Українською     Русский

Про институт

Аспирантура, докторантура

Поиск

Contact Us   SiteMap   Searsh  
Главная arrow Научные отделы arrow Отдел №1. ОТДЕЛ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
Отдел №1 Печать E-mail

ОТДЕЛ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

 

Зав. отделом

НЕЧАЕВА Татьяна Петровна

канд. техн. наук

тел.: 294-67-20

E-mail: Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script

 

Важнейшие научные результаты фундаментальных и прикладных исследований отдела

2017 год

1. Выполнен пересмотр моделей равновесных цен и выпусков в теории межотраслевого баланса (модели "input-output", "расходы-выпуск", В.В. Леонтьева), созданы новые модели для векторов этих величин. Установлены фундаментальные свойства основных матричных форм в системах уравнений межотраслевого баланса (ранги матриц, зависимость рангов от векторов правых частей, многозначность и свойства решений). Теоретические результаты верифицированы на данных таблиц "расходы-выпуск" в Украине за 2012 год (акад. НАН Украины М.Н. Кулик).

2. С учетом мировых тенденций развития электроэнергетики и требований, которые выдвигает прогнозирование на глубокую перспективу, усовершенствованы модели жизненного цикла технологий генерации электроэнергии, к которым введены функциональные зависимости изменения удельных капиталовложений во времени в течение горизонта прогнозирования, учтены траектории изменений стоимости топлива и вредных выбросов и их показатели. Это позволило адекватно определять экономические показатели технологий, которые будут вводиться в эксплуатацию в течение прогнозного периода. Предложена новая математическая модель оценки перспектив внедрения новых генерирующих мощностей в ОЕС Украины, которая формализирована как оптимизационная с целочисленными переменными, что позволяет определять динамику процессов введения мощностей и определять необходимые для этого инвестиции (И.Ч. Лещенко, Т.П. Нечаєва).

3. Предложен новый методический подход для исследования долгосрочного развития и функционирования системы газоснабжения страны, который отличается от существующих использованием взаимосогласованных математических моделей трех типов - моделей жизненного цикла основных технологических объектов добычи, транспортировки и хранения газа в детерминированно-стохастической постановке, имитационной модели формирования транзитных потоков через газотранспортную систему Украины и оптимизационной модели прогнозирования развития газовой отрасли. Разработанная система математических моделей газовой отрасли программно реализована в пределах подсистемы "Матрица" программно-информационного комплекса "Пирамида-V", что позволило проводить комплексные исследования перспектив функционирования и развития, а также возможностей реконструкции системы газоснабжения Украины в современных условиях (И.Ч. Лещенко).

4. На основе усовершенствованных математических моделей сформированы и исследованы критические сценарии развития энергетики страны, связанные с недостаточным инвестированием в энергетические объекты. Установлено, что недостаточное инвестирование может привести к коллапсу отрасли уже после 2030 г., когда начнется широкомасштабное выведение с эксплуатации устаревших мощностей. Внедрение технологий на природном газе низкой капиталоемкости не решит проблему замещения выбывающих ТЕС и АЭС, а их эксплуатация в режимах, приближенных к базовому, приведет к существенному росту использования природного газа, который значительно повысит уровень энергетической зависимости страны. Для стойкой экологически-приемлемой работы энергосистемы необходимо уже сейчас решать проблему поиска источников инвестирования в отрасль, особенно для реализации таких высококапиталоемких проектов с длительным сроком строительства, как АЭС и ТЕС (Т.П. Нечаєва).

2016 год

1. Впервые разработана и всесторонне исследована обобщенная математическая модель процессов регулирования частоты и мощности в энергосистемах в нелинейной постановке (учитываются ограничения на регулирующую мощность, скорость ее изменения и зону нечувствительности) и в канонической форме с использованием электротермических регуляторов. Модель обеспечивает возможность осуществлять расчеты схем с высокой степенью детализации (по каждому генератору и потребителю). В совокупности приведенные характеристики обеспечивают высокую адекватность результатов моделирования и фактических данных. Показано, что системы автоматизированного регулирования частоты и мощности в энергосистеме с потребителями-регуляторами на основе электрических теплогенераторов (электрокотлы и тепловые насосы) имеют быстродействие протяженности процесса возобновления начального режима от 25 до 30 секунд, что существенно улучшает качественные характеристики систем регулирования (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, И.В. Дремин, В.Д. Белодед, В.А. Дерий) .

2. На основе усовершенствованных математических моделей, разработанных в отделе, сформированы и исследованы критические сценарии енергоэкономичечкого развития страны, связанные с прекращением действия международных договоров в электроэнергетике и газовой отрасли. Установлено, что наиболее критические последствия для обеспечения энергетической безопасности государства будут иметь прекращение действия договора с Российской Федерацией относительно импорта высокоманевренной мощности, разрыв отношений с Россией в ядерной сфере, полное прекращение транзита российского газа через территорию нашей страны. Прекращение снабжения угольной продукции из Российской Федерации и временно неконтролируемых украинской властью территорий не является критическим для развития страны при условии перевода существующих мощностей антрацитовых ТЕС на газовый уголь и обеспечение его поставок из других стран мира (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, И.Ч. Лещенко, И.В. Дремин, Т.П. Нечаева).

