научная статья по теме МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД ДЛЯ ОЦЕНКИ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПОРТНЫХ ПРОЕКТОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ Энергетика

Текст научной статьи на тему «МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД ДЛЯ ОЦЕНКИ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПОРТНЫХ ПРОЕКТОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ»

№ 4

ИЗВЕСТИЯ АКАДЕМИИ НАУК ЭНЕРГЕТИКА

2014

УДК 621.311:338.48.001.57

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД ДЛЯ ОЦЕНКИ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПОРТНЫХ ПРОЕКТОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

© 2014 г. ЛАГЕРЕВ А.В., СМИРНОВ К.С.

Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук, г. Иркутск E-mail: lagerev@isem.sei.irk.ru; k.smirnov@isem.sei.irk.ru

Дается описание методического подхода, предназначенного для оценки сравнительной эффективности проектов сооружения экспортно-ориентированных электростанций и линий электропередач в увязке с развитием электроэнергетики региона и в условиях неопределенности (неоднозначности) исходной информации.

На первом этапе с помощью оптимизационной модели определяется влияние каждого из возможных вариантов сооружения экспортно-ориентированных электростанций на формирование сбалансированного и экономически эффективного варианта развития электроэнергетической системы региона и на их основе делается выбор предпочтительных вариантов сооружения экспортных электростанций и линий электропередач. На втором этапе используется имитационная модель, дается оценка коммерческой эффективности отобранных на первом этапе экспортных проектов (сооружения экспортных электростанций и линий электропередач).

Показано применение этого подхода для выбора предпочтительного варианта экспорта электроэнергии из Восточной Сибири в Китай.

Ключевые слова: методический подход, эффективность, неопределенность, экспорт электроэнергии.

THE METHODICAL APPROACH TO AN ESTIMATION OF COMPARATIVE EFFECTIVENESS OF EXPORT ELECTRICITY PROJECTS

Lagerev A.V., Smirnov K.S.

Melentiev Energy Systems Institute of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Irkutsk E-mail: lagerev@isem.sei.irk.ru; k.smirnov@isem.sei.irk.ru

Describes the methodological approach designed to assess the comparative efficacy of construction projects, export-oriented power plants and transmission lines in connection with the development of power industry in the region and in the conditions of uncertainty (disambiguation) source of information.

At the first stage using an optimization model is determined by the influence of each of the possible options for the structure of export-oriented power plants on the formation of balanced and cost-effective variant of development of the power system of the region and based on them is the choice of the most preferred options of export facilities of power plants and power lines. At the second stage using the simulation model provides an assessment of

the commercial viability of selected at the first stage of export projects (construction of export of power plants and power transmission lines).

Illustrates the application of this approach for selection of the preferred option to exporting electricity from Eastern Siberia to China.

Key words: methodical approach, efficiency, uncertainty, electricity exports.

Введение. В настоящее время развитие межгосударственных связей в области энергетики, несмотря на большие возможности их реализации, отстает от других направлений сотрудничества России с другими странами. В перспективе развитие этих связей предполагается за счет проектов масштабного экспорта электроэнергии, в первую очередь из Восточной Сибири и Дальнего Востока в страны СВА.

Реализация экспортных проектов связана:

во-первых, с наличием сложных проблем, решение которых требует детального и всестороннего анализа и исследования большого количества факторов (внутренний и экспортный спрос на электроэнергию в регионе, рост цен на топливо и тарифов на экспортируемую электроэнергию, стоимость строительства, экологическая политика и т.д.);

во-вторых, с большой неопределенностью исследуемых факторов.

В этих условиях принятие решения по реализации экспортных проектов подвержено риску, поэтому очень важна задача минимизации рисков, изучения различных факторов, влияющих на устойчивость принимаемых решений в рассматриваемых условиях.

Описание методического подхода

Предлагаемый методический подход включает два этапа исследований (рис. 1).

Реализация первого этапа предполагает:

1) Построение оптимизационной модели развития электроэнергетической системы (ЭЭС) региона с поочередным включением в нее рассматриваемых проектов сооружения экспортных электростанций и линий электропередач в регионе.

2) Имитацию внешних условий (С") развития ЭЭС региона (уровней электропотребления, цен на топливо и т.д.); при этом принимается, что неопределенность внешних условий можно задать приближенно, оценив только нижнюю и верхнюю границы диапазона их возможного изменения.

3) Выявление (с помощью оптимизационной модели) оптимальных вариантов развития ЭЭС региона при рассмотренных внешних условиях С" и проектах Хэг сооружения экспортных электростанций и линий электропередач.

