должен быть положен синер-гетический подход, который объединил бы надежностный, экономический и экологический критерии, тем более, что данная задача является многокритериальной.
Критерий максимизации прибыли отражает экономический критерий (см. рисунок 1). В основе данного критерия лежит критерий надежности.
По экологическому критерию рассчитываются затраты всего ВХК для компенсации вредного воздействия с его стороны на окружающую среду. На основе опроса мнений экспертов присваивается весовой коэффициент каждой составляющей затрат, после чего для каждого сценария развития учета экологического ущерба путем его вычитания из общего дохода для всего ВХК строится Парето-оптимальное множество (рисунок 2).
Промежуточные точки на рисунке 2 получаются с использованием метода взвешенных коэффициентов.
Оптимальное по Парето решение получают на основании выбора такого промежуточного варианта, при котором оно не может быть улучшено по одному из критериев без его ухудшения по другому критерию [9].
Основываясь на изложенных выше тезисах, авторами была предложена следующая математическая модель. 1) Уравнения критериев:
а) Достаточное условие: принцип максимизации прибыли называется правилом равенства предельных издержек предельным доходам:
МЫ=МС - У—ялах,
Рисунок 1 - Определение оптимального объема выпуска продукции: В - спрос на производимую
энергию за определенный временной период; Эохп - оптимальная величина выработки за период; Рсш - цена продажи, соответствующая оптимальному объему производства; - предельный доход; МС - предельные издержки
Прибыль ВХК. руб.
Экологические затраты, руб
Рисунок 2 - Построение кривой Парето-эффективных решений для управления режимами функционирования ВХК
где МИ. -руб.
• предельный доход, руб.; МС - предельные издержки, руб.; У - экологический ущерб,
МС = цводы
Чводы = Ча •
7
цт
Чводы ВХК — Чводы ГЭС + ^Ч воды 1-й участник ВХК>
(2)
(3)
(4)
где с] — относительный прирост расхода воды, м'/МВтх; Цводы - стоимость гидроресурса., руб./м'; цт - цена топлива, руб./ т. у. т.; и,ь - характеристика предельных издержек, руб. /МВт • ч.
Цена гидроресурса для /-го участника ВХК определяется аналогично стоимости гидроресурса для ГЭС на основе разработанной авторами методики, приведенной в источнике [9].
Определение предельного дохода (М?):
<2суд £ - <2гэс £ = £>&[м3/с];
¿>&[м3/фцВоды = 0&[руб.];
0^[руб.]/0^[руб.] = ¿ХЗЛо.е.]; (5)
М?[руб.] = А№[о.е.] - цэ/э, где бсуд г и 0гзс« - расход воды судоходства и ГЭС соответственно за /-й период, м3/с; 1)0 - дефицит расхода воды между двумя отраслями за г'-й период; В(?тах - максимальный дефицит расхода воды между двумя отраслями за г'-й период Цв0ды - стоимость гидроресурса руб./ьГ/с, МЛ - предельный доход, руб., Дз/э - цена электроэнергии, руб./ кВт • ч.
Для получения кривой предельных издержек всего водохозяйственного комплекса используют принцип равенства относительных приростов водных и топливных издержек. При этом поскольку наиболее критичными с точки зрения водопотребления являются такие отрасли, как ГЭС и судоходство, то в первую очередь необходимо определить характеристики относительных приростов расхода воды для ГЭС и судоходства, а также относительных приростов расхода топлива для судоходства. Далее полученные характеристики необходимо умножить на цену топлива для судоходства и стоимость гидроресурса для ГЭС, полученную на основе теории предельной полезности [6].
Для получения характеристики предельных издержек ВХК необходимо найти зависимость, обратную величине дефицита расхода воды в водохозяйственной системе за определенный сезон и путем отыскания разницы площадей под полученным графиком вычислить значения предельного дохода (рисунок 3).
По известной экономической зависимости на основе характеристики предельного дохода можно получить кривую спроса на воду в рамках водохозяйственного комплекса (рисунок 4).
Экологический ущерб от вредного взаимовлияния отраслей ВХК может быть руом" выражен следующим образом:
1-РО, о.е. А
Рисунок 3
Спрос,
Н. М
Получение кривой предельного дохода для ВХК
У = У1+У2+У3 + У4 + У5,
(б)
где У! - затраты на восстановление нарушенного состояния водных биоресурсов в рублях; У2 - ущерб рыбному хозяйству, причиненный ухудшением условий воспроизводства; У3 - затраты на дноуглубительные работы; У4 - ущерб, нанесенный экосистеме водных объектов загрязняющими веществами; У5 - ущерб от подтопления поймы территорий во время паводка б) Необходимое условие:
►К МВт
Рисунок 4 - Получение кривой спроса для ВХК
|&факт _ (?шпт|/(?1факт т*п>
где (^¡фжт - фактический расход воды /-го участника ВХК, О ют - оптимальный расход воды /-го участника ВХК.
