Файл: Экономика газовой промышленности..pdf

промышленного производства; определены виды топлива и энергии, которые могут быть использованы в энерготехно­ логических процессах.

В соответствии с такой интерпретацией свободных членов задачи, которые определяются как некоторые краевые усло­ вия, первая группа ограничений производственно-распре­ делительной модели (8-2) указывает на то, что вывоз топли­ ва по всем направлениям из каждого /-го пункта производ­ ства не должен превышать имеющихся в нем ресурсов на данный расчетный период.

Вторая группа ограничений (8-3) определяет необходи­ мость удовлетворения потребности в топливно-энергетиче­ ских ресурсах каждого /-го потребителя, расположенного на территории республики.

I Коэффициенты матрицы ограничений модели интерпре­ тируются в зависимости от способа определения компонент вектора потребности bj. Если компоненты вектора потребнос­ ти определены в качестве натуральных показателей, т. е. заданными в задаче считаются годовые объемы производства

ходимые пропорции между производимой продукцией и кон­ кретными видами энергоносителей. В данном случае эти коэффициенты интерпретируются как величины, обратные удельному расходу і-го энергоносителя на единицу продук­ ции /-го потребителя.

Если же свободные ,члены ограничений модели Ь/ зада­ ются как потребности каждого /-го потребителя в конкрет­ ном виде энергоносителя, то коэффициенты Хц определяют­ ся как отношения соответствующих нормативов расхода топ­ лива (энергии).

Искомыми величинами в модели являются потоки топли­ ва и энергии, которые необходимо использовать в перспек­ тивном периоде для удовлетворения производственных нужд Украинской ССР.

Потребность в конкретных видах топлива, используемых в энерготехнологических процессах промышленности рес­ публики, межрайонные перетоки топлива определяются в ре­ зультате комплексного решения задачи (8-1) — (8-4) на основе сопоставления технико-экономических показателей различных вариантов топливоснабжения для энергетических процессов производства электроэнергии и тепла и некоторых процессов промышленного производства.

2 1 8

Как следует из практики оптимизации топливно-энерге­ тического баланса республики, вопросы, связанные с взаи­ мозаменой и выбором энергоносителей в энерготехнологиче­ ских процессах промышленного производства, не могут быть эффективно решены в рамках комплексной модели. К этим процессам относятся высокотемпературные процессы метал­ лургического производства, нагревательные процессы маши­ ностроительной и металлообрабатывающей промышленнос­ ти и т. д.

Вопросы выбора эффективных энергоносителей в ука­ занных процессах должны решаться на локальных моделях. Последние должны разрабатываться на низких уровнях иерархии топливно-энергетического хозяйства при оптими­ зации энергетических балансов крупных промышленных предприятий или промышленных узлов. В этом случае в ма­ тематическую модель, описывающую в формализованном виде подсистему энергетического хозяйства промышленного предприятия, можно ввести функциональные зависимости, характеризующие особенности энергоснабжения данного предприятия, учитывающие возможности рационального использования вторичных энергетических ресурсов, а также ряд местных и режимных условий производства и использо­ вания энергоносителей.

Выбор энергоносителей в технологических процессах при оптимизации баланса промышленного предприятия дол­ жен осуществляться на основе оценки энергоносителей по замыкающим затратам на топливо (природный газ, донецкий уголь, мазут) и энергию, что обеспечивает соответствие по­ лучаемых решений на локальных моделях глобальному оп­ тимуму развития топливно-энергетического хозяйства.

Следовательно, в общей модели топливно-энергетическо­ го баланса республики для этих процессов (при заранее определенных энергоносителях) определяются лишь сум­ марные потоки топлива, которые необходимо транспорти­ ровать от конкретных источников производства для удовле­ творения потребности промышленных предприятий в топ­ ливно-энергетических ресурсах при планируемых объемах производства чугуна, стали, проката и т. д.

Решение же вопросов по выбору конкретных видов топли­ ва в общей модели баланса республики на основе сопостав­

219

простой технологией производства продукции. К последним относятся обжиговые процессы промышленности строитель­ ных материалов (производство цемента, кирпича и т. д.)

Производственно-распределительная математическая мо­ дель дает возможность при разработке топливно-энергети­ ческого баланса республики сочетать принципы отраслево­ го и территориального планирования. В связи с этим в математических моделях оптимизации баланса большое зна­ чение приобретают вопросы отраслевого и территориального агрегирования источников производства и потребления топ­ ливно-энергетических ресурсов.

§ 2. ПРИНЦИПЫ АГРЕГИРОВАНИЯ В МОДЕЛИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО БАЛАНСА РЕСПУБЛИКИ

Территориальное агрегирование источников производ­ ства и потребления топлива, а также источников преобразо­ вания химической энергии топлива в тепловую и электриче­ скую обусловливается необходимостью поэлементного опре­ деления затрат в каждом из намечаемых вариантов топли­ воснабжения. Это требование заложено в функционале мате­ матической модели при формировании удельных показателей затрат, играющих роль коэффициентов при переменных це­ левой функции. Для того чтобы учесть в общей цепочке сто­ имостных показателей затраты на магистральный транспорт топлива и энергии, необходимо прежде всего знать взаимно­ территориальное размещение каждого і-го источника про­ изводства и каждого /-го потребителя. Кроме того, необхо­ димо наметить возможные варианты и маршруты транспор­ тирования топлива из г-го источника /-му потребителю, исходя из перспективного развития сети железных дорог в рес-. публике, трубопроводного транспорта природного газа и жидкого топлива, а также линий магистральной передачи электроэнергии высокого напряжения. Каждый из возмож­ ных маршрутов транспортирования топлива и энергии меж­ ду і'-м источником и /-м потребителем будет характеризо­ ваться определенными транспортными расходами.

Отсюда следует, что чем более детально в модели прове­ дено территориальное агрегирование источников и потреби­ телей топливно-энергетических ресурсов, тем более точно можно определять затраты, связанные с магистральным транспортом энергоносителей. Вопросы территориального

220

агрегирования тесно связаны с детализацией источников и потребителей топлива по отраслевому признаку. Степень де­ тализации при территориальном и отраслевом агрегировании источников и потребителей топливно-энергетических ресур­ сов (речь идет об источниках и потребителях, размещенных на территории республики) практически определяет раз­

мерность расчетной матрицы задачи оптимизации баланса

Усср.

Ограничениями на размерность расчетной матрицы за­ дачи оптимизации баланса является возможность детальной разработки массива исходной информации на перспективу и ее погрешность (информационно-технологический фактор), вычислительные возможности математической модели (мате­ матический фактор) и класс ЭЦВМ, на которой производят­ ся вариантные расчеты (технический фактор).

Если даже не существует ограничений в области инфор­ мационного обеспечения, что маловероятно, то математиче­ ский и технический факторы определяют максимальную раз­ мерность системы, реализуемой на ЭЦВМ. Для соблюдения жестких требований, предъявляемых к размерности зада­ чи, в случае более детального территориального агрегирова­ ния, необходимо выполнить более грубую классификацию источников и потребителей топлива в отраслевом разрезе и наоборот. Естественно, что грубое отраслевое агрегирование в области производства и потребления топливно-энергетиче­ ских ресурсов ведет к резкому уменьшению возможностей анализа и интерпретации решений, получаемых на ЭЦВМ.

На вопрос, какова должна быть детализация в модели элементов топливно-энергетического хозяйства и где эта де­ тализация должна быть более дифференцированной, в тер­ риториальном или отраслевом разрезе, по мнению авторов книги, невозможно дать однозначный ответ. Однако, руко­ водствуясь практикой разработки и оптимизации топливноэнергетического баланса УССР, можно сформулировать ос­ новные соображения, которые были положены в основу агре­ гирования.

При территориальном районировании республики следу­ ет учитывать условия размещения и кооперирования отдель­ ных отраслей промышленности, направления и объемы пере­ даваемых потоков топлива и энергии. Необходимо также проанализировать удельный вес, который занимают отдель­ ные районы в общем балансе потребления топливно-энерге­ тических ресурсов.

