Содержание к диссертации
Введение — - 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ПРОБЛЕМАМ ОЦЕНКИ
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ АСУТП -— 10
1.1 Проблемы оценки технико-экономической эффективности
разработки и внедрения АСУТП (АСУ) ТЭС 10
Обзор критериев оценки эффективности инвестиционных проектов - 21
Особенности работы электростанций на оптовом рынке электроэнергии и мощности — — 32
Анализ результатов обзора технической литературы и постановка цели диссертационной работы 36
/
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТЕХНИКО-ЭКРНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ АСУТП НА БАЗЕ ПТК — 39
Анализ современного состояния внедрения ПТК при проектировании новых и модернизации АСУТП электростанций — 39
Методические положения капитальных и годовых эксплуатационных затрат на АСУТП на базе ПТК 45
Оценка величины необходимой годовой экономии при
заданном сроке окупаемости капиталовложений на АСУТП 54
2.6 Выводы по второй главе 61
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОЦЕНКЕ
ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА МОДЕРНИЗАЦИИ
ЭНЕРГОБЛОКОВ ВНЕДРЕНИЕМ АСУТП НА БАЗЕ ПТК 62
Выбор составляющих технического и экономического эффекта при модернизации АСУТП 62
Методические показатели по расчету среднегодовых
показателей работы энергоблока 75
Методические положения по оценке составляющих технического эффекта 107
Методика оценки составляющих снижения балансовой прибыли электростанций при отсутствии модернизации энергоблоков 119
Методические положения по оценке составляющих экономического эффекта (ЭЭ) при модернизации АСУТП на базе ПТК 126
Выводы по третьей главе 129
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
МОДЕРНИЗАЦИИ ЭНЕРГОБЛОКОВ К-200 И К-300
СОВРЕМЕННЫМИ АСУТП НА БАЗЕ ПТК 131
Анализ актуальности модернизации АСУ ТП конденсационных энергоблоков мощностью 200 и 300 MB г 131
Оценка величины снижения прибыли электростанций с блоками К-200 и К-300 при их эксплуатации без модернизации 133
Оценка технического и экономического эффектов при модернизации энергоблоков К-200 и К-300 внедрением АСУТП на базе ПТК 148
Оценка технико-экономической эффективности внедрения алгоритма автоматизированного пуска при модернизации
к 171
энергоблоков
4.5 Выводы по четвертой главе 185
Заключение и основные результаты работы 186
Библиографический список использованной литературы — ^
Введение к работе
Уровень автоматизации технологических процессов является решающим фактором в повышении надежности и эффективности производства тепловой и электрической энергии и их конкурентоспособности на рынке электроэнергии и мощности.
Технологический процесс ТЭС и АЭС отличается сложностью взаимосвязей между большим числом агрегатов, высокими параметрами рабочей среды, требованиями к точности их регулирования и это обусловило постоянный поиск и внедрение новых методов усовершенствования систем управления на базе теории и новых технических средств автоматического управления. Степень эффективности системы управления технологическим процессом находится в прямой зависимости от качества и точности автоматического ведения технологических процессов, при условии максимального исключения вмешательства оперативного персонала как в работу системы, так и в сам процесс управления;
Вместе с тем технический уровень систем контроля и управления (СКУ), установленных на большинстве отечественных электростанций 30-40 лет назад, в эпоху бурного развития отечественной энергетики, устарели физически и морально и не отвечают современным требованиям по качеству технических средств, объему и уровню их функциональности. В связи с этим существует объективная необходимость замены устаревших средств автоматизации, а также модернизации АСУ ТП энергоблоков и ТЭС в целом.
Необходимость ускоренной замены физически и морально устаревших СКУ и информационно-вычислительных систем (ИВС) на современные АСУ ТП объективно обусловлено также снижением эксплуатационной надежности технологического оборудования электростанций и энергетической системы России в целом
В течение последних 10-15 лет, благодаря появлению высоконадежных и мощных микропроцессорных технических средств на многих ТЭС велись
интенсивные работы по внедрению АСУТП на их базе не только на вновь вводимых мощных ТЭС, но и при замене и модернизации устаревших систем контроля и управления. По данным [8] к 2005г. на 121 ТЭС внедрены свыше 90 полномасштабных и около 160 локальных АСУТП на базе ПТК отечественного и зарубежного производства.
Вместе с тем проблема технико-экономической целесообразности разработки и внедрения АСУ ТП до сих пор дискутируется в технической литературе. Укоренившееся ранее мнение о не целесообразности проведения технико-экономического обоснования АСУТП [1-7] в последнее время неоднократно оспаривалось в ряде публикаций [14, 17, 88, 113]. Появились работы по методическим положениям оценки эффективности АСУТП и ее модернизации [113,118, 119)].
Обусловлено это тем, что переход энергетики на рыночные отношения, конкуренция на рынке электроэнергии и мощности, появление новых управляющих энергокомпаний - ОГК и ТГК, как новой формы хозяйствования в энергетике, привело к более жестким требованиям по обоснованию технико-экономической целесообразности внедрения АСУ ТП на базе ПТК, особенно при модернизации устаревших систем контроля и управления. Связано это с тем, что в условиях недостаточности внешних инвестиций заказчики АСУТП вынуждены реализовать эти проекты в основном за счет собственных средств, и они заинтересованы в их скорейшей окупаемости. Появилось также понимание того, что АСУТП обеспечивает не только комфортные условия обслуживания, но и возможность значительного улучшения показателей экономичности и надежности оборудования, снижения числа аварийных остановов оборудования, в том числе и по вине оперативного персонала и т.д., что в конечном счете приводит к сокращению не производственных затрат и увеличению прибыли компании.