2) Балансовое уравнение:
ртчтт-
N2 = Мгаар +
ВБ = \%5х + Wбoк + \¥пзв + Wв. в + Шдот ± ЛУ ± - Шисп Wnep - WBдП - Щ
(8) (9)
где \Vb-a - объем стока, поступающий за расчетный период с вышележащих участков рассматриваемого водного объекта, млн м3; \¥бок - объем воды, формирующийся за расчетный период на расчетном водохозяйственном участке (боковая приточность); \Упзв - объем водозабора из подземных водных объектов, осуществляемых в порядке, установленном законодательством; \УВ в - возвратные воды на водохозяйственном участке: подземные и поверхностные воды, стекающие с орошаемых территорий, сточные и дренажные воды, отводимые в водные объекты; \¥ДОт - дотационный объем воды, поступающий на водохозяйственный участок из систем территориального перераспределения стока; Д\У -сработка или наполнение прудов и водохранилищ на расчетном водохозяйственном участке; №гиш - потери на дополнительное испарение с акватории водоемов; - фильтрационные потери водохранилищ, каналов, других поверхностных водных объектов в пределах расчетного водохозяйственного участка; - уменьшение речного стока, вызванное водозабором их подземных водных объектов, имеющих гидравлическую связь с рекой; \¥пер -переброска части стока за пределы расчетного водохозяйственного участка; \¥вДП - суммарные требования всех водопользователей данного расчетного водохозяйственного участка; \¥кп -требуемая величина стока в замыкающем створе расчетного водохозяйственного участка.
3) Уравнения ограничений:
С? ГЭС > <2гар, (10)
где Огэс - расход воды (м3/с), (Згар - гарантированный расход воды (м3/с).
Уравнения балансовых ограничений:
^ТЭСттип ^ ^тэс ^ ^тэс тах,
Мгзсгтп ^ Л^ГЭС ^ МГЭСтах, (11)
где Лгзс - мощность ГЭС; Лтэс - мощность ТЭС; Ытт гэс - минимальная теоретическая мощность ГЭС; .ЭДпах гэс - максимальная теоретическая мощность ГЭС; тэс -минимальная теоретическая мощность ТЭС; Мшх тэс - максимальная теоретическая мощность ТЭС.
Такие же ограничения накладываются и на предельные издержки по топливу и воде.
^ и2
^набл —
(12)
2с 51па0 I
где 1]\ - модуль напряжения в начале линии; 172 - модуль напряжения в конце линии; 2с - волновое сопротивление линии; аоЬ - волновая длина линии. Ограничения по всем участникам ВХК:
промышленность и орошаемое земледелие: достаточные глубины над высотой водозабора:
^ ^ ^тш, м;
судоходство: достаточные судоходные глубины
^ ^ м;
рыбное хозяйство: достаточные глубины (особенно на период нереста рыб):
г > гтт, м;
Для рыбного хозяйства значение имеют перепады температур. 4) Уравнение связи:
В = /ХДГТзГ), ()ГзГ = /(/УГзГ, #ГзГ), где В - расход топлива (т. у. т. /ч); £> - расход воды (м3/с).
(13)
(14)
5) Оптимизационное уравнение:
1-сг 1 -а
в — —^-при U= const, (16)
где U - кривая безразличия.
Рассмотрим построение модели на примере г. Новосибирска [7]. Для сопоставления и учета взаимовлияния всех отраслей ВХК и оптимизационных критериев с выявлением свойств эмерджентности была построена синергетическая модель для эффективного управления режимами всего ВХК с учетом их технологических особенностей (рисунок 5).
Рисунок 5 - Синергетическая матрица для оптимизации режимов работы ВХК
Как уже отмечалось, оптимизация режимов работы ВХК проводится только для тех месяцев, в которых были выявлены противоречия между требованиями по расходу воды различных участников ВХК. Итак, для того чтобы выявить эти противоречия, воспользуемся такими инструментами, как матрица противоречий и Парето-опгимальное множество. При этом учитывается водность года (в данной статье рассматривается маловодный год) и уровни верхнего и нижнего бьефов.
Матрица противоречий, также известная как матрица противоречивости, является инструментом, который используется для анализа и разрешения противоречий между различными параметрами или критериями в определенных системе или процессе. Эта матрица помогает идентифицировать и оценивать взаимозависимости и противоречия между различными факторами, чтобы найти оптимальное решение или компромисс [8].
Достигается это путем отыскания седловой точки сииергетической матрицы (см. рисунок 5).
Остановимся более подробно на рассмотрении экологического ущерба Новосибирского ВХК.
Образование водохранилища НГЭС оказало немаловажное влияние на гидролого-гидрохимический режим верхнего бьефа ГЭС, а также обеспечило широкомасштабное использование стока реки Обь возникшим водохозяйственным комплексом и выполнение условий по неподтоплению территорий.
Как показывает анализ ранее проведенных исследований [21], емкость водохранилища имеет измененную береговую линию на протяжении 726 км. Процесс разрушения берегов продолжается, что особенно характерно для таких районов, как Сосновка, Красный Яр, Спирино, с. Ангоново, с. Чингисы, с. Ленинское.
Процесс обрушения берегов на незащищенных участках продолжается, местами бровка берега приблизилась непосредственно к застройке населенных пунктов. В процессах разрушения берегов не наблюдается затухания, и площадь размыва зоны прибрежных земель возрастает. Отрицательное влияние процесса берегопереработки отражается в заиливании емкости водохранилища в результате того, что происходит смыв грунта [21 ].
В качестве меры борьбы с данным негативным явлением предлагается лесонасаждение вдоль берегов и метановое брожение для сбражывания избыточного активного ила.
На примере р. Обь в районе г. Новосибирск была определена стоимость дноуглубительных работ.
Себестоимость выемки грунта, руб./м3 определяется по формуле (17):
г _ 30бщ
И/г
(17)
групп
где Э руб.
общ ^групп
общие эксплуатационные расходы на содержание земснаряда в эксплуатации, - объем вынутого грунта, м3;
>УГ
до
-'общ
'общ
9783000
1743000 11010000
5,61 руб.
'ш
^групп
2024000
Прирост прибыли после проведения модернизации, руб
5,43 руб.
ДП = (5и/° - 5^после) ■ И/г
грунт?
364320 руб.
ДП = (5,61 - 5,43) • 2024
При этом годовой экономический эффект
Эгод = ~ ^и/' ) ■ Щ.рунт — Ен • Кмод, (18)
где Ей - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капиталовложений, Ян = 0,15:
Эгод = (5,61 - 5,43) • 2024 - 0,15 • 169320 = 338900 руб.
Ущерб от подтопления поймы территорий во время паводка рассчитывается по известной формуле [21].
В случае Новосибирской ГЭС регулирование в многоводном 2015 г. осуществлялось так, чтобы не допустить подтопления земель (расход воды О, м3/с, на отметке ниже 4300 м3/с).
По итогам разработанной модели будут решены следующие сформулированные задачи: анализ существующих критериев оптимизации гидротепловых энергосистем; разработка методики определения стоимости гидроресурса с учетом режимных особенностей ГЭС на основе теории предельной полезности; создание подхода для оптимизации режимов ГЭС в составе смешанной энергосистемы; наивыгоднейшее распределение нагрузки энергосистемы согласно двум методикам: традиционного метода и методики определения стоимости гидроресурса на основе теории предельной полезности на примере Новосибирской генерирующей компании; нахождение оптимального режима срабогки-заполнения водохранилища с точки зрения оптимизации всего ВХК на основе составления матрицы противоречий; создание методики по определению экологического ущерба от деятельности всего ВХК; разработка методики оптимизации режимов работы ВХК на основе критерия максимизации прибыли; построение Парето-оптимального множества для нахождения компромиссного решения при управлении режимами ВХК; построение неройсетевой модели для учета воздействия режима Каменской поймы на отдачу водохранилища; разработка синергетической модели управления режимами функционирования водохозяйственного комплекса на основе эколого-экономического критерия; сравнительный анализ полученных результатов по управлению режимами работы ГЭС с
учетом интересов всех участников ВХК и без него с дальнейшей разработкой рекомендаций для Новосибирской ГЭС и всего ВХК.
В современных условиях, когда число вредных воздействий на окружающую среду неумолимо возрастает, улучшение экологической обстановки является актуальным направлением исследований [10]. В данной работе предлагается увеличивать роль возобновляемых источников энергии на примере ГЭС и тщательно подходить к оценке и возможностям использования гидроресурса без нанесения урона природе всеми участниками водохозяйственного комплекса [11].
Разработанная авторами методика оптимизации режимов работы ГЭС в составе ВХК на основе определения стоимости гидроресурса с учетом режимных особенностей работы ГЭС основана на сочетании теории предельной полезности и оптимизационной модели [12]. Поскольку ГЭС является базовой отраслью ВХК, оптимизация режимов ее работы позволит оптимизировать работу всего водохозяйственного комплекса стран, что позволит улучшить экологическую политику регионов (Приказ Минсельхоза России № 167 от 31.03.2020, ПДК вредных веществ для водных объектов) и реализовать энергосберегающую политику за счет более бережного отношения к природным ресурсам.
Разработанная авторами модель может быть использована для оптимизации режимов функционирования всего ВХК на основе объединения надежностного, экономического и экологического критериев. Она позволяет учесть взаимовлияние компонентов ВХК друг на друга, а применение эксергетического анализа позволяет выявить новые свойства ГЭС при управлении режимами ВХК в современных условиях, когда главенствующую роль занимают поддержание здоровья и благосостояние нации [15].
Практическая реализация разработанных подходов и методов на примере Новосибирского ВХК и Новосибирской ГЭС (Practical implementation of the developed approaches and methods using the example of the Novosibirsk Water Management Complex and the Novosibirsk Hydroelectric Power Station).
Объектом исследования является Новосибирский ВХК, основой которого является Новосибирская ГЭС. В статье рассматриваются надежность и эколого-экономическая эффективность в качестве основных критериев.
По итогам оптимизации режимов работы ГЭС были получены наивыгоднейшие режимы работы станции для каждого из характерных сезонов года [9].
Практическая апробация разработанной методики на НГЭС позволила получить следующие цены гидроресурса для каждого месяца по сезонам года, таких, как период сработки, наполнения и бытовой сток: средняя стоимость гидроресурса для периода паводка составляет 0,1583 руб./м3, для межени - 0,0963 руб./м3, для работы на бытовом стоке -0,119 руб./м3.
Далее разработанная авторами синергетическая модель была применена для оптимизации режимов работы всего ВХК.
На примере пользователей ВХК в Новосибирской области составлен «график противоречий» для нижнего бьефа Новосибирской ГЭС (рисунок 6), исходя из которого были выявлены противоречия между такими участниками, как ГЭС и судоходство, с точки зрения требования к расходам в нижнем бъефе для таких навигационных месяцев, как апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь. В связи с невозможностью режима работы ГЭС для обеспечения оптимального расхода в нижнем бъефе на примере месяца апрель, применим Парето-оптимальное множество для обеспечения удовлетворения потребностей участников ВХК.
Поскольку, как показывает анализ матрицы противоречий для Новосибирского ВХК, наиболее критичными с точки зрения взаимоисключающих требований являются такие участники, как ГЭС и судоходство, для нахождения оптимального режима всего ВХК объемная матрица (см. рисунок 6) сводится к решению многокритериальной задачи на плоскости на основе использования Парето-оптимального множества.
Нижний бьеф
2000
1500
и
51000 С?
500
■ судоходство;
■ЖКХ;
- промышленность;
■ санитарные попуски;
-ГЭС
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
МЕСЯЦЫ
Рисунок 6 - График противоречии для Новосибирского ВХК
В качестве критериев Парето-оптимального множества предлагается использовать экономический (критерий максимизации прибыли) и экологический критерии. В данной статье в качестве взаимоисключающих критериев были рассмотрены максимум прибыли судоходства и максимум прибыли ГЭС (т. е. расход воды для обеспечения гарантированных глубин для судоходства и расход воды на ГЭС для выдачи значений гарантированных мощностей).
