Определение рациональных режимов согласованной работы смежных тепло- и электроэнергетических систем для частного случая самых холодных часов года: микро- и макро- уровни энергопотребления
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.15056744Ключевые слова:
согласование работы централизованных и децентрализованных энергетических систем, комбинированное использование возобновляемых и невозобновляемых источников энергии, единая микро-энергетическая модель, единицы условной энергии, сокращение потерь, снижение вредных выбросов и теплового загрязненияЛицензия
Аннотация
Проведен анализ часовых режимов генерации и потребления тепловой и электрической энергии. Разработаны дискретные модели оптимизации энерготехнологических систем теплоснабжения зданий, районов и городов для гипотетического частного случая согласованной работы централизованных и децентрализованных систем в ночные часы самой холодной декады отопительного периода при комбинированном использовании тепловой энергии от систем теплоснабжения и тепловой энергии, полученной при трансформации электрической энергии. Актуальность определения рациональных режимов согласованной работы смежных тепло- и электроэнергетических систем на микро- и макро- уровнях теплоснабжения обусловлена имеющимися запасами традиционных источников энергии и высоким уровнем централизации энергоснабжения в Российской Федерации, а также необходимостью сокращения вредных выбросов, в том числе теплового загрязнения окружающей среды, при комбинированном и раздельном производстве тепловой и электрической энергии. Синтезированны единая микро-энергетическая модель 1 и макро-модель 2, которые рассматриваются как системы, использующие и генерирующие тепловую энергию. Генерация тепловой энергии для потребления в макро-модели 2 представлена данными о работе котельных с мощностью до 3 Гкал, от 3 до 20 Гкал и от 20 до 100 Гкал. Разработано определение синергетического эффекта, как совокупности энергетического, экономического и экологического эффектов использования предлагаемых решений. Определены направления использования предложенных решений: снижение энергетических потерь при согласованной работе централизованных и децентрализованных энергетических систем на стадиях эксплуатации, проектирования реконструкции и нового строительства; повышение устойчивости, качества и безопасности теплоснабжения; снижение текущих энергетических расходов; сокращение количества вредных выбросов и теплового загрязнения окружающей среды.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Отчет о состоянии теплоэнергетики и централизованного теплоснабжения в Российской Федерации в 2022 году Минэнерго России [Электронный ресурс]. – URL: https://minenergo.gov.ru (дата обращения 11.12.2025).
2. Отчет о функционировании ЕЭС России в 2023 году (на основе оперативных данных) [Электронный ресурс]. – URL: https://so-ups.ru (дата обращения 11.12.2025).
3. Тайлашева, Т. С. Оценка вредных выбросов от котельных Томской области / Т. С. Тайлашева, Л. Г. Красильникова, Е. С. Воронцова // Известия Томского политехнического университета. – 2013. – Т. 322. – № 4. –С. 52-54.
4. Аминов, Р. З. Эффективность работы парогазовых ТЭЦ при переменных электрических нагрузках с учетом износа оборудования / Р. З. Аминов, М. В. Гариевский // Проблемы энергетики. – 2018. – Т. 20. – № 7-8. – С.10-22.
5. Артамонов, Г. Е. Экологическая оценка по критериям «Зеленых проектов» для объектов тепловой энергетики Российской Федерации / Г. Е. Артамонов, В. А. Гутников, И. И. Васенев // Проблемы региональной экологии. – 2022. – № 1. – С.74-80.
6. Бирюков, А. Б. Направления повышения энергоэффективности систем генерации тепловой энергии в рамках теплоэнергетики России / А. Б. Бирюков, В. Н. Гаращенко // Энегетические системы. – 2023. – № 2. – С. 17-27.
7. Bungener, S. L. Optimal Operations and Resilient Investments in Steam Networks / S. L. Bungener, G. V. Eetvelde, F. Marechal // Front. Energy Res. Sec. Process and Energy Systems Engineering. – 2016. – V. 4. – DOI 10.3389/fenrg.2016.00001.