Это позволяет:

а) определить для каждого рассмотренного проекта Хэг (г е 1, Я) сооружения экспортных электростанций и линий электропередач оптимальный состав энергетических объектов Хг (Хэг е Хг) развития ЭЭС региона, необходимый для ее приспособления к различным внешним условиям С" (п е 1, N);

б) получить значения связанных с этим суммарных приведенных затрат (Фп) на развитие электроэнергетики региона;

в) дать экономическую оценку (с помощью платежной матрицы затрат, см. рис. 2) выявленных вариантов Хг развития ЭЭС региона и соответствующих им проектов сооружения экспортно-ориентированных электростанций и линий электропередач.

В общем виде показатель платежной матрицы ГП определяется разницей в суммарных приведенных затратах, которая может иметь электроэнергетика региона при рассмотренных внешних условиях ее развития (С") и при наличии (ФП) и отсутствии (ФП) проектов экспорта электроэнергии в регионе:

Рис. 1. Принципиальная схема методического подхода для оценки сравнительной эффективности проектов сооружения экспортно-ориентированных электростанций и линий электропередач в регионе в условиях неоднозначности исходной информации

Fn = Ф" - Ф";

±r Nf r ФГ>

г) выбрать (с помощью критериев теории игр) наиболее экономически эффективные проекты сооружения экспортных электростанций и линий электропередач. Для этого предлагается применение двух критериев [1]:

— Критерий Байеса (среднего риска), который учитывает все условия развития системы и рекомендует к реализации вариант, обеспечивающий наименьшие затраты в среднем,

N

З r = min — У F", i = 1,2,..., R, n = 1,2,..., N; r i N^ i

— Критерий Сэвиджа (минимаксного риска), позволяющий застраховаться от наиболее неблагоприятных условий

3r = min maxF7, i = 1,2,..., R, n = 1,2,...,N,

i n

где N — число внешних условий развития ЭЭС региона; R — число возможных проектов сооружения экспортных электростанций и линий электропередач в регионе.

Применение формальных критериев теории игр, как правило, не обеспечивает выбор единственного проекта, а позволяет выявить два проекта практически неразличимых по применяемым критериям.

Экспортные проекты Условия развития ЭЭС

С1 С 2 С3 С" Сн

к к ...

Х2 к к ...

%■ к ?г к .••

Хк ъ ... Я

Рис. 2. Платежная матрица затрат на развитие и адаптацию электроэнергетической системы региона

На втором этапе с использованием имитационной модели дается оценка коммерческой эффективности отобранных на первом этапе экспортных проектов (экспортных электростанций и линий электропередач).

Выбирается проект, рекомендуемый для реализации, исследуется влияние на его эффективность различных факторов риска (изменение инвестиций, стоимости топлива, срока окупаемости и т.д.).

В качестве критериев коммерческой эффективности экспортных проектов рассматриваются: чистый дисконтированный доход (ЧДД), срок окупаемости, внутренняя норма доходности (ВНД), минимальный тариф на экспортную электроэнергию в местах перехода границы [2, 3].

Ниже дается описание и математическая формулировка моделей, предназначенных для оценки эффективности проектов сооружения в регионе экспортно-ориентированных электростанций и линий электропередач.

Оптимизационная модель развития электроэнергетики региона. Для оценки на первом этапе энергоэкономической (системной) эффективности проектов сооружения экспортно-ориентированных электростанций и линий электропередач предлагается условно-динамическая, оптимизационная, многоузловая модель развития ЭЭС региона.

Территориальный срез модели описывает территориальные энергосистемы (краев, областей), входящие в рассматриваемый регион.

Учет в модели межтерриториальных электрических связей позволяет: передавать электроэнергию из территориальных энергосистем, более обеспеченных энергетическими ресурсами, в менее обеспеченные;

выработать требования к пропускной способности межтерриториальных электрических связей и экспортных линий электропередач.

Технологический аспект моделируется отдельными крупными действующими и перспективными электростанциями с делением по типам (ГЭС, КЭС, ТЭЦ) и видам используемого топлива (газ, уголь, мазут, прочие). Выделяются действующие ТЭЦ в отдельные две группы по единичной мощности: 1) ТЭЦ > 300 МВт, 2) ТЭЦ < 300 МВт.

Для действующих электростанций и линий электропередач задается динамика выбытия мощностей с возможностью их восстановления и технического перевооружения.

В общем случае энергетический объект (электростанция, ЛЭП) описывается в модели следующими показателями: коэффициентами, определяющими число часов использования установленной мощности; коэффициентами, задающими отпуск тепла; удельными расходами топлива на выработку электроэнергии и отпуск тепла; удельными капиталовложениями, требуемыми на реконструкцию и ввод новых мощностей; удельными постоянными эксплуатационными затратами, связанными с поддержанием единицы мощности; пропускными способностями линий электропередач.

Оптимизация перспективного развития ЭЭС региона предполагает решение задач: 1) выбор рационального сочетания мощности электростанций разного типа (ГЭС, КЭС, ТЭЦ) по территориальным энергосистемам и по региону в целом; 2) определение рациональной структуры выработки электроэнергии по типам электростанций и видам топлива; 3)

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком