probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2026-28-1-118-130probener-3759Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И КОМПЛЕКСЫENERGY SYSTEMS AND COMPLEXESПовышение экономичности работы ТЭЦ на балансирующем рынке за счет прогнозирования технико-экономических показателейEnhancing CHP plant economic efficiency in the balancing market through forecasting technical and economic indicatorshttps://orcid.org/0000-0002-2920-5515СултановМ. М.SultanovM. M.

Султанов Махсуд Мансурович – д-р техн. наук, доцент, директор

г. Волжский

Mahsud M. Sultanov

Volzhsky

 

sultanov_mm@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0000-9743-9076СмирновА. А.SmirnovA. A.

Смирнов Алексей Алексеевич – канд. техн. наук, доцент кафедры Информационных технологий

г. Волжский

Alexey A. Smirnov

Volzhsky

 

lehasmirnov1@gmail.comЖильцовЕ. В.ZhiltsovE. V.

Жильцов Егор Вячеславович – ассистент кафедры Энергетики

г. Волжский

Egor V. Zhiltsov

Volzhsky

egorlr@mail.ruЯковлеваЕ. Ю.YakovlevaE. Yu.

Яковлева Елизавета Юрьевна – ассистент кафедры Энергетики

г. Волжский

Еlizaveta Yu. Yakovleva

Volzhsky

 

e.y.soloveva@vfmei.ruФилиал ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»РоссияVolzhsky Branch of the National Research University "Moscow Power Engineering Institute" (MPEI)Russian Federation202628032026281118130Copyright © Султанов М.М., Смирнов А.А., Жильцов Е.В., Яковлева Е.Ю., 20262026Султанов М.М., Смирнов А.А., Жильцов Е.В., Яковлева Е.Ю.Sultanov M.M., Smirnov A.A., Zhiltsov E.V., Yakovleva E.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/3759

АКТУАЛЬНОСТЬ исследования обусловлена растущими требованиями к экономической эффективности теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) в условиях функционирования на балансирующем рынке электроэнергии. Современные рыночные механизмы предполагают высокую гибкость и точность в управлении генерацией, что делает критически важным оперативное прогнозирование технико-экономических показателей станции.ЦЕЛЬ. Разработать методику повышения экономичность работы ТЭЦ на балансирующем рынке электроэнергии за счет прогнозирования техникоэкономических показателей.МЕТОДЫ. Алгоритм разработан на основе комплексного анализа длительных эксплуатационных данных и применения метода аналогов с учётом физического износа оборудования. Это обеспечивает высокую точность прогноза – до 0,53%, что значительно превосходит стандартные методики.РЕЗУЛЬТАТЫ. Практическое внедрение разработанного решения демонстрирует существенное снижение финансовых потерь: на 46–54% в ночные часы, когда спрос минимален и цены на электроэнергию падают, а также на 29,2% при работе станции на техническом минимуме, связанном с ограничениями по устойчивости и КПД. Годовой экономический эффект от применения методики достигает 109,1 млн рублей.ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Результаты исследования ориентированы на использование в системах оперативного управления режимами работы ТЭЦ и формирования оптимальных ценовых заявок на балансирующем рынке. Это не только повышает конкурентоспособность станции, но и способствует более эффективному использованию имеющихся ресурсов, что особенно актуально в условиях ограничений на новые инвестиции и необходимости повышения энергоэффективности.