Экономическая эффективность АСУТП определяется сравнением затрат на' ее разработку, внедрение и эксплуатацию с экономическим эффектом, полученным при эксплуатации оборудования с новой АСУТП.
Сложность заключается в том, что на сегодняшний день отсутствуют достоверные данные по объему капиталовложений в ПТК в зависимости от степени автоматизации технологических процессов на их базе и затрат на их эксплуатацию. Трудности возникают также от того, что очевидный качественный эффект от модернизации АСУТП за счет изменения условий труда персонала ТЭС значителен, но провести сравнительный анализ трудозатрат при работе на релейной технике и микропроцессорной не представляется возможным, как и расчет такого эффекта в денежном выражении. Такая же ситуация возникает при сравнении увеличения срока службы оборудования за счет более качественного управления переходными и нестационарными процессами и т.д. Определенные сложности возникают при оценке технического и экономического эффекта участия энергоблоков с модернизированными АСУТП на рынке электроэнергии и мощности также из-за отсутствия методических положений по их оценке.
В связи с вышеуказанным, несмотря на относительную трудоемкость, неопределенность исходной информации, проблема оценки технико-экономической эффективности АСУТП на базе ПТК представляется актуальной как с методической, так и с практической точек зрения.
Необходимо отметить, что при строительстве новых энергоблоков АСУ ТП проектируется как составная и необходимая часть наравне с основным оборудованием энергоблока и это подтверждается практикой ввода в эксплуатацию крупных энергоблоков ПТУ. В связи с этим оценка ее эффективности должна быть проведена при расчете технико-экономической эффективности энергоблока в целом, поэтому в настоящей работе основное внимание уделено проблеме оценки технико-экономической эффективности модернизации находящихся в эксплуатации энергоблоков внедрением современных АСУ ТП с частичным или полным выполнением функций АСУТП программно-техническими средствами.
В первой главе диссертации рассмотрено современное состояние проблемы оценки технико-экономической эффективности разработки и
внедрения АСУТП. Приведена методика сравнения показателей технико-экономической эффективности различных мероприятий, в том числе по созданию и совершенствованию АСУТП, рассмотрены особенности работы электростанций на оптовом рынке электроэнергии и мощности. Так же приведен обзор критериев оценки инвестиционных проектов.
Анализируя применение существующих ранее методов оценки технико-экономической эффективности АСУ ТП, выявлена необходимость проведения дальнейших исследований по усовершенствованию алгоритмов решения данной задачи с учетом особенностей рыночных отношений в энергетике.
Во второй главе приведена общая постановка задачи технико-экономической эффективности модернизации АСУТП. Приведены выбор критериев и методические положения по оценке капиталовложений и эксплуатационных затрат при разработке и внедрении ПТК. Дана оценка срока окупаемости при упрощенном подходе и результаты решения обратной задачи - оценки требуемой величины экономического эффекта от модернизации АСУТП для обеспечения заданного срока окупаемости.
В третьей главе приведены методические положения:
-по выбору и классификации составляющих технического и экономического эффекта в вариантах без модернизации (базовый вариант) и с модернизацией АСУТП;
-оценки технического и экономического эффекта от модернизации АСУТП на базе ПТК;
-по расчету среднегодовых показателей работы энергоблоков исходя из прогнозируемого режима их работы;
-по определению рыночных показателей работы энергоблоков (средняя стоимость и тариф отпущенной электроэнергии, прибыль станции при ее участии на разных секторах рынка и др.), исходя из существующих нормативных положений по работе станций на рынке электроэнергии и мощности;
-по определению составляющих «упущенного» технического эффекта и снижения годовой балансовой прибыли станции в базовом варианте;
-по определению составляющих технического и экономического в варианте с модернизацией АСУ ТП эффекта по отношению к базовому варианту и тех составляющих, которые появляются следствием модернизации (участие в балансирующем рынке, рынке системных услуг).
В четвертой главе приведен анализ текущего состояния по модернизации конденсационных энергоблоков путем внедрения ПТК и показана необходимость продолжения такой работы применительно к энергоблокам К-200 и К-300. Для трех возможных сценариев работы этих энергоблоков в течение 12 лет проведена оценка величин «упущенного» технического эффекта и снижения годовой балансовой прибыли станции, а так же суммарное снижение чистого дисконтированного дохода станции за указанный период.
Для варианта с модернизацией АСУ ТП рассчитаны технический эффект и повышение годовой балансовой прибыли станции по выбранным в 3-й главе составляющим и дана оценка чистого дисконтированного дохода за рассматриваемый период. На основании этих расчетов рассчитан возможный срок окупаемости капиталовложений на модернизацию. Приведена оценка долей составляющих экономического эффекта в общем экономическом эффекте от модернизации АСУ ТП. Рассмотрена также технико-экономическая целесообразность разработки и внедрения алгоритма автоматизированного пуска энергоблоков в составе прикладного программного обеспечения ПТК и влияние ее реализации при модернизации АСУТП на срок окупаемости по критерию чистого дисконтированного дохода.
Работа выполнена на каф. АСУТП МЭИ(ТУ) под руководством профессора кафедры Марк Андреевича Панько, которому автор выражает свою благодарность. Автор выражает благодарность и признательность профессору кафедры АСУ ТП Аракеляну Эдику Койруновичу за
консультации и ценные советы при выполнении диссертационной работы. Автор благодарит коллектив кафедры, АСУ ТП за помощь и ценные замечания при выполнении и оформлении работы.
