Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Хабачев пособие - 2014 испр..doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
6.26 Mб
Скачать

8.2. Критерии и условия технико-экономического обоснования развития генерирующих мощностей

При оптимизации перспективной структуры генерирующих источников по типам электростанций и видам энергоресурсов, при выборе зон размещения генерирующих источников в ЕЭС страны, при обоснованиях сооружения генерирующих источников, подлежащих сооружению за счет бюджетных средств технико-экономические обоснования должны выполняться с использованием критериев сравнительной (общественной) эффективности в форме приведенных дисконтированных затрат либо интегральных дисконтированных затрат определяемых с учетом фактора времени по выражениям (8.1) и (8.2) [28,31]. Данный подход обеспечивает обоснованную минимизацию цены электроэнергии, поставляемой потребителям всеми генерирующими источниками с оптового рынка электроэнергии и мощности и формирующейся с учетом как инвестиций в развитие генерирующих источников, так и их эксплуатационных затрат и затрат на топливо, а в общем случае и затрат на развитие межсистемных связей.

Т расч

Зприв.=∑ (rн*Kt +dИ пост. t +dИ топл. t ) (1+ rвр )1 – t (8.1)

t = 1

Тстр сл

Зсум = ∑ ( Kt+ Ипост. t топл. t ) (1+ rвр )1 – t (8.2)

t = 1

где К t - ежегодные капиталовложения в период строительства и ввода мощностей энергообъекта ( с учетом инвестиций в сети для выдачи мощности);

И пост. t - ежегодные постоянные издержки эксплуатации;

dИ пост. t - ежегодный прирост постоянных издержек эксплуатации;

И топл. t - ежегодные топливные затраты;

dИ топл. t - ежегодный прирост топливных затрат;

Т расч - срок от начала строительства до выхода объекта на проектные параметры по мощности и объему производства энергии;

Тстр - срок строительства и ввода мощностей энергообъектов;

Тсл - срок службы энергообъектов, равный 25 – 30 лет;

rн - норма прибыли на инвестиции, соответствующая ожидаемым на перспективу усредненным ставкам процентных выплат по привлекаемым заемным средствам - банковским кредитам, облигационным займам, а также обеспечивающая возможности осуществления финансирования из прибыли компаний социальных обязательств в соответствии с межотраслевыми тарифными соглашениями и осуществления дивидендных выплат. Как правило, величина нормы прибыли принимается на уровне не ниже 0,12;

rвр - коэффициент учета фактора времени, соответствующий ожидаемым на перспективу усредненным ставкам банковских депозитов, принимается на уровне 0,08.

Указанные критерии с целью обоснованной минимизации стоимости услуг по передаче электроэнергии и мощности также должны применяться при технико-экономических обоснованиях решений по развитию электрических сетей при разработке схем р

Общий объем прямых инвестиций (без учета привлечения заемных средств) для сооружения отдельного генерирующего объекта ориентировочно может быть определен по выражению (8.3)

К сум = α рез. i сн. i * Р ген. i * к уд. i (8.3)

Где Р ген. i - величина ввода мощности электростанции типа i , необходимого для покрытия нагрузки потребителей;

к уд. i – удельные капиталовложения на ввод 1 кВт мощности электростанции типа i, которые могут приниматься на основе обобщения проектных данных по стоимости сооружения либо реконструкции данного типа генерирующих установок либо определяться на основе смет на сооружение и реконструкцию отдельных объектов. Ориентировочные значения к уд. i приведены в разделе 5 ;

α рез и α сн - повышающие коэффициенты, учитывающие расход мощности для обеспечения собственных нужд электростанции и увеличение ЭЭС потребности ЭЭС в резервной мощности в зависимости от типа оборудования и единичной мощности энергоблоков на намечаемой к сооружению электростанции.

В случае привлечения заемных средств для сооружения и реконструкции объектов объем инвестиций должен учитывать объем средств, подлежащих выплате в виде процентов по банковским кредитам либо облигационным займам. Объем указанных средств определяется индивидуально в зависимости от схемы привлечения заемных средств и условий процентных выплат и погашения кредита либо облигационного займа.

Постоянные издержки эксплуатации (амортизация, заработная плата, текущий ремонт, общепроизводственные и управленческие расходы) могут быть приближенно приняты в %% от капиталовложения в соответствии с величинами, указанными в разделе 5.

Следует отметить, что при использовании в обоснованиях выражения (8.1) в составе постоянных издержек не должна учитываться амортизационная составляющая, поскольку амортизационные отчисления в соответствии со своей экономической сущностью являются источником возврата инвестиций (первоначальной стоимости объекта). В то же время в выражении (8.2) постоянные издержки должны учитываться в полном объеме, поскольку приведенные затраты являются аналогом дисконтированной стоимости продукции либо услуг энергетического объекта, определяемой через цену производства продукции и услуг и объема их производства.