RELEVANCE of this study stems from the growing demands on the economic efficiency of thermal power plants (TPPs) operating in the balancing electricity market. Modern market mechanisms require high flexibility and precision in generation management, making prompt forecasting of the plant’s technical and economic indicators critically important.THE PURPOSE. To develop a methodology for increasing the efficiency of CHP operation in a balancing electricity market by forecasting technical and economic indicators.METHODS. We developed the algorithm by conducting a comprehensive analysis of long‑term operational data and applying the analogy method while accounting for equipment physical wear. This approach ensures high forecast accuracy – up to 0,53% – which significantly outperforms standard methods.RESULTS. The practical implementation of our solution demonstrates a substantial reduction in financial losses: by 46-54% during night hours, when demand is minimal and electricity prices drop; by 29,2% when the plant operates at its technical minimum, constrained by stability and efficiency requirements. The annual economic benefit from applying this method reaches 109.1 million rubles.CONCLUSION. We designed the research results for integration into systems that: manage TPP operating modes in real time; generate optimal price bids in the balancing market. This approach not only enhances the plant’s competitiveness but also promotes more efficient use of available resources. These benefits are particularly valuable under conditions of restricted new investments and the pressing need to improve energy efficiency.

теплоэлектроцентраль (ТЭЦ)балансирующий рынокпрогнозированиеоптимизация режимовметод аналоговинтеграция алгоритмовэкономическая эффективность.thermal power plant (TPP)balancing marketforecastingmode optimizationanalogy methodalgorithm integrationeconomic efficiency.Работа выполнена в рамках проекта «Модели повышения эффективности и оптимизации загрузки энергооборудования ТЭЦ на балансирующем рынке на основе технико-экономических показателей» при поддержке гранта НИУ «МЭИ» на реализацию программы научных исследований «Приоритет 2030: Технологии будущего» в 2024-2026 гг.The investigation has been carried out within the framework of the project «Models for increasing efficiency and optimizing the utilization of the Thermal power plant energy in a balancing market based on technical and economic indicators» with the support of a subvention from the National Research University «MPEI» for implementation of the internal research program «Priority 2030: Future Technologies» in 2024-2026.ReferencesСултанов М.М., Жильцов Е.В., Яковлева Е.Ю. Модели повышения эффективности и оптимизации загрузки энергетического оборудования ТЭЦ на балансирующем рынке на основе технико-экономических показателей // Научно-техническая конференция «Технологии будущего». – 2025. – С. 15-18.Sultanov M.M., Zhiltsov E.V., Yakovleva E.Y. Models for increasing efficiency and optimizing the loading of power plant equipment in a balancing market based on technical and economic indicators // Scientific and Technical Conference "Technologies of the Future". 2025. pp. 15-18.Султанов М.М. Разработка алгоритма реализации ремонтной программы энергетических предприятий по техническому состоянию оборудования / М.М. Султанов, Н.В. Байдакова, А.В. Афонин, Ю.А. Горбань, А.А. Cмирнов // Новое в российской электроэнергетике. 2020. № 11. С. 19–26.Sultanov M.M. Development of an algorithm for implementing a repair program for energy enterprises based on the technical condition of equipment / M.M. Sultanov, N.V. Baydakova, A.V. Afonin, Yu.A. Gorban, A.A. Smirnov // New in the Russian electric power industry. 2020. No. 11. pp. 19-26.Повышение надежности тепловых сетей / Е.А. Антонов // Электрические станции. 1978. № 1. С. 36–39.Improving the reliability of heating networks / E.A. Antonov // Electric stations. 