Совершенствование методов и моделей оценки эффективности использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в электроэнергетических системах и у автономных потребителей на примере Туниса Бугамура, Мухамед Насер

Введение к работе

Актуальность исследования. Рациональное использование энергетических ресурсов — одна из важнейших задач дальнейшего развития энергетики. Актуальность обусловлена исчерпанием традиционных видов топлива и повышением уровня загрязнения окружающей среды объектами энергетики.

Без использования возобновляемых источников энергии, практически неисчерпаемых и оказывающих незначительное влияние на окружающую среду, решение энергстичесхих проблем современного общества становится невозможным. Широкое использование нетрадиционных возобновляющихся источников энергия (НВИЭ) связано с решением ряда проблем технического и технологического уровня, а также с выполнением экономических прогнозов областей их применения.

В диссертационной, работе основное внимание уделено использованию лучистой энергии солнца и ветра для получения электрической энергии в энергосистеме Туниса с учетом его природных и социально экономических особенностей.

На данном этапе в энергосистеме Туниса примените нетрадиционных возобновляемых нсточігихов энергии имеет место лишь в некоторых частных домах для нагревания воды с использованием энергии солнца и для электрификации го-сударствешгых учреждений (например в городе Элкэф электрифицировано таким образом несколько школ).

Экономико-географические и энергетические особенности ТУНИСА позволяют говорить о целесообразности более широкого использования энергоустановок на базе НВИЭ . Это обусловлено географической шпротой местности, интенсивностью и продолтпггельпостью солнечного сюшия,иедостаточностью запасов собственных энергетических ресурсов и особеїгаостью структуры генерирующих мощностей энергосистемы .В этой связи исследование проблем эффективности использования НВИЭ в объединенной энергосистеме (ОЭС)Туниеа представляется актуальным.

Из широкого круга проблем, возникающих при планировании развития ОЭС Туниса в целом, можно выделить такие, как исследование целесообразности применения нетрадиционных типов энергоустановох.определетше масштабов целесообразного применения НВИЭ различных типов в энергетике Туниса как в составе энергосистемы ,так и для целей энергоснабжения автономных потребителей энер-

паї .исследование структуры элекгрогснсрмрующих мощностей страны с учетом взаимодействия спроса н предложения на электроэнергию в условиях рынка . Не менее важной задачей является учет условий неопределенности и риска для установок .работающих на базе НВИЭ. Все отмеченное определяет актуальность исследования направлений разнили ОЭС Туниса с учетом использования НВИЭ.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка методики анализа и оценки эффективности применения НВИЭ в энергетических системах на основе комплексного исследования тенденций развития региональной энергетики с учетом технического и ресурсного потенциала региона и социально-экономических факторов.

В соответствии с поставленной целью в работе были поставлены в решены следующие задачи.

1. Выполнен анализ современного состояния и перспектив развития энергетической базы развивающихся стран (на примере Туниса).

2. Обобщены ранее выполненные исследования и опыт вовлечения энергоустановок на базе НВИЭ в энергетические балансы стран и регионов, в первую очередь использующих энергию солнца в ветра.

3. Обоснованы критерии оценки технико-экономической эффективности внедрения энергокомпяехсов на базе НВИЭ и разработаны методы обоснования целесообразности внедрения ОЭС и ВЭУ с учетом региональных аспектов в условиях рыночной экономики.

4. Обоснованы и разработаны принципы, алгоритмы, методы н модели комплексной оптимизации и анализа структуры генерирующих мощностей, включая НВИЭ, с учетом прогноза спроса и предложения на электроэнергию.

5. Оценка целесообразности н условий эффективности использования НВИЭ в энергосистеме Туниса,выполнен оптимизация объемов и режимов производства электроэнергии энергоустановками на базе НВИЭ в суточном я годовом графиках нагрузки системы.

6. Выполнен анализ и дан прогноз экономических в других факторов для формирования базы данных при выполнении исследований.

7. Приведен учет факторов неопределенности и ряска при формировании энергетической стратегии с учетом использования НВИЭ и выполнен анализ устойчивости полученных оптимальных решений.

Объектом исследования являются энергоустановки на базе НВИЭ, используемые в ОЭС Туниса.

Предмет исследования: оценка целесообразности применения установок па базе нетрадиционных возобновляемых источников энергии н их комплексная оптимизация в электроэнергетической системе Туниса.