На основе полученных точек был получен график компромиссных решений для всего ВХК на примере месяца апрель, исходя из которого можно определить оптимальный режим работы ГЭС по определению полезной емкости водохранилища и стоимости гидроресурса для всех участников ВХК путем выполнения ВЭР для каждой компромиссной точки. Вообще расчет производится для каждого из противоречивых месяцев (рисунок 7).
1450
1250
о 1050
со 850
■-.г
£ 650
СУ
Р 450
250
50
14
16
#,м
18
200
400
Лг гарантированное, МВт
Рисунок 7 - График точек компромиссных решений (а) и Парето-оптимального множества (б) для апреля по оптимизации режимов работы ВХК
На основе анализа точек Парето-оптимального множества согласно принципу минимизации отклонений фактического расхода воды для ВХК от их оптимального значения был выбран оптимальный режим работы всего ВХК. Данным режимом является режим со значением напора 19,8 м, расходом воды через гидроагрегаты ГЭС 1348,942 м3/с, уровнем воды в нижнем бьефе 93, 65м, в верхнем - 113,4 м, так как ему соответствует выпуклость вниз на графике компромиссных решений (см. рисунок 6). При этом аналогичные значения согласно морфометрической схеме ГЭС за тот же месяц составляют 832,1 м3/с, уровень воды в нижнем бьефе - 93,2 м, в верхнем - 108,793 м.
Как показывает сравнительный анализ полученных результатов, отмечается повышение уровня воды в верхнем и нижнем бьефах, что благоприятно сказывается на режиме водного
транспорта для обеспечения гарантированных глубин в 113 м в навигационный период, а также хорошо для нереста рыбы, поскольку позволяет сэкономить около 0,5 млрд руб. на выпуск мальков для компенсации экологического ущерба. Увеличение расхода воды через гидроагрегаты ГЭС с 832,1 м3/с до 1348,942 м3/с позволяет повысить выработку электроэнергии, увеличив долю ГЭС в суточном графике нагрузки потребителя, что также улучшает экологическую обстановку в регионе.
Применив теорию предельной полезности, определим стоимость гидроресурса для апреля согласно разработанной авторами методике по определению еинергетической стоимости гидроресурса [9]. Как показали расчеты, стоимость гидроресурса за апрель составляет 14 коп./м3.
Путем перемножения полученной стоимости гидроресурса с характеристикой относительного прироста расхода воды для периода бытового стока определим график предельных издержек. Используя критерий общественного благосостояния применительно к ВХК, определим оптимальный режим ГЭС по производству мощностей в составе энергосистемы с учетом интересов всех участников ВХК (судоходство применительно к нашему примеру) (рисунок 8).
О 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Рисунок 8 - Определение оптимального режима ГЭС в составе ВХК для апреля
Как показывает рисунок 8, оптимальное значение отпускаемой мощности ГЭС с учетом интересов всех участников ВХК составляет 225 МВт при стоимости отпускаемой мощности 1,6 руб./кВт • ч на примере апреля.
Таким образом, как подтверждает сравнительный анализ полученных результатов, отмечается повышение уровня воды в верхнем и нижнем бьефах, что благоприятно сказывается на режиме водного транспорта для обеспечения гарантированных глубин в 113 м в течение навигационного периода, а также хорошо подходит для нереста рыбы, поскольку позволяет сэкономить около 0,5 млрд руб. на выпуск мальков для компенсации экологического ущерба. Увеличение расхода воды через гидроагрегаты ГЭС с 832,1 м3/с до 1348,942 м3/с позволяет увеличить выработку электроэнергии, увеличив долю ГЭС в суточном графике нагрузки потребителя, что также улучшает экологическую обстановку в регионе. Доход ВХС при этом составляет 3,280043585 млрд руб. за навигационный период судоходства (с апреля по май).
Согласно разработанной еинергетической модели при решении оптиь'шзационных задач
обязательным требованием является учет экологической составляющей. Поэтому вопросам оценки компенсационных затрат для возмещения экологического ущерба водным объектам должно быть уделено особое внимание.
На примере Новосибирского водохранилища и нижнего бьефа р. Обь были рассчитаны составляющие экологического ущерба согласно выражению (6).
Расчет экологического ущерба проводился согласно уравнению (6). При этом по статье «экологический ущерб» были учтены затраты на компенсацию ущерба, наносимого рыбному хозяйству, расходы на проведение дноуглубительных работ, затраты от загрязнения окружающей среды вредными веществами. Результаты расчета показаны в таблице 2.
Таблица 2 - Определение экологического ущерба для Новосибирского ВХК за 2012 г.