221

Для районов с плотной концентрацией промышленности характерен более дифференцированный подход при терри­ ториальном агрегировании. При выделении территориаль­ ных районов в модели следует учитывать условия принад­ лежности существующих и потенциальных потребителей га­ за к определенным участкам сети магистральных газопрово­ дов, а также сложившуюся практику разработки топливноэнергетического баланса в планирующих органах Украин­ ской ССР.

С учетом изложенного на ближнюю перспективу в моде­ ли выделялось 12 территориальных районов, что обеспечи­ ло возможность относительно точного учета затрат на маги­ стральный транспорт энергоносителей, а также возможность определения потребности в топливно-энергетических ресур­ сах по крупным экономическим районам республики: До- нецко-Придн'епровскому, Юго-Западному и Южному.

В каждом из выделенных в модели районов, исходя из особенностей территориального размещения отраслей про­ мышленного производства и их энергоемкости, определяет­ ся условный центр потребления топливно-энергетических ресурсов, до которого рассчитываются затраты на маги­ стральный транспорт топлива и энергии от конкретного источника (месторождения топлива, конденсационной эле­ ктростанции). Для уменьшения погрешности при определе­ нии транспортных затрат для крупных потребителей (металлургических и цементных заводов, КЭС и ТЭЦ) выде­ ляются собственные конкретные центры потребления топ­ лива в соответствии с их территориальным размещением в районе. Для более мелких потребителей топливно-энерге­ тических ресурсов затраты определяются до условного цент­ ра потребления района. В последнем случае допускается определенная погрешность при расчете транспортных рас­ ходов, так как предполагается, что все мелкие потребители топлива сконцентрированы в условном центре потребления района.

Кроме затрат на магистральный транспорт топлива и энергии, в модели приближенно должны учитываться так­ же расходы, связанные с распределительным транспортом энергоносителей (природного газа по распределительным газопроводам, электроэнергии по распределительным сетям низкого напряжения, твердого и жидкого топлива по же­ лезнодорожной ветке — отводу от магистральной дороги до промышленного предприятия). Эти затраты формируются

222

по обобщенным группам потребителей, выделяемым в мо­ дели, в зависимости от внутрирайонных расстояний транс­ портирования топлива (энергии) и мощности передавае­ мых потребителям потоков топливно-энергетических ре­

сурсов.

В модели топливно-энергетического баланса УССР по­ требители энергоресурсов группируются в пределах каждо­ го района по видам выпускаемой продукции с учетом спосо­ бов и режимов ее производства. Затем формальные группы потребителей дифференцируются по единому признаку — общности изменения технико-экономических показателей топливоиспользования(энергоиспользования) в зависимос­ ти от вида применяемого энергоносителя. Такое агрегиро­ вание обеспечивает однородность потребителей по тепло­ потребляющему оборудованию и технико-экономическим показателям использования энергоресурсов — удельным расходам топлива (энергии) и удельным потребительским затратам. Кроме того, подобная группировка дает возмож­ ность определить для каждого условного потребителя те ви­ ды топлива, которые могут быть использованы в энергетиче­ ских агрегатах. Каждая сформированная обобщенная группа формально выступает в математической модели как еди­ ный потребитель топливно-энергетических ресурсов. Кро­ ме обобщенных групп, в модели выделяются и конкретные потребители топлива, удельный вес которых в общем балан­ се топливоиспользования значителен. Множество обобщен­ ных и единичных потребителей, выделяемых во всех районах республики, определяет количество уравнений математиче­ ской модели вида (8-3).

Проблема отраслевого агрегирования потребителей, как и территориального, не может быть решена однозначно. При ее решении полезно ориентироваться на практику раз­ работки топливно-энергетического баланса в Госплане УССР. В общем случае в каждом территориальном районемодели можно выделить следующие категории потребителей топливно-энергетических ресурсов: 1) КЭС с агрегатами более 100 Мвт\ 2) КЭС с агрегатами менее 100 Мвт\ 3) ТЭЦ. большой и средней мощности; 4) ТЭЦ малой мощности; 5) районные котельные; 6) промышленные котельные; 7) мел­ кие котельные; 8) производство чугуна; 9) обогрев кауперов;

223