Диссертация (Методология обеспечения энергетической безопасности при многоуровневом управлении территориальными общеэнергетическими системами), страница 7

К первой группе относится топливоорганического и неорганического происхождения. Органическое топливо составляет уголь,природный и попутный газ, нефть (мазут), сланцы, торф, дрова, биотопливо. Неорганическоетопливо формирует ядерное горючее. Ко второй группе относятся гидроэнергия, энергиясолнца, ветра, земных пород (гидротермальная и петротермальная), приливных волн и морскихтечений.Энергетическая продукция представляет собой электроэнергию и тепло (в виденосителей тепловой энергии).

Структура конечного использования энергетической продукциипо виду энергетических процессов в производстве имеет примерно следующий вид: силовыепроцессы с электрическим и механическим приводом – 20-30%, высокотемпературные29процессы,включаяэлектрохимическиеиэлектрофизические,-20-25%,средне-инизкотемпературные процессы – 40-60%, остальное приходится на прочие процессы [76, 174].Производственная структура общеэнергетической системы страны представлена наПродукция отраслей народного хозяйстваОсветительныеприборыЭлектроиспользующие установкиЭлектроэнрегияГЭССветлыепродуктыКЭСМазутНефтепродуктыСредне инизкотемпературные,процессыСиловые установкис механическимприводомТеплоиспользующиеустановкиПромышленныепечиОтопительные печии бытовые приборыПроизводствоэнергетическойпродукцииЭлектродвигателиВысокотемпературные,электрофизические, ихимические процессыОсвещениеПар и горячая водаНепаротурбинныеэлектростанцииКокс и побочныепродуктыТЭЦПродуктыобогащениятопливаКотельныеСортированныетопливаБрикетыИскусственный газ,жидкое топливо идр.ПобочныеэнергетическиепродуктыПереработка энергетических ресурсовНефтепереработкаКоксованиеНефтьОбогащениеУгольСортировкаГаз (природный ипопутный)БрикетированиеСланецТорфПиролиз, синтез,гидрогенизацияДроваГидроэнергияДобыча энергетических ресурсовЯдерноегорючееПрочиеПроизводство энергетических ресурсовСиловые процессыКонечное использованиеэнергетическойпродукциирисунке 1.2.Природные энергетические ресурсыРисунок 1.2.

– Характеристика производственной структуры общеэнергетической системыстраныИсточник: составлено автором на основании [76, 174, 176]Балансовая структура характеризует распределение энергетических ресурсов по видамэнергогенерирующих установок (электростанции, котельные) и энергетической продукции потипу потребителей с учетом производственных и транспортных потерь, а также расходов насобственные нужды энергосистемы. Ее исследование предполагает анализ энергетическихбалансов на различных иерархических уровнях промышленного производства по продуктовотехнологическому принципу.30Приближенная характеристика балансовой структуры общеэнергетической системыстраны представлена на рисунке 1.3. Коэффициент полезного использования первичныхисточников энергии составляет около 37% [76, 173].Первичные источники энергии (100%)Уголь (28%)Прочее (9%)Отопительныепечи и бытовыеприборы (10%)Электроэнергия(6%)11% 11%Пар и горячаявода (22%)Котельные (15%)4%Промышленные печи(18%)19%Двигатели имеханизмы(18%)Электростанции (38%)Нефтепродукты (36%)1%Установки прямого использованиятоплива (46%)Природный газ (27%)6%2%Потери (63%)Средне и низкотемпературныепроцессы5%16%Высокотемпературные процессы7%1%Силовые процессы3%4%Рисунок 1.3 – Характеристика балансовой структуры общеэнергетической системы страныИсточник: разработано автором на основании [76, 174, 199, 206]Организационная структура описывает иерархию подсистем общеэнергетическойсистемы, в основе которой находятся производственный и территориальный признаки.Производственныйпризнакхарактеризуетвертикальнуюотраслевуюсвязьподсистемами, территориальный признак определяет горизонтальные связи.междуСогласнопроизводственному признаку общеэнергетическая система состоит из функциональных систем,таких как системы топливообеспечения и тепло- и электроснабжения, и, в свою очередь, входитв состав межотраслевой системы.

Территориальный признак позволяет рассматриватьобщеэнергетическую систему на различных территориальных уровнях, характеризующихсяналичием центра административного управления.Общеэнергетическая система страны охватывает основные элементы и связи ееэнергетического комплекса и характеризует единство энергетического хозяйства.