Эксперт Доход экономика, руб Доход-20% НДС. руб Затраты экология рыбки, руб Затраты экология дноуглубление, руб Затраты экология ВРЕДНЫЕВЕЩ-8А,руб
1 4527511360 3622009088 220196548,4 1101003 2491813812
2 4256090124 3404872099 198176893,6 880800 2242632430
3 3543576936 2834861549 158541514,9 792733 1569842701
4 3403688046 2727910437 150514439,1 618321.6 1444255285
5 328С04358Б 2624034868 121997696,7 488474,064 1343157415
б 3093944983 2473555990 108577949,2 423087.656 1168546951
7 3059833202 2447865561 99891713,22 365476,2947 1145176012
8 2795295478 2236236382 75917702,05 288726.2723 904639049,7
9 2668532468 21348Я975 66307577,8 245417.3319 787079473.2
10 2494514165 1995611332 58122592,69 193788,0388 621792783,8
Окончание таблицы 2
Затраты ЭКОЛОГИИ, руб Затраты ВХСГ руб Прибыль оалооап, руб Прибыль экономика, руб Прибыль чистап, руб Налоги, руб
2713111360 2295615,298 3619713473 906602112,7 770611795,8 135990316,9
2441690124 2295615,293 3402576434 960836359,9 372764634,6 83121725,36
1729176936 2295615,293 2832565934 1103333997 1034849378 63539119,72
15954880*6 2295615,293 2725614821 1130126776 1037419457 92707318,84
1465643585 2295615,293 2621739253 1156095668 1075166873 80928739,52
1277544988 2295615,298 2471260375 1193715387 1103159707 90555680,05
1245433202 2295615,293 2445570946 1200137744 1093463028 106669716,7
980895478 2295615,293 2233940767 1253045289 1188542906 64502383,15
854132468,3 2295615,293 2132530359 1278397391 1139900332 83497053,63
680114164,6 2295615,293 1993315716 1313201552 1237493974 75707577,3
Путем опроса мнений экспертов каждой из составляющих экологического ущерба были определены весовые коэффициенты. Полученные результаты исследования приведены на рисунке 9.
I
о*
л
о к л С
1 400 000 000,00
1 200 000 000,00
1 000 000 000,00
800 000 000,00
600 000 000,00
400 000 000,00
200 000 000,00
0,00
781 787 990,8714бх°-19569
Я2 = 0,96009
4 6 8
Варианты оценок экспертов
10
12
Рисунок 9 - Оптимизация режима водохозяйственного комплекса на основе эколого-экономического критерия
Как видно из рисунка 9, оптимум по результатам хозяйственной деятельности и размерам прибыли для ВХК с учетом компенсации экологического ущерба достигается для пятого варианта распределения затрат между компонентами экологического ущерба согласно мнениям экспертов, поскольку первая производная именно в этой точке принимает значение, равное нулю. Как показывают данные таблицы 2, значение экологического ущерба составляет 2,621 млн руб. При этом затраты водохозяйственной системы на экологию составляют порядка 1,465643585 млрд руб., а доход всей ВХС без учета НДС равен 3, 280043585 млрд руб. Чистая прибыль составляет 1,156095668 млрд руб.
Таким образом, предложенная авторами синергетическая оптимизационная модель подходит для проведения оптимизации режимов работы как ГЭС, так и всего ВХК в целом.
Как показывают результаты выполненного исследования:
разработана математическая модель управления функционированием гидро- и тепловых электростанций для краткосрочной оптимизации режимов покрытия графиков нагрузки в условиях рынка, которая позволит перейти от относительного прироста расхода топлива Ъ к относительному приросту расхода воды q без использования коэффициента неопределенных множителей Лагранжа;
на основе разработанной модели обосновано использование теории предельной полезности для определения стоимости гидроресурса с учетом режимных особенностей работы ГЭС для оптимизации режимов работы всего ВХК, т. е. создана универсальная методика;
осуществлена расчетная проверка разработанных подходов и методов и проведена реализация основных положений исследования на конкретных объектах, по результатам которых было выявлено увеличение доли ГЭС в покрытии суточного графика нагрузки порядка 12 %;
была разработана синергетическая модель для нахождения оптимального режима сработки-заполнения водохранилища с точки зрения требований участников ВХК на основе построения еинергетической модели;
сравнительный анализ полученных результатов показал, что отмечается повышение уровня воды в верхнем и нижнем бьефе, что благоприятно сказывается на режиме водного транспорта для обеспечения гарантированных глубин в 113 м, а также хорошо для нереста рыбы, поскольку позволяет сэкономить около 0,5 млрд руб. на выпуск мальков для компенсации экологического ущерба. Увеличение расхода воды через гидроагрегаты ГЭС с 832,1 м3/с до 1348,942 м3/с позволяет увеличить выработку электроэнергии, увеличив долю ГЭС в суточном графике нагрузки потребителя, что также улучшает экологическую обстановку в регионе;
оптимизирован режим работы ВХК на основе разработанной авторами еинергетической модели;
произведен расчет экологического ущерба от деятельности водохозяйственной комплекса на примере г. Новосибирск, который составляет 30 % от дохода ВХК и достигает величины в размере 2621,739253 млн руб., и выполнен анализ его составляющих с выдачей рекомендаций для управления режимами функционирования ВХК;
предложенная авторами синергетическая оптимизационная модель подходит для проведения оптимизации режимов работы как ГЭС, так и всего ВХК в целом;
разработанная авторами оптимизационная модель обоснована в силу повышения еинергетической эффективности всего ВХК, которая заключается в снижении себестоимости вырабатываемой на НГЭС электроэнергии с учетом неэнергетических требований всех участников ВХС на 1,6 руб. / кВт • ч по сравнению со стоимостью электроэнергии на НГЭС без учета интереса остальных участников водохозяйственной системы, которая составляет 3,6 руб./ кВт • ч.
Список литературы
1. Sekretarev U.A., Myatezh Т. V., Gorsliin А. V. Optimization of operating modes of hydropower plants with determination of the price for a hydro resource using complex criteria of ecological and economic efficiency, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 240th ECS Meeting (October 10-14, 2021), DOI: 10.1088/1757-899X/1089/1/012038.
2. Секретарев, Ю. А. Оптимальное управление режимами ГЭС в электроэнергетических системах = Optimal management of НРР regimes in electric power systems: монография / Ю. А. Секретарев, Ш. M. Султонов. - Душанбе : Таджикский техн. ун-т им. акад. М. С. Осими, 2020. -144 с. - Текст : непосредственный.
