Методы и модели формирования и обоснования эффективности и надежности централизованно-распределенных теплоснабжающих систем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предлагается методология решения задач оптимального развития теплоснабжающих систем: анализа зон эффективности и надежности теплоснабжения потребителей. При решении обеих задач применяется узловой подход, позволяющий получать наиболее детализированные результаты, максимально адаптированные к реальным условиям. На основе предложенных методов и моделей разработан алгоритм трансформации существующих теплоснабжающих систем в централизованно-распределенные системы с имплементацией просьюмеров (активных потребителей) для покрытия нагрузки, выходящей за границы эффективности централизованного теплоснабжения.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Стенников

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: sva@isem.irk.ru
Россия, Иркутск

И. В. Постников

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: postnikov@isem.irk.ru
Россия, Иркутск

Е. Е. Медникова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Email: isem348@mail.ru
Россия, Иркутск

Список литературы

  1. Сеннова Е.В., Сидлер В.Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем. Новосибирск: Наука, 1987.
  2. Lund H., Østergaard P., Chang M., et al. The status of 4th generation district heating: Research and results. Energy, 2018, Vol. 164, pp. 147–159.
  3. Revesz A., Jones P., Dunham C., et al. Developing novel 5th generation district energy networks. Energy, 2020, Vol. 201, 117389.
  4. Kallert A., Egelkamp R., Bader U., et al. A multivalent supply concept: 4th Generation District Heating in Moosburg an der Isar. Energy Reports, 2021, Vol. 7(4), pp. 110–118.
  5. Pakere I., Gravelsins A., Lauka D., et al. Linking energy efficiency policies toward 4th generation district heating system. Energy, 2021, Vol. 234, 121245.
  6. Brange L., Englund J., Lauenburg P. Prosumers in district heating networks – A Swedish case study. Applied Energy, 2016, Vol. 164, pp. 492–500.
  7. Zinsmeister D., Licklederer T., Christange F., et al. A comparison of prosumer system configurations in district heating networks. Energy Reports, 2021, Vol. 7(4), pp. 430–439.
  8. Gross M., Karbasi B., Reiners T., et al. Implementing prosumers into heating networks. Energy, 2021, Vol. 230, 120844.
  9. Pipiciello M., Caldera M., Cozzini M., et al. Experimental characterization of a prototype of bidirectional substation for district heating with thermal prosumers. Energy, 2021, Vol. 223, 120036.
  10. Федеральный закон от 27.07.2010 №190-ФЗ (ред. от 29.12.2014) “О теплоснабжении”.
  11. Якимов Л.К. Предельный радиус действия теплофикации. Тепло и сила, 1931, № 9, С. 8–10.
  12. Семенов В.Г., Разоренов Р.Н. Экспресс-анализ зависимости эффективности транспорта тепла от удалённости потребителей. Новости теплоснабжения, 2006, № 6, С. 36–38.
  13. Папушкин В.Н. Радиус теплоснабжения. Хорошо забытое старое. Новости теплоснабжения, 2010, № 9, С. 44–49.
  14. Чичирова Н.Д., Ахметова И.Г. Оценка эффективного радиуса систем централизованного теплоснабжения города Казани. Труды Академэнерго, 2016, № 1, С. 89–95.
  15. Папушкин В.Н., Полянцев С.О., Щербаков А.П., Храпков А.А. Методика расчета радиуса эффективного теплоснабжения для схем теплоснабжения. Электронный ресурс “РосТепло.ру”. URL: https://www.rosteplo.ru/Npb_files/npb_shablon.php?id=1601 (дата обращения 21.07.2022).
  16. Меренков А.П., Хасилев В.Я. Теория гидравлических цепей. Москва: Наука, 1985.
  17. Penkovskii A., Stennikov V., Mednikova E., Postnikov I. Search for a market equilibrium of Cournot-Nash in the competitive heat market. Energy, 2018, Vol. 161, pp. 193–201.
  18. Приказ Минэнерго России № 565, Минрегиона России № 667 от 29.12.2012 “Об утверждении методических рекомендаций по разработке схем теплоснабжения”.
  19. Медникова Е.Е., Стенников В.А., Постников И.В. Разработка методики оценки эффективности присоединения новых потребителей к теплоснабжающей системе. Промышленная энергетика, 2018, № 2, С. 13–20.