Приинтеграцииэкономикгосударствиформированиимежстрановогоэкономическогопространства общеэнергетическая система может быть единой для группы стран [71, 72, 183,31195]. В свою очередь, общеэнергетическая система страны разбивается на территориальныеобщеэнергетические системы, включая узлы энергоснабжения, в роли которых могут выступатьпромышленные центры, города, сельскохозяйственные районы [76, 295]. Совокупностьэнергетических установок и транспортно-энергетических связей данных узлов и центровэнергоснабжения образуют локальные системы энергоснабжения (в частности, системыэнергоснабжения предприятий (распределенная генерация)), элементами которой являютсяотдельные потребители энергии.Если производственная и балансовая структура описывают отраслевые связи междуфункциональными системами энергетики и потребителями, то организационная структураобщеэнергетической системы характеризует ее с позиции единства функций управления.Классификация общеэнергетических систем согласно уровням организации управления,представлена на рисунке 1.4.ОБЩЕЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМАМеждународногоэкономическогопространстваТерриториальноадминистративногообразованияСтраныМакрорегионаРегионаЭкономическогорайона (12)Субъекта страны(85)ПредприятияУзлаГорода и поселкагородского типа(2386)Сельскогонаселенного пункта(153125)ПромышленногоузлаРисунок 1.4 – Классификация общеэнергетических систем согласно уровням организацииуправленияИсточник: разработано авторомОбщеэнергетическая система характеризуется следующими комплексами свойств:структурные, движения, управляемости [176, 177].Структурные свойства, в первую очередь, описывают уровень централизацииобщеэнергетической системы, определяющий ее целостность.

Также они характеризуютспособность существующей структуры материально-технической базы и органов управленияобеспечить возможность наиболее эффективного развития и функционирования системы.32Свойства движения определяют динамичность, гибкость и экономичность развитияэнергосистемы. Динамичность характеризует изменение во времени параметров и процессовэнергосистемы.

Причем чем выше способность системы сохранять во времени структурнуюстабильность, тем меньше проявляется свойство динамичности. Гибкость описываетспособность энергосистемы с необходимой скоростью изменять свою структуру дляобеспечения устойчивого развития при возможных возмущениях, вызванных внешнимифакторами, и, в свою очередь, определяется свойствами инерционности, адаптируемости инадежности системы.

Экономичность определяет способность энергосистемы осуществлятьсвое развитие во времени с минимальными затратами труда [76, 176].Свойства управляемости характеризуют уровень недостаточной определенности дляполучения и принятия оптимального решения о развитии энергосистемы, обусловленныймногокритериальностью выбора таких решений и неполнотой информации у органовуправления [145, 174].Кромеизложенныхобщихсвойствможновыделитьспецифическиесвойстваобщеэнергетических систем [76, 145, 174]:1.

широкаявзаимозаменяемостьэлементов,связейипродукции,позволяющаярассматривать общеэнергетическую систему как единое энергетическое хозяйство всоответствии с его территориальной принадлежностью,2. большаянароднохозяйственнаязначимостьпроизводимойпродукции,и,соответственно, наличие у общеэнергетической системы многочисленных внешнихсвязей,3.

определяющее влияние общеэнергетической системы на развитие экономики, а также наразмещение производительных сил,4. cложность структуры общеэнергетической системы, вызванная ее масштабностью ииерархическими связями подсистем,5. материальнаяприродаосновныхсвязей(электрических,трубопроводных)общеэнергетической системы,6. непрерывность во времени процессов производства, распределения и потребленияэнергии.Исследование общеэнергетических систем включает в себя анализ их свойств,разработку методов и моделей обоснования их развития и управления функционированием.Общеэнергетические системы обладают свойствами, неизвестными на уровне энергетическихобъектов, получивших название системных свойств.

Системные свойства необходимо33устанавливать и исследовать для придания общеэнергетической системе целесообразныххарактеристик с помощью управления ее функционированием и развитием.1.1.3 Общие тенденции развития общеэнергетических системСистемные исследования энергетического комплекса проводятся для анализа тенденцийи закономерностей развития энергетики на различных территориальных уровнях с цельюразработки научных основ энергетической политики и механизмов ее реализации с позицииобеспечения энергетической безопасности.

Результаты проведенных исследований измененияпроизводственной и балансовой структуры общеэнергетической системы страны приведеныниже. Рассматривалась динамика таких показателей как:структуры производства энергетических ресурсов,структуры потребления энергетических ресурсов,структуры потребления энергетических ресурсов энергетическим комплексом,структуры потребления энергетических ресурсов по видам энергоустановок,структуры производства электроэнергии по видам энергоустановок,структуры производства тепла по видам энергоустановок,структуры потребления электроэнергии по видам потребителей,структуры потребления тепла по видам потребителей.Динамика структуры производства и потребления первичных энергетических ресурсов(в млн т.у.т) в России представлена на рисунках 1.5 и 1.6.Нефть, включая газовый конденсат752723774733755742770746752742763731770725Газ природный и попутныйУголь2252402472522642702151171181181231231261262010201120122013201420152016Электроэнергия, выработаннаягеотермальными, ветровыми,солнечными, атомными игидроэлектростанциямиРисунок 1.5 – Динамика структуры производства энергоресурсов в РоссииИсточник: составлено автором на основании [199, 206, 207]34533546536532530Нефть, включая газовый конденсат504503Газ природный и попутныйУголь2052132102162042121291101341101401111291151251151271181251242010201120122013201420152016184Электроэнергия, выработаннаягеотермальными, ветровыми,солнечными, атомными игидроэлектростанциямиРисунок 1.6 – Динамика структуры потребления энергоресурсов в РоссииИсточник: составлено автором на основании [199, 206, 207]Объем производства основных энергетических ресурсов в стране составляет около 1900млн т.у.т., из них на органическое топливо приходится 1770 млн т.у.т.