3. Ksenofontova Е.Е. The research of operation modes ofhydroelectric power station with annual regulation; research adviser Yu. A. Seeretarev; language adviser A. G. Balobanova. Aspire to Science: materials international scientific conference students, undergraduates and postgraduates, Novosibirsk (April 18,2019), pp. 158-162.
4. Skvortsova O., Dashkina A., Petrovskaia E., Terleev V., Nikonorov A., Badenko V., Volkova Y., Pavlov S., 2016, The classification of accidental situations scenarios on hydropower plants, ШТЕС Web of Conferences, 53, 01014, DOI: 10.1051 /mateccontf 20165301014.
5. Ivanova E.V. Assessment of opportunity of placement the renewable energy sources on the territory of the Novosibirsk HPP; research adviser N. V. Zubova; language adviser A. G. Balobanova. Aspire to Science: materials international scientific conference students, undergraduates and postgraduates, Novosibirsk (April 18, 2019), pp. 87-91.
6. Иванова, E.B. Анализ эффективности использования СЭС и ВЭУ для обеспечения электроэнергией хозяйственных нужд НГЭС / Е. В. Иванова, Н. В. Зубова; [науч. рук. Н. В. Зубова]. - Текст : непосредственный // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. тр.: в 9 ч., Новосибирск, 2-6 дек. 2019. Новосибирск: Новосибирский гос. техн. ун-т, 2019. - Ч. 4. -С. 35-38.
7. Moshkin B.N., Myatezh T.V., Sekretarev Y.A., Averbukh M.A. Mathematical model of managing of the generating company on the criterion of the profit maximization. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 552, art. 012016 (17 p.), DOI: 10.1088/1757-899X/552/1/012016.
8. Menyaykin DA. The use of fuzzy logic in the theory of reliability; research adviser Y. A. Sekretarev; language adviser Y. U. Riclnaya, Progress through Innovations: thesis scientific-practical conference postgraduate and undergraduate students. Novosibirsk, Novosibirsk State Transport University Publ., 2016, pp. 52-53.
9. Mitrofanov S.V., Armeev D. V., Domahin E. A. Analysis of the Impact of Autonomous Hybrid Power Plants on the Railways Capacity. Actual problems of electronic instrument engineering (APEIE-2021): proc. of the 15 intern, sci. andtechn. conf. Novosibirsk, Novosibirsk State Transport University Publ., 2021, pp. 161-165, DOI 10.1109/APEIE52976.2021.9647596.
10. Mitrofanov S.V., Khalyasmaa A.I., Eroshenko S.A., Rusina A.G., Arestova A.Y., Sidorova A.V. ESS Web of Conferences, 2020, vol. 191. The 3 International Conference on Renewable Energy and Environment Engineering (REEE 2020). Art. 02004 (6 p.) DOI: 10.105 l/e3sconf'202019102004.
11. Mitrofanov S.V., Khalyasmaa A.I., Eroshenko S. A., Arestova A.Y., Rusina A.G., Kolesnikov A. Integrating GIS technologies in hydro power plant cascade simulation model. E3S Web of Conferences, 2020,vol. 191. The 3 International Conference oil Renewable Energy and Environment Engineering (REEE 2020). Art. 02006 (6 p.). DOI: 10.105 l/e3sconf7202019102006.
12. Mitrofanov S.V., Arestova A.Y., Rusina A.G., Kolesnikov A. Application of GIS Technologies to Improve the Efficiency of HPP Cascades Simulation Model. Journal of Siberian Federal University — Engineering & Technologies, 2020, no. 13 (6), pp. 732-744.
13. Sekretarev Yu.A., MyategT.V., Moshkin B.N. Administration functioning power generation companies based on thermal electrical power station on maximization profit criterion, Proceedings of the higher educational institutions - Electromechanics, 2016, no. 4 (546), pp. 82-88.
14. Mitrofanov S.V., Kiryanova N.G., Gorlova A.M. Stationary hybrid renewable energy systems for railway electrification: a review. Energies, 2021, vol. 14, iss. 18. Art. 5946 (21 p.). DOI: 10.3390/enl4185946.
15. Mitrofanov S.V., Arestova A.Y., Rusina A.G., Kalinin A. E. Imitation model development of HPP cascade work. Bulletin of Kazan State Power Engineering University, 2019, vol. 11, no. 2 (42), pp. 116-126.
16. Mitrofanov S. V., Rusina A.G., Achitaev A. A., Gidkov A.A. Studying the Controlled Flexible Coupling of the Micro HPP Turbine and Generator Operating in a Self-Contained Electric Power System. Electricity, 2020, no. 1, pp. 25-31.
17. Mitrofanov S.V., Sekretarev Y.A., Sultonov S.M. Appointment of optimal modes of the power system of Tajikistan. Electrical engineering. Energy. Mechanical engineering (EEM-2014): Collection of scientific Proceedings of Intern, scientific conf. young scientists, Novosibirsk (December 2-6, 2014), vol. 1, Section «Electrical Engineering», pp. 107-110.
18. Mitrofanov S.V., Sekretarev Y.A., Sultonov S.M. Implementation of the method of Lagrange for optimal modes of energy system of Tajikistan .Applied Mechanics and Materials, 2015, vol. 698: Electrical Engineering, Energy, Mechanical Engineering, EEM 2014, pp. 726-731.
19. Mitrofanov S. V., Sekretarev Y.A., Gdanovich A.A., Panova Ya.V. Decision support system for managing the composition of HPP units. Electro - Electrical engineering, power engineering, electrical industry, 2015, no. 5, pp. 18-24.
