16.2.3. Матрица систематических потерь.

Оценка экономической полезности прогнозов температуры воздуха для ТЭЦ

В случае многофазового прогноза Л_у и соответствующих дейст­вий потребителя d_k на основании формулы (11.21) устанавливается полный набор возможных систематических потерь. Матрица систе­матических потерь h-то порядка позволяет определить средние потери на ТЭЦ при использовании как методических (i?_M), так и инерцион­ных (В_ин) прогнозов. Тем самым устанавливается величина сбере­женных материальных ценностей ДR = R„_n -R_u и как итог — эконо­мический эффект Э и экономическая эффективность Р прогнозов температуры воздуха. Оценка выполняется в двух вариантах: при стратегии доверия прогнозам и оптимальной стратегии S%_nr.

16.2.4. Оценка ресурсосбережения в теплоэнергетике

Ресурсосбережение в данной системе энергетики рассматривает­ся как снижение расхода топлива на ТЭЦ. Это достигается в ситуа­циях избыточного теплоснабжения. Ошибки-страховки, содержа­щиеся в методических прогнозах, значительно меньше подобных ошибок при использовании текущей погоды.

Величины снижения потерь при избыточном теплоснабжении (Q„) и штрафных расходов при недодаче тепла (Q„) рассчитываются по формулам

AL„=k₂ARr, (16.20)

где ftj = ———, k₂ = ———, = га* / га, • = 1 (по главной диагонали

^Пи + ^Пи ^Пп + ^Пк

в матрице сопряженности за т лет); п'_п — число удачных прогнозов. 394

Количество сбереженной тепловой энергии при известной стои­мости выработки 1 Гкал составляет:

(16.21)

Сбереженное количество топлива определяется с учетом расхода топлива у на выработку единицы тепловой энергии (кг у.т/Гкал). Отсюда

АМ_П=ДЕ_пу.

При расчетах, выполняемых за ряд лет (тп), сбережение топлива за один отопительный сезон есть величина

дм_п=-дм„.

Общий алгоритм расчета ресурсосбережения приведен на рис. 16.4.

16.3. Оптимальное использование метеорологической информации на других предприятиях тэк

Опасными явлениями погоды для электроэнергетики являются грозы, гололед и ветер (гололедно-ветровая нагрузка), налипание и замерзание мокрого снега. Защитные меры при прогнозе отложе­ния гололеда толщиной более 5 мм включают организацию специ­альных бригад, оснащенных техникой для предотвращения и быст­рой ликвидации аварийных ситуаций. Частью защитного комплек­са является подача тока высокого напряжения на участки с наибо­лее опасным отложением гололеда (плавка льда). Организация и проведение подобных защитных мер являются дорогостоящим ме­роприятием.

(16.22)

(16.23)

Ошибки пропуска гололедных явлений приводят к большим по­терям. Как отмечал А. И. Бедрицкий в одной из работ, 1 февраля 1997 г. в Республике Адыгея из-за отсутствия наблюдений в пред­горных и горных районах не удалось с достаточной заблаговремен- ностью предсказать сильные гололедные отложения и налипание мокрого снега. Энергетиками не были проведены предупредитель­ные плавки льда на линиях электропередачи (ЛЭП). В результате было разрушено 12 опор ЛЭП, прекратилось энергоснабжение горо-

Параметры ТЭЦ: Q_Р. t„, a_4Q, AQ₀

Функции теплопотерь, Q„,

Прогнозы t для ТЭЦ

Фактические значения t

Q„

Функция метеорологических потерь на ТЭЦ, S(Af„p)
ч:
Методические прогнозы. Матрица сопряженности (Пу)м				Инерционные прогнозы. Матрица сопряженности (%)„„
		»				*

Матрица систематических потерь (Л_4/)_и

Матрица систематических потерь (R_kj)„

„

Оптимальные условия.

Поиск &_опт => Л_опт = mini?

< fi»>

Оценка параметров экономической полезности, Э, Р

Оценка ресурсосбережения, ДМ

Рис. 16.4. Алгоритм расчета ресурсосбережения на ТЭЦ

.да Сочи, городское хозяйство было парализовано. Причиненный ущерб в Адыгее был оценен в 525 млрд. руб. (по оценкам до дено­минации), в Сочи в 120 млрд. руб. При наличии необходимой на­блюдательной сети это стихийное явление можно было спрогнози­ровать и избежать огромных потерь в экономике.