2015 год

1. Впервые в Украине разработана система многоуровневых взаимосогласованных динамических имитационных и оптимизационных моделей развития в рыночных условиях структуры генерирующих мощностей национальной энергетики с целочисленными и стохастическими переменными, реализованная в программно-информационном комплексе "Пирамида-V", которая обеспечивает поиск оптимальной траектории развития электроэнергетики и осуществляет оценку робастности найденного решения (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, С.В. Шульженко, Т.П. Нечаева, А.И. Спитковский).

2. Впервые разработаны основы теории адаптивных систем автоматического регулирования частоты и мощности (АРЧП) в объединенных энергосистемах, синтезированных на базе пассивных регуляторов, которые являются основой для создания принципиально новой, адаптивной, высокоэффективной структуры системы АРЧП с использованием быстродействующих, адаптивных потребителей-регуляторов, самыми эффективными из которых являются теплонасосные станции, которые работают в составе систем централизованного теплоснабжения. Сравнение технико-экономических показателей традиционной и адаптивной системы АРЧП демонстрирует несомненное преимущество последней: капиталовложение меньшие на 8,2 млрд грн, чистая годовая прибыль – 23,4 млрд грн, срок окупаемости – 0,6 года, годовые затраты природного газа уменьшаются на 4,3 млрд м3, ежегодный экономический эффект – 22,6 млрд грн (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, И.В. Дремин).

3. С учетом требований Директивы ЕС 2010/75/EU о промышленных выбросах до 2034 года разработаны методы и средства определения оптимальной структуры генерирующих мощностей Объединенной энергетической системы Украины, применение которых позволяет сформировать Национальный план действий в электроэнергетике Украины с доведением экологических показателей украинских электростанций до норм ЕС (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, Т.П. Нечаєва, А.И. Спитковский).

2014 год

1. Впервые разработаны теоретические принципы и создана новая многоуровневая система математических моделей (оптимизационных, имитационных, специализированных расчетных жизненного цикла технологических объектов) в детерминированно-стохастической постановке, которая позволяет получить согласованные прогнозы развития экономики и энергокомплекса страны при растущей неопределенности условий их функционирования для обеспечения необходимых объемов спроса на энергию и топливо на долгосрочную перспективу (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, Б.А. Костюковский, С.В. Шульженко, И.Ч. Лещенко, Т.П. Нечаева).

2. Совместно с Международным институтом прикладного системного анализа (IIASA, Австрия) в рамках научного проекта "Комплексное моделирование управления безопасным использованием продовольственных, водных и энергетических ресурсов с целью устойчивого социального, экономического и экологического развития" разработаны математические модели, алгоритмы и программно-информационные средства, которые позволяют рассчитывать с заранее заданной вероятностью диапазоны технико-экономических показателей основных классов технологий энергетики при условиях неопределенности и даже противоречивости входной информации. Эти модели являются особенно актуальными при выполнении исследований из долгосрочного (больше 30 лет) развития энергетики, которое кроме современных предусматривает использование перспективных технологий, точных показателей которых на данное время нет. Работы выполняются в сотрудничестве с ведущими специалистами таких научных проектов IIASA, как "Усовершенствованный системный анализ" и "Снижение выбросов загрязнителей и парниковых газов в воздух" (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, С.В. Шульженко, И.Ч. Лещенко).

2013 год

1. Впервые разработаны основы теории адаптивных систем автоматического регулирования частоты и мощности (АРЧП) в объединенных энергосистемах (ОЕС), синтезированных на базе пассивных регуляторов. Адаптивные функции в системах АРЧП формируются в виде небаланса мощности в период ударных возмущений с использованием технологических данных конкретной ОЕС и текущих показателей круговой частоты и ее производной. Построение адаптивных систем АРЧП на основе потребителей-регуляторов почти втрое повышает их быстродействие по сравнению с системами АРЧП на традиционных пропорционально-диференциированно-интегральных регуляторах. Указанные результаты являются основой для создания принципиально новой, гибкой, высокоэффективной структуры системы АРЧП с использованием быстродействующих, адаптивных потребителей-регуляторов (акад. НАН Украины М.Н. Кулик, И.В. Дремин).

2. Для сложных технологических объектов топливно-энергетического комплекса (ТЭК) разработаны математические модели определения показателей эффективности их функционирования в течение жизненного цикла, которые отличаются от существующих учитыванием технологических особенностей работы энергетических объектов, требований нормативно-правовых актов относительно экологических ограничений, сочетанием с применяемым детерминированно-стохастическим методом, который позволяет определять диапазоны вероятного оптимального значения средневзвешенной себестоимости и цены продукции этих объектов. Модели имеют как самостоятельное значение (позволяют сопоставлять технологически разные энергетические объекты), так и используются для создания моделей прогнозирования функционирования и развития ТЭК Украины в целом в условиях неопределенности (С.В. Шульженко, И.Ч. Лещенко,
Б.А. Костюковский, А.И. Спитковский, Т.П. Нечаева).