20. Bik Yu.I., Buchelnikov M.A., Kofeeva V.N. Environmental assessment of the estimated dredging volumes on the Ob River. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 937 (2021) 022042 IOP Publishing doi: 10.1088/1755-1315/937/2/022042.
21. Русловые процессы и водные пути рек Обского бассейна: монография / Р. С. Чалов, Е. М. Плескевич, В. А. Баула [и др.]. - Новосибирск : РИПЭЛ плюс, 2001. - 300 с. - Текст : непосредственный.
References
1. Sekretarev U. A., Myatezh Т. V., Gorshin А. V. Optimization of operating modes of hydropower plants with determination of the price for a hydro resource using complex criteria of ecological and economic efficiency, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 240th ECS Meeting (October 10-14, 2021), DOI: 10.1088/1757-899X/1089/1/012038.
2. Sekretarev Yu.A., Sultonov Sh.M. Optimal'noyeupravleniyerezhimami GES v elektroenergeticheskikhsistemakh = Optimal management of HPP regimes in electric power systems: a monograf. Dushanbe, Tajik Technical University named after Academician M. S. Osimi Publ., 2020, 144 p. (In Russian).
3. Ksenofontova E.E. The research of operation modes of hydroelectric power station with annual regulation; research adviser Yu. A. Secretarev; language adviser A. G. Balobanova. Aspire to Science: materials international scientific conference students, undergraduates and postgraduates, Novosibirsk (April 18, 2019), pp. 158-162.
4. Skvortsova O., Dashkina A., Petrovskaia E., Terleev V., Nikonorov A., Badenko V., Volkova Y.„ Pavlov S., 2016, The classification of accidental situations scenarios on hydropower plants, MATEC Web of Conferences, 53, 01014, DOI: 10.1051/matecconf/20165301014.
5. Ivanova E.V. Assessment of opportunity of placement the renewable energy sources on the territory of the Novosibirsk HPP; research adviser N. V. Zubova; language adviser A. G. Balobanova. Aspire to Science: materials international scientific conference students, undergraduates and postgraduates, Novosibirsk (April 18, 2019), pp. 87-91.
6. Ivanova Ye.V., Zubova N.V. [Analysis of the efficiency of using SES and wind turbines to provide electricity for the economic needs of NPPs], Nauka. Tekhnologii. Innovatsii: sbornik nauchnykh trudov [Science. Technologies. Innovations: collection of scientific papers], Novosibirsk, 2019, part 4, pp. 35-38 (In Russian).
7. Moshkin B.N., Myatezh T.V., Sekretarev Y.A., Averbukh M.A. Mathematical model of managing of the generating company on the criterion of the profit maximization. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2019, vol. 552, art. 012016 (17p.), DOI: 10.1088/1757-899Х/552/1 /012016.
8. Menyaykin D.A. The use of fuzzy logic in the theory of reliability; research adviser Y. A. Sekretarev; language adviser Y. U. Ridnaya, Progress through Innovations: thesis scientific-practical conference postgraduate and undergraduate students. Novosibirsk, Novosibirsk State Transport University Publ., 2016, pp. 52-53.
9. Mitrofanov S.V., Armeev D. V., Domahin E.A. Analysis of the Impact of Autonomous Hybrid Power Plants on the Railways Capacity. Actual problems of electronic instrument engineering (APEIE-2021): proc. of the 15 intern, sci. andtechn. conf. Novosibirsk, Novosibirsk State Transport University Publ., 2021, pp. 161-165, DOI 10.1109/APEIE52976.2021.9647596.
10. Mitrofanov S.V., Khalyasmaa A.I., Eroshenko S.A., Rusina A.G., Arestova A.Y., Sidorova A.V. E3S Web of Conferences, 2020, vol. 191. The 3 International Conference on Renewable Energy and Environment Engineering (REEE 2020). Art. 02004 (6 p.) DOI: 10.105 l/e3sconf'202019102004.
11. Mitrofanov S.V., Khalyasmaa A.I., Eroshenko S. A., Arestova A.Y., Rusina A.G., Kolesnikov A. Integrating GIS technologies in hydro power plant cascade simulation model. E3S Web of Conferences, 2020,vol. 191. The 3 International Conference on Renewable Energy and Environment Engineering (REEE 2020). Art. 02006 (6 p.). DOI: 10.105l/e3scontf202019102006.
12. Mitrofanov S.V., Arestova A.Y., Rusina A.G., Kolesnikov A. Application of GIS Technologies to Improve the Efficiency of HPP Cascades Simulation Model. Journal of Siberian Federal University - Engineering & Technologies, 2020, no. 13 (6), pp. 732-744.
13. Sekretarev Yu.A., MyategT.V., Moshkin B.N. Administration functioning power generation companies based on thermal electrical power station on maximization profit criterion, Proceedings of the higher educational institutions - Electromechanics, 2016, no. 4 (546), pp. 82-88.
14. Mitrofanov S.V., Kiryanova N.G., Gorlova A.M. Stationary hybrid renewable energy systems for railway electrification: a review. Energies, 2021, vol. 14,iss. 18. Art. 5946 (21 p.). DOI: 10.3390/enl4185946.
15. Mitrofanov S.V., Arestova A.Y., Rusina A.G., Kalinin A. E. Imitation model development of HPP cascade work. Bulletin of Kazan State Power Engineering University, 2019, vol. 11, no. 2 (42), pp. 116-126.
16. Mitrofanov S. V., Rusina A.G., Achitaev A. A., Gidkov AA. Studying the Controlled Flexible Coupling of the Micro HPP Turbine and Generator Operating in a Self-Contained Electric Power System. Electricity, 2020, no. 1, pp. 25-31.