8. Карчин, В. В. Снижение потерь электроэнергии путем уменьшения неравномерности электропотребления / В. В. Карчин, Т. В. Мясникова// Вестник Чувашского университета. Электротехника и энергетика. – 2017. – № 3. – С. 90-98.
9. Yufeng, Y. Intelligent day-ahead optimization scheduling for multi-energy systems Updated / Y. Yufeng, Z. Zhicheng, X. Xubing [et al.] // Frontiers Energy Reseach. Sec. Sustainable Energy Systems. – 2023. – V. 11. – DOI 10.3389/fenrg.2023.1349194.
10. Выбор схемы утилизации тепла отработавших газов поршневых ДВС и оценка полезного теплоиспользования в составе когенерационной установки / В. Р. Ведрученко, В. В. Крайнов, Н. В. Жданов [и др.] // Омский научный вестник. – 2015. – № 1(137). – С. 115-119.
11. Канев, А. А. Современное состояние и перспективы создания когенерационных установок / А. А. Канев, С. В. Кункевич // Вестник молодежной науки. – 2022. – С 1-6.
12. Методика расчета удельных норм расхода газа на выработку тепловой энергии и расчета потерь в системах теплоснабжения (котельные и тепловые сети) СТО Газпром РД 1.19-126-2004. [Электронный ресурс]. – URL: https://gostrf.com/normadata/1/4293841/4293841819.pdf (дата обращения 11.12.2025).
13. Бакай, Е. О. Экономико-статистический анализ потерь при передаче электроэнергии по высоковольтным проводам в России / Е. О. Бакай // Вестник ЮУрГУ. Экономика и менеджмент. – 2017. – Т. 11. – № 4. – С.117-125.
14. Геркусов, А. А. Оптимизация потерь электроэнергии, передаваемой по воздушным линиям напряжением 110 кВ и выше / А. А. Геркусов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. – 2015. – № 1 (214). – С. 89-96.
15. Сопоставительный анализ эффективности производства тепловой и электрической энергии в системах централизованного теплоснабжения / В. П. Берзан, В. М. Постолатий, Е. В. Быкова, В. М. Бабич // Problemele energeticii regionale. Electroenergetica. – 2016. – №3(32). – C.55-71.
16. Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения МДК4-05.2004. [Электронный ресурс]. – URL: https://gostrf.com/normadata/1/4294814/4294814310.pdf.
17. Оценка показателей выбросов парниковых газов для угольных теплоэлектростанций в контексте развития углеродного регулирования в Российской Федерации / П. В. Росляков, Д. О. Скобелев, М. В. Доброхотова, Т. В. Гусева // Уголь. Экология. – 2023. – С 84-89.
REFERENCES LIST
1. Otchet o sostoianii teploenergetiki i tsentralizovannogo teplosnabzheniia v Rossiiskoi Federatsii v 2022 godu Minenergo Rossii [Elektronnyi resurs]. – URL: https://minenergo.gov.ru (data obrashcheniia 11.12.2025).
2. Otchet o funktsionirovanii EES Rossii v 2023 godu (na osnove operativnykh dannykh) [Elektronnyi resurs]. – URL: https://so-ups.ru (data obrashcheniia 11.12.2025).
3. Tailasheva, T. S. Otsenka vrednykh vybrosov ot kotelnykh Tomskoi oblasti / T. S. Tailasheva, L. G. Krasilnikova, E. S. Vorontsova // Izvestiia Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. – 2013. – T. 322. – № 4. –S. 52-54.
4. Aminov, R. Z. Effektivnost raboty parogazovykh TETs pri peremennykh elektricheskikh nagruzkakh s uchetom iznosa oborudovaniia / R. Z. Aminov, M. V. Garievskii // Problemy energetiki. – 2018. – T. 20. – № 7-8. – S.10-22.
5. Artamonov, G. E. Ekologicheskaia otsenka po kriteriiam «Zelenykh proektov» dlia obieektov teplovoi energetiki Rossiiskoi Federatsii / G. E. Artamonov, V. A. Gutnikov, I. I. Vasenev // Problemy regionalnoi ekologii. – 2022. – № 1. – S.74-80.