1978. No. 1. pp. 36-39.Smith J., Johnson M. Power market optimization software: Global trends and Russian specifics // Energy Strategy Reviews. – 2023. – Vol. 47. – P. 100984.Smith J., Johnson M. Power market optimization software: Global trends and Russian specifications // Energy Strategy Reviews. – 2023. – Vol. 47. – P. 100984.Wang L., Chen X., Liu Y. A comprehensive review of power plant optimization models with machine learning techniques // Energy. – 2024. – Vol. 289. – P. 129874.Wang L., Chen X., Liu Y. A comprehensive review of power plant optimization models with machine learning techniques // Energy. – 2024. – Vol. 289. – P. 129874.Brown M., Davis R. Balancing market participation strategies for thermal power plants in competitive electricity markets // Applied Energy. – 2023. – Vol. 331. – P. 120478.Brown M., Davis R. Balancing market participation strategies for thermal power plants in competitive electricity markets // Applied Energy. – 2023. – Vol. 331. – P. 120478.Султанов М.М. Оптимизация режимов работы оборудования ТЭЦ по энергетической эффективности: дис. канд. тех. наук: М.: МЭИ, 2010. 173 с.Sultanov M.M. Optimization of operating modes of CHP equipment for energy efficiency: dis. candidate of technical sciences: Moscow: MEI, 2010. 173 p.Кузьмин А.В., Сидоров П.И. Методы принятия решений в управлении режимами работы генерирующего оборудования на оптовом рынке электроэнергии и мощности // Известия РАН. Энергетика. – 2022. – № 5. – С. 103–115. – DOI: 10.1134/S0002331022050068.Kuzmin A.V., Sidorov P.I. Decision-making methods in control of operating modes of generating equipment in the wholesale electricity and capacity market // News of the Russian Academy of Sciences. Energy. – 2022. – No. 5. – pp. 103-115. – DOI: 10.1134/S0002331022050068.Жилин В.А., Петров К.Д. Прогнозирование удельных расходов топлива на ТЭС с комбинированной выработкой энергии с использованием гибридных моделей // Теплоэнергетика. – 2023. – № 8. – С. 15–24.Zhilin V.A., Petrov K.D. Forecasting of specific fuel consumption at thermal power plants with combined energy generation using hybrid models // Thermal power engineering. - 2023. – No. 8. – pp. 15-24.Gonzalez-Salazar M.A., Morini M., Pinelli M. et al. A review of recent advances in the operational flexibility of thermal power plants // Journal of Power Sources. – 2021. – Vol. 484. – P. 229-236. – DOI: 10.1016/j.jpowsour.2020.229236.Gonzalez-Salazar M.A., Morini M., Pinelli M. et al. A review of recent advances in the operational flexibility of thermal power plants // Journal of Power Sources. – 2021. – Vol. 484. – P. 229-236. – DOI: 10.1016/J.jpowsour.2020.229236.Мельников С.В., Костин В.Н. Оценка экономического эффекта от внедрения систем поддержки принятия решений на объектах генерации // Энергетик. – 2021. – № 4. – С. 31–35.Melnikov S.V., Kostin V.N. Assessment of the economic effect of implementation decision support systems at generation facilities // Energetik. – 2021. – No. 4. – pp. 31-35.Аникина И.Д. Программа для оптимизации режимов работы ТЭЦ на основе цифровых двойников // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №RU 2023666007; Россия, 10.07.2023.Anikina I.D. A program for optimizing the operation modes of thermal power plants based on digital twins // Certificate of state registration of a computer program No.RU 2023666007; Russia, 07/10/2023.Головина Е.Ю., Самаркина Е.В., Буйнов Н.Е., Евлосва М.В. Цифровизация и цифровая трансформация теплоэнергетики как фактор повышения эффективности тепловой инфраструктуры (обзор). Теплознергетика, 2022, № 6, с. 3-16.Golovina E.Yu., Samarkina E.V., Buinov N.E., Evlosva M.V. Digitalization and digital transformation of thermal power engineering as a factor of increasing efficiency thermal infrastructure (overview). Teplozernergetika, 2022, No. 6, pp. 3-16.Крупенёв Д.С., Пискунова В.М., Гальфингер АГ. Моделирование тепловых электростанций при иселедовании надежности энергоснабжения и энергетической безопасности. Известия высших учебных заведений. Проблемы Энергетики. 2023:25(2):12-25. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2023-25-2-12-25Krupenev D.S., Piskunova V.M., Galfinger AG. Modeling of thermal power plants while ensuring the reliability of energy supply and energy security. News of higher educational institutions. Energy Problems. 2023:25(2):12-25. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2023-25-2-12-25Чалбышев А.В. Оптимизация режимов работы ТЭЦ с учетом современных условий их функционирования в составе электроэнергетической системы: дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2015. 158 с.Chalbyshev A.V. Optimization of the modes of operation of thermal power plants, taking into account the modern conditions of their functioning as part of the electric power system: dis. ... Candidate of Technical Sciences. Irkutsk, 2015. 158 p.Орлов Д.С., Новиков В.В. Сравнительный анализ методов оптимального распределения нагрузок между агрегатами ТЭЦ // Промышленная энергетика. – 2024. – № 3. – С. 28-34.Orlov D.S., Novikov V.V. Comparative analysis of methods for optimal load distribution between CHP units // Industrial Power engineering. – 2024. – No. 3. – pp. 28-34.Сидоренко Г.А., Куликов А.Ю. Технические и экономические аспекты работы ТЭЦ на мощностях ниже технического минимума // Тепловая энергетика. – 2023. – № 9. – С. 78-85.Sidorenko G.A., Kulikov A.Yu. Technical and economic aspects of operation of thermal power plants at capacities below the technical minimum // Thermal power engineering. – 2023. – No. 9. – pp. 78-85.Абрамов Е.Г. Особенности расчета предельных издержек ТЭЦ при работе в зоне нерекомендуемых режимов // Энергетик. – 2023. – № 8. – С. 22-26.Abramov E.G. Features of calculating the marginal costs of CHP plants when operating in the zone of non-recommended modes // Energetik. – 2023. – No. 8. – pp. 22-26.Никитин С.Л., Фролов К.В., Яшин М.П. Погрешности моделей топливной эффективности энергоблоков в области малых нагрузок // Вестник ИрГТУ. – 2022. – Т. 26, № 5. – С. 156-165.Nikitin S.L., Frolov K.V., Yashin M.P. Errors in models of fuel efficiency of power units in the field of low loads // Bulletin of IrSTU. – 2022. – Vol. 26, No. 5. – pp. 156-165.Постановление Правительства РФ от 27.12.2010 № 1172 «Об утверждении Правил оптового рынка электрической энергии и мощности» (ред. от 25.11.2023).Decree of the Government of the Russian Federation dated December 27, 2010 No. 1172 "On approval of the Rules of the wholesale market of electric energy and capacity" (ed. from 11/25/2023).Zhang Q., Li J., Wang Y. A hybrid model for predicting thermal power plant efficiency considering equipment aging // Energy Conversion and Management. – 2023. – Vol. 278. – P. 116715.Zhang K., Li J., Wang Y. Hybrid model for predicting the efficiency of thermal power plants, taking into account the aging of equipment // Energy conversion and management. – 2023. – Volume 278. – p. 116715.Тарасов И.Б., Глушков А.С. Прогнозирование удельного расхода топлива на ТЭЦ с использованием машинного обучения на основе данных промышленных архивов // Информатика, управление, экономика. – 2024. – № 1(15). – С. 45-55.Tarasov I.B., Glushkov A.S. Forecasting specific fuel consumption at a thermal power plant using machine learning based on data from industrial archives // Informatics, management, Economics. – 2024. – № 1(15). – Pp. 45-55.Liu Z., Wang H., Zhang Y. A data-driven approach for thermal power plant efficiency monitoring under flexible operation // Energy and AI. – 2023. – Vol. 12. – P. 100231.Liu Z., Wang H., Zhang Yu. A data-based approach to monitoring the efficiency of thermal power plants under flexible operating conditions // Energy and artificial intelligence. – 2023. – Volume 12. – p. 100231.Chen W., Liu Z., Wang X. Optimization of minimum technical load for thermal power units in electricity markets // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2024. – Vol. 156. – P. 109782.Chen W., Liu Z., Wang H. Optimization of the minimum technical load of thermal power units in the electricity markets // International Journal of Electric Power Engineering and Energy Systems. – 2024. – Volume 156. – p. 109782.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.