17. Mitrofanov S.V., Sekretarev Y.A., Sultonov S.M. Appointment of optimal modes of the power system of Tajikistan. Electrical engineering. Energy. Mechanical engineering (EEM-2014): Collection of scientific Proceedings of Intern, scientific conf. young scientists, Novosibirsk (December 2-6, 2014), vol. 1, Section «Electrical Engineering», pp. 107-110.
18. Mitrofanov S.V., Sekretarev Y.A., Sultonov S.M. Implementation of the method of Lagrange for optimal modes of energy system of Tajikistan. Applied Mechanics and Materials, 2015, vol. 698: Electrical Engineering, Energy, Mechanical Engineering, EEM 2014, pp. 726-731.
19. Mitrofanov S.V., Sekretarev Y.A., Gdanovich A.A., Panova Ya.V. Decision support system for managing the composition of HPP units. Electro — Electrical engineering, power engineering, electrical industry, 2015, no. 5, pp. 18-24.
20. Bik Yu.I., Buchelnikov M.A., Kofeeva V.N. Environmental assessment of the estimated dredging volumes on the Ob River. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 937 (2021) 022042 IOP Publishing doi: 10.1088/1755-1315/937/2/022042.
21. Chalov R.S., Pleskevich Ye.M., Baula V.A. et al. Ruslovye protsessy i vodnye puti rek Obskogo basseina: monograftia [Riverbed processes and waterways of the rivers of the Ob basin : monograph], Novosibirsk, RIPEL plyus Publ., 2001, 300 p. (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Мятеж Татьяна Владимировна
Новосибирский государственный технический университетШГТУ).
Карла Маркса пр., д. 20, корпус 2, г. Новосибирск, 630073, Российская Федерация.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Системы электроснабжения предприятий», НГТУ.
Myatezh Tatiana Vladimirovna
Novosibirsk State Technical University (NSTU).
20, building 2, Karl Marx av., Novosibirsk, 630073, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering, associate professor of the department «Power Supply Systems for Enterprises», NSTU.
Тел.: +7 (3833) 46-15-51. Phone: +7 (3833) 46-15-51.
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
Секретарев Юрий Анатольевич
Новосибирский государственный технический университет (НГТУ).
Карла Маркса пр., д. 20, корпус 2, г. Новосибирск, 630073, Российская Федерация.
Д.т.н., профессор кафедры «Системы электроснабжения предприятий», НГТУ.
Тел.:+7 (3833) 46-15-51.
E-mail: [email protected]
Мошки и Борис Николаевич
Новосибирский государственный технический университет (НГТУ).
Карла Маркса пр., д. 20, корпус 2, г. Новосибирск, 630073, Российская Федерация.
Кт.н., доцент кафедры «Производственного менеджмента и экономики энергетики»
Тел.:+7 (3833) 46-15-51.
E-mail: [email protected]
Sekretarev Yuri Anatolievich
Novosibirsk State Technical University (NSTU).
20, building 2, Karl Marx av.,Novosibirsk, 630073, the Russian Federation.
Ph. D. in Engineering,associate professor of the department «Power Supply Systems for Enterprises», NSTU.
Phone: +7(3833)46-15-51.
E-mail: [email protected]
Moshkin Boris Nikolaevich
Novosibirsk State Technical University (NSTU).
20, building 2, Karl Marx av., Novosibirsk, 630073, the Russian Federation.
Master of the department «Power Supply Systems for Enterprises», NSTU.
Phone: +7(3833)46-15-51.
E-mail: [email protected]
Донченко Семен Сергеевич
Новосибирский государственный технический университет (НГТУ).
Карла Маркса пр., д. 20, корпус 2, г. Новосибирск, 630073, Российская Федерация.
Бакалавр кафедры «Системы электроснабжения предприятий», НГТУ.
Тел.:+7 (3833) 46-15-51.
E-mail: [email protected]
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Donchenko Semen Sergeevich
Novosibirsk State Technical University (NSTU).
20, building 2, Karl Marx av., Novosibirsk, 630073, the Russian Federation.
Bachelor of the department «Power Supply Systems for Enterprises», NSTU.
Phone: +7(3833)46-15-51. E-mail: [email protected]
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Синергетическая модель учета экологического ущерба при оптимизации режимов работы гидроэлектростанций в составе водохозяйственного комплекса на основе критерия максимизации прибыли / Т. В. Мятеж, Ю. А. Секретарев, Б. Н. Мошкин, С. С. Донченко. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2024. -№2(58).-С. 119-136.
УДК 621.331: 621.311
Myatezh T.V., Sekretarev Yu.A., Moshkin B.N., Donchenko S. S. A synergetic model for accounting for environmental damage in optimizing the operating modes of hydroelectric power plants as part of a water management complex based on the profit maximization criterion. Journal of Transsib Railway Studies, 2024, no. 2 (58), pp. 119-136 (In Russian).
А. В. Есаулов, С. Г. Тигунцев, Е. О. Анненков
Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ), г. Иркутск, Российская Федерация
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА ПОВРЕЖДЕНИЯ В ТЯГОВОЙ СЕТИ СИСТЕМЫ 2x25 кВ ПРИ НЕСИНХРОНИЗИРОВАННЫХ ЗАМЕРАХ ПО КОНЦАМ ПЕРЕГОНА
Аннотация Статья посвящена исследованию возможности применения методики численного интегрирования телеграфных уравнений для определения места повреждения (короткого замыкания на землю или на рельс) в контактной сети 2* 25 кБ двухпутной железной дороги при несинхронизированных во времени замерах векторов токов и напряжений по концам перегона В работе применены ключевые требования по форми-