В случае ошибок-пропусков обнаруживаются два вида потерь, образующих общие непредотвращенные потери:

Si2=S;₂+Sf₂, (16.24)

где S,'₂ — потери непосредственно в электросистеме; S"₂ — потери на производстве, в организациях сельского хозяйства и на ряде других объектов — потребителей электроэнергии.

Величина S"₂ на данном объекте определяется по формуле

S"₁₂=Wxa, (16.25)

где W — количество энергии (кВт), недополученной потребителем; т — время перерыва электроснабжения, ч; а — удельный убыток (рубДкВт • ч)) (табл. 16.6).

Таблица 16.6 Удельный убыток (рубДкВт • ч)) по некоторым отраслям народного хозяйства при различной длительности перерывов т, 1980-е годы Отрасль хозяйства		Средний ожидаемый убыток S'2
		т <20 ч		т >20 ч	т <3 ч	т >3 ч
Городское жилищно-коммунальное	2,7		4,55
хозяйство
Сельское хозяйство с учетом произ­	0,8		2,2
водственных процессов
Сельский жилищно-коммунальный	0,88		2,95
сектор
Промышленность				0,9	0,46
Строительство				0,96	0,76
Транспорт				0,26	0,50

Устанавливается суммарное значение S"₂ по всем объектам- потребителям.

При известной величине S,, — затрат на предотвращение повреж­дений (плавка льда, его механическое удаление) — разработка матри­цы потерь по данному АО „энерго" не представляет сложности.⁴⁰

В теплую часть года работу электросетей лимитируют грозы. С приближением грозы сеть переводится на грозовой режим работ. Это и есть предупредительная мера, которая предусматривает огра­ничение электронагрузок на подстанции, перевод на более безопас­ный режим работы ряда приборов и механизмов и др.

Экономическая полезность прогнозов погоды устанавливается в системе добычи полезных ископаемых (уголь, нефть, газ и др.). В открытых карьерах (разрезах) могут образоваться такие метеороло­гические условия, при которых возникает туман, переходящий в смог с опасной концентрацией СО на глубоких горизонтах.

Простои вскрышных поездов на угольных разработках достига­ют 20 % календарного времени. В значительной мере они связаны с метеорологическими причинами. В случае туманов и загазованно­сти работа в карьере останавливается полностью. Весь обслужи­вающий персонал поднимается „наверх". Это чрезвычайно дорого­стоящая защитная мера. Простой в работе в течение 460 ч Коркин- ского карьера вблизи Челябинска из-за тумана и загазованности (ноябрь 1967 г.) нанес убыток около 1,5 млн. руб. Активные защит­ные меры (теплотроны, реактивные двигатели и др.) пока не дают желаемых результатов.

Экономически выгодное природопользование возможно только при условии, что в хозяйственной деятельности учитываются про­гнозы и гидрометеорологическая информация.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ И ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ НА ТРАНСПОРТЕ

В единую транспортную систему входят следующие виды транс­порта: железнодорожный, автомобильный, морской, речной, воз­душный и трубопроводный. Все виды транспорта, выполняющие транспортировку продукции, относятся к сфере материального производства.

Каждый вид транспорта отличается спецификой работы. При определении зависимости вида транспорта от условий погоды выде­ляют такие особенности транспорта, как скорость, грузо- или пас- сажировместимость, маневренность, автономность и степень обес­печенности укрытием. Скорость транспортного объекта V (км/ч) является одним из важных свойств перемещения грузов или пас­сажиров.

Грузоподъемность транспортного объекта, как и пассажировме- стимость, определяют провозную способность: грузооборот и пасса- жироперевозки. Приведенные две характеристики — скорость и грузоподъемность — важнейшие свойства транспорта, определяю­щие товарооборот.

Мобильность транспортной системы — один из основных пока­зателей эффективности экономики.

Маневренность ( a.V) транспортного объекта — способность дви­гаться в любом направлении. Коэффициент а = 1 отражает макси­мальную маневренность (по всем 16 румбам). Такой маневренно­стью обладают авиация и морской флот. Для речного флота а = 2/16, аналогичная оценка допускается и для железнодорожного транспорта, полностью „привязанного" к железнодорожным путям. Для автомобильного транспорта допускается а = 3/16.

