Введение к работе
Актуальность проблемы. Надежное энергоснабжение потребителей - одно из важнейших условий стабильного функционирования экономики страны. Выполнение этого условия неразрывно связано с надежным обеспечением топливом самих энергетических предприятий.
На режимы топливоснабжения и топливопотребления слох'шм образом влияет совокупность различных факторов, обуславливая регулярные и случайные изменения их объемов в разных временных разрезах.
Проблема многолетнего регулирования топливоснабжения возникает главным образом из-за колебаний из года в год потребности в тепловой энергии на отопление и вентиляцию и выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях. Эти колебания определяются в основном геофизическими факторами: изменением по годам хода температур воздуха и притока рек.
Эти факторы существенным образом влияют на многолетнюю неравномерность топливопотребления в России и требуют их безусловного учета при разработке надежной системы регулирования топливоснабжения энергетических предприятий.
Цель и предмет исследований. Цель работы - создание единого метода и необходимых моделей для решения наиболее значимых задач многолетнего регулирования топливоснабжения энергетических предприятий, связанного с изменчивостью гидрометеорологических условий.
Более чем 15-летнее изучение автором влияния изменчивости гидрометеорологических условий на энергетику в рамках программ и заданий АН СССР, ГКНТ СССР и РАН, при разработках схем развития элетроэнергетической отрасли и угольной промышленности и ее
и реструктуризации, а также при формировании среднесрочной программы развития экономики России позволило определить задачи данной работы, которые и составляют предмет исследований:
1. Исследование и описание основных характеристик,
определяющих многолетнюю неравномерность потребления топлива на
отопление и вентиляцию: градусо-дней, средней температуры и
продолжительности отопительного периода в России и некоторых
государствах СНГ и Балтии.
2. Разработка математических моделей и методов для описания
характеристик гидрологических и метеорологических процессов,
влияющих на многолетнюю неравномерность топливопотребления.
3. Создание метода и на его основе расчет и анализ
суммарных емкостей складов для компенсации неравномерности
потребления топлива на отопление и вентиляцию, его дефицитов и
избытков в зависимости от метеорологических условий и
располагаемых средств регулирования в системе топливоснабжения
России и некоторых государств СНГ и Балтии.
4. Исследование и оценка региональной асинхронности
топливопотребления, связанного с несовпадением метеорологических
условий в разных регионах России, а также в некоторых
государствах на территории бывшего СССР.
5. Создание метода и с его помощью определение и анализ
суммарной емкости складов топлива для компенсации колебаний
энергоотдачи ГЭС, а также дефицитов и избытков топлива в
зависимости от приточности рек и располагаемых средств
резервирования в системе топливоснабжения.
6. Совместное исследование и описание многолетней
неравномерности топливопотребления вследствии изменчивости
отопительно-вентиляционной нагрузки и выработки электроэнергии
ГЭС.
7. Создание метода построения моделей многолетних колебаний потребления угольного топлива энергетическими предприятиями крупного экономического района и методики обоснования системы многолетнего регулирования углеснабжения этих предприятий.
Научная новизна паботн. 1. На основе статистического анализа многолетних рядов наблюдений за среднесуточными температурами воздуха в различных регионах России и ряда стран СНГ и Балтии установлены законы распределения вероятностей и оценены параметры распределений основных характеристик, определяющих многолетнюю неравномерность потребления топлива на отопление и вентиляцию: градусе-дней, средней температуры, продолжительности отопительного периода. Показано, что случайные многолетние колебания градусо-дней отопительного периода, как и изменчивость речного стока, имеют единую стохастическую закономерность, описываемую трехпараметрическим гамма-распределением.
-
Для описания изменчивости градусо-дней отопительного периода в различных регионах страны, а также для описания колебаний стока рек в нескольких створах применена модель обобщенной гамма-корреляции. Построен метод статистического моделирования" многомерных случайных процессов с обобщенной гамма-корреляцией для имитационного моделирования многолетней изменчивости топливопотребления под влиянием гидрометеорологических факторов.
-
На основании разработанного метода получены оце;;ки суммарных емкостей складов для компенсации неравномерности потребления топлива на отопление и вентиляцию, его дефицитов и избытков в зависимости от возможных метеорологических условий, располагаемых средств регулирования в системе топливоснабжения и длительности расчетного периода. Получены зависимости,
б описывающие влияние суммарных емкостей складов топлива на многолетнюю надежность топливоснабжения в различных'' регионах России и некоторых государствах СНГ и Балтии.
-
На основании предложенного метода получены оценки асинхронности топливопотребления за счет несовпадения метеорологических условий в разных регионах в России, а также в некоторых государствах на территории бывшего СССР. Оценены возможности совпадения в этих регионах группировок лет различной длительности с наибольшим топливопотреблением.
-
С использованием модели корреляции между функциями распределений вероятностей, а также на основании разработанного метода получены оценки асинхронности топливопотребления за счет несовпадения метеорологических и гидрологических условий в разных регионах России, а также в некоторых государствах СНГ и Балтии.
-
На примере Сибири показан метод построения моделей многолетних колебаний потребления угольного топлива энергетическими предприятиями крупного экономичского района и применение методики обоснования системы многолетнего регулирования углеснабжения этих предприятий.
Аппобаиия работы. Основные положения диссертации доложены и получили одобрение на секции НТС института "Энергосетьпроект" (1985 г.), на Пленуме Научного совета АН СССР по комплексным проблемам энергетики "Проблемы обеспечения надежного и маневренного топливо- и энергоснабжения промышленных и сельскохозяйственных потребителей" (Каунас, 1985), на XIX конференции-конкурсе научной молодежи СЭИ СО РАН (Иркутск, 1988 г.), на секции Ученого совета ЦНИЭИуголь (1988 г.), на Всесоюзном совещании "Основные положения концепции развития электроэнергетики в новых условиях хозяйствования" (Москва,
; ВДНХ, 1990 г.). на Всесоюзном симпозиуме "Современные проблемы системных исследований в энергетике" (Иркутск, 1990 г.), на Всесоюзном совещании "Влияние изменений климата на энергетику и использование климатической информации для целей наземного транспорта" в ГГО им. А.И.Воейкова (Ленинград, 1991 г.), на объединенном семинаре "Глобальная энергетика и изменение климата" и "Энергетические стратегии, совместимые с окружающей средой" Международного института прикладного системного анализа / HASA (Лаксенбург, Австрия, 1992), на семинаре "Управление системами водных ресурсов" Международного института прикладного системного анализа / IIASA (Лаксенбург, Австрия, 1993), на семинаре "Генератор погоды" международной программы "Биосферные аспекты гидрологического цикла" (Братислава, Словакия, 1993).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4 монографиях, а также в 7 статьях. Практическое применение диссертации представлено в 5 работах Рабочей консультативной группы при Президенте РАН и ЦЭМИ РАН, 4 научных отчетах института "Энергосетьпроект", в 3 совместных отчетах ЦНИИЭуголь и института "Энергосетьпроект", а также в совместном отчете ЭНИН им. Г.М.Кржижановского и института "Энергосетьпроект".
Структура и объем ааботн. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения (270 страниц машинописного текста, в том числе 70 таблиц, 45 рисунков), списка литературы из 43 наименований.
