Повышение экономичности работы ТЭЦ на балансирующем рынке за счет прогнозирования технико-экономических показателей

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.

1. Султанов 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.

2. 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.

3. Повышение надежности тепловых сетей / Е.А. Антонов // Электрические станции. 1978. № 1. С. 36–39.

4. Smith J., Johnson M. Power market optimization software: Global trends and Russian specifics // Energy Strategy Reviews. – 2023. – Vol. 47. – P. 100984.

5. Wang L., Chen X., Liu Y. A comprehensive review of power plant optimization models with machine learning techniques // Energy. – 2024. – Vol. 289. – P. 129874.

6. Brown M., Davis R. Balancing market participation strategies for thermal power plants in competitive electricity markets // Applied Energy. – 2023. – Vol. 331. – P. 120478.

7. Султанов М.М. Оптимизация режимов работы оборудования ТЭЦ по энергетической эффективности: дис. канд. тех. наук: М.: МЭИ, 2010. 173 с.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. Мельников С.В., Костин В.Н. Оценка экономического эффекта от внедрения систем поддержки принятия решений на объектах генерации // Энергетик. – 2021. – № 4. – С. 31–35.

12. 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.

13. 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.

14. 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/10.30724/1998-9903-2023-25-2-12-25

15. Чалбышев А.В. Оптимизация режимов работы ТЭЦ с учетом современных условий их функционирования в составе электроэнергетической системы: дис. … канд. техн. наук. Иркутск, 2015. 158 с.

16. Орлов Д.С., Новиков В.В. Сравнительный анализ методов оптимального распределения нагрузок между агрегатами ТЭЦ // Промышленная энергетика. – 2024. – № 3. – С. 28-34.

17. Сидоренко Г.А., Куликов А.Ю. Технические и экономические аспекты работы ТЭЦ на мощностях ниже технического минимума // Тепловая энергетика. – 2023. – № 9. – С. 78-85.

18. Абрамов Е.Г. Особенности расчета предельных издержек ТЭЦ при работе в зоне нерекомендуемых режимов // Энергетик. – 2023. – № 8. – С. 22-26.

19. 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.

20. Постановление Правительства РФ от 27.12.2010 № 1172 «Об утверждении Правил оптового рынка электрической энергии и мощности» (ред. от 25.11.2023).

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.