Теоретической и методологической основой исследования являются работы российских н зарубежных ученых по проблемам системного анализа и оптимизации развития энергосистем, о учетом использования НВИЭ в первую очередь профессоров В.В. Новожилова, В.В. Леонтьева, Л.А. Мелентьева, ВВ. Болотова А.Н. Шишова, П.П. Долгова, Ю.С.Васильева, А.А. Макарова, В.Р. Окорокова, Г.Н. Алехсакдрова,В.С.Шарыген,Т.В. Лисочышой,МП.Федорова, В.В.Виссарионова, Л.Д. Хабачева и других. В работе использованы методы экономике- математического анализа и моделирования производственных систем с учетом pecypcintx, экологических я социальных факторов, а также современные компьютерные технологии и алгоритм их б реализации.

Научная новизна работы заключается в следующем:

дело теоретическое обобщение ранее выполненных исследования и опыта применения НВИЭ различных типов, что позволило исследовать технический, экологический и экономический потенциал энергоустановок на базе использования энергии солнца и ветра с учетом региональных особенностей <ра примере Туниса);

разработана методология и проведен экономический анализ эффективности использования НВИЭ в энергосистемах и у автономных потребителей, базирующаяся на определении областей эффективного применения НВИЭ разных типов и их участия в покрытии графика нагрузки с учетом обеспечения спроса и предложения на электроэнергию;

разработан алгоритм исследования целесообразности применения нетрадиционных возобновляемых источников энергии в электроэнергетической системе,

базирующийся на использовании совокупности линейных экономике»- математических моделей позонной оптимизации;

— разработана Методика позонной оптимизации объемов производства энергии и
структуры электрогенерирующих установок с учетом использования НВИЭ для
условий рыночной экономики;

- предложены принципы учета неопределенных факторов при оценке эффектив
ности применения установок работающих на базе НВИЭ, основанные на ана
лизе устойчивости полученных результатов.

Практическая іачимость результатов исследования:

- на основе выполненного анализа выявлен перспективный спрос на электроэнер
гию и источники ее покрытия, цены на топливо и энергетическое оборудование
и сформулированы основные тенденции и направления развития энергетики
Туниса, включая использование СЭС и ВЭУ как в ЭЭС Туниса, так и у изолиро
ванных потребителей;

на основе выполненных расчетов с применением линейной экономихо-математигической модели позонной оптимизации определены объемы целесообразного применения СЭС и ВЭУ, что позволяет разрабатывать стратегию ввода этих типов станций;

выполнено исследование влияния режима элсктропотреблення (число часов использования максимальной нагрузки), коэффициента мощности энергоустановок, а также внешних факторов (цены на топливо И оборудование, требований охране окружающей среды .предъявляемых к объектами традиционной энергетики) на эффективность внедрения СЭС и ВЭУ и направления дальнейшего совершенствования энергообъектов на базе НВИЭ;

- с учетом условий рыночной экономики на основе оптимизации объемов произ
водства энергии и структуры элехтрогенерирующих установок определено ко
личество электроэнергии по отдельным видам станций, обеспечивающие мак
симальную прибыль по энергосистеме, и определены пределы изменения издер
жек, при которых целесообразно применение СЭС и ВЭУ;

— исследование рекомендаций автора на стадии предпросктных и проектных проработок позволяет повысить конкурентоспособность и экономическую эффективность систем энергоснабжения на основе использования НВИЭ, что крайне важно для улучшения экологической и социальной обстановки особенно в энергодефицитных районах, а также обеспечить экономическую привлекательность инвестиционных проектов сооружения энерго-генерирующих установок( ЭГУ) на базе НВИЭ для чзстных инвесторов.

Реплнзапия работы. Результаты работы переданы в Предприятие электричества и газа Туниса (STEG), что подтверждается актами о приемке научно-технической продукции.

Апробация работц осуществлена в виде доклада на научном семинаре кафедры Экономика и менеджмеїгг в энергетике и прігродопользоваїши СП6ІТУ (октябрь, 1996).

Публикации, По теме диссертации опубликовала одна статья п выполнен отчет к нэдатно монография "Влияние цен на органическое топливо на эффективность использовашія НВИЭ".

Структура и обьем работы. Диссертация состоит го введения, пяти глав и заключятя, общим объемом 187 страниц, в том числе54 гяблиц,39 рисунков, списка литературы из 127 наименований.