  20. Стенников В.А., Медникова Е.Е., Постников И.В. и др. Разработка методики расчета радиуса эффективного теплоснабжения. Промышленная энергетика, 2017, № 11, С. 25–32.
  21. Stennikov V., Iakimetc E. Optimal planning of heat supply systems in urban areas. Energy, 2016, Vol. 110, pp. 157–165.
  22. Stennikov V., Mednikova E., Postnikov I., Penkovskii A. Optimization of the effective heat supply radius for the district heating systems. Environmental and Climate Technologies, 2019, Vol. 23(2), pp. 207–221.
  23. Сеннова Е.В., Смирнов А.В., Ионин А.А. и др. Надежность систем теплоснабжения. Новосибирск: Наука, 2000.
  24. Postnikov I., Stennikov V. Modifications of probabilistic models of states evolution for reliability analysis of district heating systems. Energy Reports, 2020, Vol. 6, pp. 293–298.
  25. СНиП 41-02-2003 “Тепловые сети'. М.: Министерство регионального развития Российской Федерации, 2012.
  26. Стенников В.А., Постников И.В. Комплексный анализ надежности теплоснабжения потребителей. Известия РАН. Энергетика, 2011, № 2, С. 107–121.
  27. Stennikov V.A., Postnikov I.V. Methods for the integrated reliability analysis of heat supply. Power Technology and Engineering, 2014, Vol. 47(6), pp. 446–453.
  28. Stennikov V.A., Postnikov I.V. Methodological support for a comprehensive analysis of fuel and heat supply reliability. In: “Sustaining power resources through energy optimization and engineering”) by ed. Vasant P. and Voropai N.I. Hershey PA: Engineering Science Reference (an imprint of IGI Global), 2016.
  29. Postnikov I. Application of the Methods for Comprehensive Reliability Analysis of District Heating Systems. Environmental and Climate Technologies, 2020, Vol. 24(3), pp. 145–162.
  30. Postnikov I., Stennikov V., Mednikova E., Penkovskii A. Methodology for optimization of component reliability of heat supply systems. Applied Energy, 2018, Vol. 227, pp. 365–374.
  31. Postnikov I., Stennikov V., Penkovskii A. Prosumer in the district heating systems: Operating and reliability modeling. Energy Procedia, 2018, Vol. 10, pp. 2530–2535.
  32. Penkovskii A., Stennikov V., Kravets A. Bi-level modeling of district heating systems with prosumers. Energy Reports, 2020, Vol. 6(2), pp. 89–95.
  33. Стенников В.А., Постников И.В., Пеньковский А.В. Методы и модели оптимального управления теплоснабжающими системами с активными потребителями тепловой энергии. Известия Российской академии наук: Энергетика, 2021, № 3, С. 12–23.
  34. Стенников В.А., Пеньковский А.В., Кравец А.А. Двухуровневое моделирование теплоснабжающих систем с учетом активных потребителей. Промышленная энергетика, 2021, № 6, С. 10–19.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Иллюстрация методов определения границ эффективности теплоснабжения в ТСС на основе критерия РЭТ: (а) интегральный подход – для каждого ИТ определен единый радиус из предположения о равномерности распределения тепловой нагрузки; (б) предлагаемый узловой подход – решения получены по узлам каждой магистрали от источников системы.

Скачать (136KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Методика определения РЭТ в ТСС.

Скачать (255KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Основные компоненты комплексного анализа надежности ТСC.

Скачать (334KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Алгоритм решения исследуемых задач развития централизованно-распределенных ТСС: блок A – определение границ эффективности централизованного теплоснабжения исходной схемы на основе критерия РЭТ; блок B – анализ надежности в границах эффективности с переходом к блоку синтеза (обеспечения) надежности при необходимости; блок C – определение границ эффективности распределенного сектора теплоснабжения, формируемого из узлов исходной схемы, находящихся за границами РЭТ; блок D – анализ и обеспечение надежности распределенного сектора теплоснабжения на базе просьюмера.

Скачать (439KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Этапы формирования централизованно-распределенных ТСС с определяющими критериями экономической эффективности (радиус эффективного теплоснабжения) и надежности теплоснабжения (узловые показатели надежности).

Скачать (412KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024