Математическая модель управления функционированием генерирующей компании в современных условиях

Abstract

Актуальность работы обусловлена реформированием электроэнергетической отрасли, которое подразумевает поэтапный переход к конкурентной модели рынка, когда каждый производитель будет заинтересован в максимизации собственной прибыли и будет самостоятельно определять объемы производства электрической и тепловой энергии. Цель работы: создание математической модели оптимальной загрузки генерирующей компании по электрической мощности. Методы исследования. Основу методологии работы составляет системный подход с его структурными и функциональными моделями объектов. Широко используются методы и математические модели теории оптимизации, экономические принципы управления, теория выбора и принятия решений, а также теория информатики. Предложена методика оценки оптимальных режимов тепловых электрических станций, входящих в ее состав, основанная на принципе максимизации прибыли, т. е. равенстве предельных доходов и предельных издержек. На основе разработанного критерия рассматриваются следующие задачи: построение характеристик относительного прироста расхода топлива на ТЭЦ для производства электрической и тепловой энергии, оптимальное распределение электрической энергии тепловых электростанций; распределение тепловой энергии между агрегатами станции с учетом вынужденного теплофикационного режима работы станций; нахождение оптимальных режимов работы станций для комбинированного способа производства электрической и тепловой энергии; назначение оптимальных режимов работы генерирующей компании. На примере Новосибирских ТЭЦ выделены основные факторы, влияющие на оптимальный режим работы станции, а именно: состав работающего оборудования, себестоимость вырабатываемой электрической энергии и энергетические характеристики оборудования. Результаты. Разработана методика оптимизации ТЭЦ по электрической и тепловой энергии, а также предложен новый критерий максимизации прибыли для управления функционированием генерирующей компанией.

The relevance of the research is caused by electrical power industry reform being realized by step-by-step transition to a competitive market model which will allow each electricity producer to maximize its profit and to determine the electrical and thermal energy production output individually. The main aim of the study is to develop a mathematical model of optimal electric power loading for a generation company. Methods. The system concept with its structural and functional object models is the basis of the paper methodology. The theory optimization techniques and mathematical models, economical principles of management, the decision-making theory and computer science are widely used in the paper. The authors have proposed the methodology for evaluating optimal regimes for thermal power plants in generation company. It is based on the principle of equality between marginal revenue and marginal costs. Based on the developed criterion, the following problems are considered in the paper: calculation of incremental fuel rate characteristics for optimizing thermal electrical power stations functioning to produce electrical and thermal energy, optimization of thermal electrical power stations functioning to generate electrical energy, optimization of thermal electrical power stations functioning to produce thermal energy, development of the techniques to define the fuel consumption ratio for electrical and thermal energy generation separately, optimization of any electric power generating company functioning. The developed techniques are applied at Novosibirsk Thermal Electrical Power stations and SIBEKO Generation Company. Using the example of Novosibirsk combined heat and power plants, the following main factors influencing the optimal operating regime are identified: operating equipment structure, power generation cost and energy characteristics of power equipment. Results. The authors developed the methodology of thermal power plants optimization for electric power and thermal energy and proposed a new criterion of profit maximization for generation company management.