Автономность — способность данного вида транспорта обеспе­чить себя (техническое и энергетическое обеспечение) без связи с базой. Наибольшей автономностью обладает морской транспорт.

Степень обеспечения укрытия от опасных гидрометеорологиче­ских явлений. Максимальную степень укрытия по пути движения имеет автомобильный транспорт. Приведенные характеристики транспорта отражают его постоянную зависимость от условий погоды.

Основная задача специализированного метеорологического обеспечения транспорта состоит в том, чтобы обеспечить безопас­ность, регулярность и экономичность.

17.1. Железнодорожный транспорт

В транспортной системе страны железнодорожный транспорт занимает ведущее место. В конце XX в. на его долю приходилось более 60 % суммарного грузооборота. В 1996 г. по железной дороге было перевезено 80% материализованного продукта.

Железнодорожный транспорт — это современная разветвленная отрасль народного хозяйства, которая позволяет наиболее эффек­тивно устанавливать связь со всеми субъектами Российской Феде­рации. Конечно, еще огромные территории страны на Севере, в Си­бири, на Дальнем Востоке не имеют достаточно разветвленной сети железных дорог.

К основным функциям железнодорожного транспорта относят­ся: формирование подвижного состава — грузовых и пассажирских поездов — и перевозка по железной дороге.

На железнодорожных узлах осуществляется централизованное управление всеми службами. Основными службами являются:

• служба движения — осуществляет перевозку пассажиров и грузов;

• служба пути и сооружений — обеспечивает рабочее и надеж­ное состояние путей и инженерных сооружений;

• служба сигнализации и связи — обеспечивает бесперебойную телефонную связь и радиосвязь на дороге, работу автоблокировки и диспетчерской централизации;

• служба электрификации — обеспечивает движение поездов на электрической тяге;

• локомотивная служба — обеспечивает перевозку с помощью электровозов и тепловозов;

• вагонная служба — обеспечивает работу вагонного парка;

• грузовая служба — обеспечивает погрузо-разгрузочные работы.

Главная задача всех служб — обеспечить безопасное и беспере­бойное движение. Однако выполнение этих специфических задач каждой службой возможно только при оптимальном использовании гидрометеорологической информации.

К неблагоприятным условиям погоды для железнодорожного транспорта относятся: снегопады, метели, мокрый снег с после­дующим резким понижением температуры, гололед и зернистая изморозь, опасные низкие температуры (-25 °С и ниже), жара (25 °С и выше), приводящая к повышению температуры рельсов и их деформации, сильный ветер (> 15 м/с), дожди и ливни (30-^-50 мм и более за сутки).

Внедрение в практику железнодорожного транспорта все новых элементов автоматического и электронного оборудования только увеличивает его зависимость от погоды, повышает чувствительность технических систем к изменениям метеорологических величин.

Прогностическая информация разрабатывается на геофизиче­ских станциях (ГФС), подчиненных Министерству транспорта. Ос­новной информацией являются штормовые предупреждения и опе­ративные прогнозы о снегопадах и метелях.

Экономический эффект использования метеорологических про­гнозов для данного вида транспорта достигается за счет снижения простоев, увеличения грузооборота, сохранения графика перевозок и улучшения других показателей работы.

Можно принять следующую общую схему построения матрицы потерь с учетом специфики конкретных работ на железнодорожном транспорте. Так, зимой основной прогностической информацией для железнодорожного узла будут предупреждения о снегопадах, метелях, гололедах и туманах.

Наибольшие осложнения в работе железнодорожного узла вы­зывают общие метели. В случае кардинальных мер защиты величи­ны s_n = s₁₂ представляют собой средние затраты на заблаговременное введение в действие защитных мер (снегоочистительной техники, пневматических систем на стрелочных переводах). Сюда же входит и оплата обслуживания мер защиты. Прямые потери s₂₁ определя­ются последствиями простоя железнодорожного транспорта на всех участках работ.

Разработка производственного регламента, определяющего вы­бор оптимального решения, основана на принципах расчета сред­них (байесовских) потерь R. По известным матрицам потерь ||s,_; || и

сопряженности методических и инерционных прогнозов опре­деляются средние потери Д_м и R_mi, что позволяет в итоге оценить

экономический эффект Э и метеорологическую эффективность Р (см. формулы (14.13) и (14.14)).