6. Biriukov, A. B. Napravleniia povysheniia energoeffektivnosti sistem generatsii teplovoi energii v ramkakh teploenergetiki Rossii / A. B. Biriukov, V. N. Garashchenko // Enegeticheskie sistemy. – 2023. – № 2. – S. 17-27.
7. Bungener, S. L. Optimal Operations and Resilient Investments in Steam Networks / S. L. Bungener, G. V. Eetvelde, F. Marechal // Front. Energy Res. Sec. Process and Energy Systems Engineering. – 2016. – V. 4. – DOI 10.3389/fenrg.2016.00001.
8. Karchin, V. V. Snizhenie poter elektroenergii putem umensheniia neravnomernosti elektropotrebleniia / V. V. Karchin, T. V. Miasnikova// Vestnik Chuvashskogo universiteta. Elektrotekhnika i energetika. – 2017. – № 3. – S. 90-98.
9. Yufeng, Y. Intelligent day-ahead optimization scheduling for multi-energy systems Updated / Y. Yufeng, Z. Zhicheng, X. Xubing [et al.] // Frontiers Energy Reseach. Sec. Sustainable Energy Systems. – 2023. – V. 11. – DOI 10.3389/fenrg.2023.1349194.
10. Vybor skhemy utilizatsii tepla otrabotavshikh gazov porshnevykh DVS i otsenka poleznogo teploispolzovaniia v sostave kogeneratsionnoi ustanovki / V. R. Vedruchenko, V. V. Krainov, N. V. Zhdanov [i dr.] // Omskii nauchnyi vestnik. – 2015. – № 1(137). – S. 115-119.
11. Kanev, A. A. Sovremennoe sostoianie i perspektivy sozdaniia kogeneratsionnykh ustanovok / A. A. Kanev, S. V. Kunkevich // Vestnik molodezhnoi nauki. – 2022. – S 1-6.
12. Metodika rascheta udelnykh norm raskhoda gaza na vyrabotku teplovoi energii i rascheta poter v sistemakh teplosnabzheniia (kotelnye i teplovye seti) STO Gazprom RD 1.19-126-2004. [Elektronnyi resurs]. – URL: https://gostrf.com/normadata/1/4293841/4293841819.pdf (data obrashcheniia 11.12.2025).
13. Bakai, E. O. Ekonomiko-statisticheskii analiz poter pri peredache elektroenergii po vysokovoltnym provodam v Rossii / E. O. Bakai // Vestnik IuUrGU. Ekonomika i menedzhment. – 2017. – T. 11. – № 4. – S.117-125.
14. Gerkusov, A. A. Optimizatsiia poter elektroenergii, peredavaemoi po vozdushnym liniiam napriazheniem 110 kV i vyshe / A. A. Gerkusov // Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. – 2015. – № 1 (214). – S. 89-96.
15. Sopostavitelnyi analiz effektivnosti proizvodstva teplovoi i elektricheskoi energii v sistemakh tsentralizovannogo teplosnabzheniia / V. P. Berzan, V. M. Postolatii, E. V. Bykova, V. M. Babich // Problemele energeticii regionale. Electroenergetica. – 2016. – №3(32). – C.55-71.
16. Metodika opredeleniia potrebnosti v toplive, elektricheskoi energii i vode pri proizvodstve i peredache teplovoi energii i teplonositelei v sistemakh kommunalnogo teplosnabzheniia MDK4-05.2004. [Elektronnyi resurs]. – URL: https://gostrf.com/normadata/1/4294814/4294814310.pdf.
17. Otsenka pokazatelei vybrosov parnikovykh gazov dlia ugolnykh teploelektrostantsii v kontekste razvitiia uglerodnogo regulirovaniia v Rossiiskoi Federatsii / P. V. Rosliakov, D. O. Skobelev, M. V. Dobrokhotova, T. V. Guseva // Ugol. Ekologiia. – 2023. – S 84-89.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