Топливные затраты определяются по выражению (8.4)

И топл. t = α сн. i * Wt * b уд * s топл = α сн. i * Р ген * T год * b уд * s топл (8.4)

Где Wt - годовой отпуск электроэнергии от электростанции;

T год - годовое число часов использования вводимой мощности;

b уд - удельный расход условного топлива на производство 1 кВтч электроэнергии;

s топл - цена 1 тонны топлива, используемого на электростанции, при приведении к условному топливу.

Начиная с последнего года строительства и ввода мощностей энергообъектов до окончания срока службы, постоянные издержки эксплуатации и топливные затраты принимаются условно неизменными, соответствующими условиям нормальной эксплуатации энергообъектов.

Попарное сравнение вариантов сооружения электростанций должно осуществляться на принципах экономической и технической сопоставимости вариантов, включающих:

- равенство отпуска электроэнергии электростанций в энергосистему ( на рынки электроэнергии и мощности) с учетом различия в величинах собственных нужд электростанций, учитываемых коэффициентом α сн ;

- определение необходимых инвестиций и величин эксплуатационных издержек, исходя из одинакового уровня цен на оборудование, материалы и на оплату труда;

- учет в необходимых объемах инвестиций и затрат на сооружение электрических сетей для выдачи мощности электростанций;

- обеспечение по вариантам одинакового уровня надежности энергоснабжения потребителей, учитываемое путем введения коэффициентов α рез к вводимой мощности электростанций.

При технико-экономическом сравнении вариантов ввода и реконструкции мощностей в динамике развития ЭЭС сравниваемые варианты могут различаться составом, размещением, сроками и объемами ввода и реконструкции мощностей электростанций и сетей для выдачи их мощности в течение расчетного периода 10 – 15 лет.

Как и в отношении сравнения отдельных электростанций, в каждый год рассматриваемого периода должна быть обеспечена сопоставимость вариантов как по общим объемам отпуска мощности и электроэнергии от электростанций, так и по уровню надежности энергоснабжения потребителей путем прогнозирования необходимых вводов мощностей с учетом их влияния на изменение потребности ЭЭС в резервных мощностях.

Сравнение рассматриваемых вариантов развития генерирующих мощностей может осуществляться по критерию интегральных затрат с учетом фактора времени аналогично (8.2). Однако при этом длительность расчетного периода включает как расчетный период ввода и реконструкции мощностей, так и срок службы последнего из вводимых объектов.

При выполнении внестадийных проектных работ по прогнозированию и планированию развития ЭЭС и отрасли «Электроэнергетика», рассмотренных в разделе 2, могут выполняться следующие виды технико-экономических обоснований развития генерирующих мощностей:

- попарное сопоставление эффективности сооружения различных типов генерирующих источников, ввод которых необходим для покрытия возникающих в ЭЭС (ОЭС и ЕЭС) на перспективу дефицитов электрической и тепловой мощности и электрической и тепловой энергии. К данному виду обоснований может относиться сравнение эффективности сооружения ГЭС и КЭС - ПГУ, АЭС и КЭС – ПГУ, а также сопоставление централизованной схемы электро и теплоснабжения энергоузла при сооружении ТЭЦ либо децентрализованной схемы электро и теплоснабжения при сооружении КЭС - ПГУ для выработки электрической энергии и котельных для выработки тепловой энергии.

- комплексное сопоставление вариантов сооружения электростанций различного типа в динамике развития ЭЭС;

- оптимизация развития и размещения генерирующих источников различного типа в ЭЭС с использованием экономико-математических моделей.

При попарном сравнении генерирующих источников необходимо отметить специфические особенности обоснования эффективности сооружения ТЭЦ и возобновляемых источников энергии. Эффективность сооружения ТЭЦ определяется путем сравнения затрат по ТЭЦ (8.5) с суммой затрат по котельной, обеспечивающей поставку потребителям сопоставимого объема тепловой энергии, и затрат по КЭС (ПГУ), обеспечивающей поставку электрической мощности и энергии (8.6).

З тэц = rн рез.тэцсн.тэц К тэц.уд * Р н + И пост.тэц * α рез.тэцсн.тэц * К тэц.уд

*Рн+Wтэц*bуд.тэц ээ*sтопл + Qтепл.Т.тепл*bуд.тэц.тепл*sтопл (8.5.)

Зкот. = rнсн.кот. К кот..уд * Qтепл + И пост.кот. сн.кот. К кот..уд * Qтепл +

+ Qтепл.Т.тепл*b уд.кот.тепл. *s топл + rн рез.кэссн. кэс К кэс.уд * Р н +

+ Ипост.кэсрез.кэссн.кэскэс.удн + Wкэс *bуд.ээ кэс*sтопл (8.6)

где Р н , Qтепл - расчетные электрическая и тепловая нагрузка потребителей;

α рез.тэц, α сн.тэц - коэффициенты резервирования и собственных нужд для ТЭЦ;

α рез.кэс, α сн. кэс - то же для КЭС;

К тэц.уд , К кэс.уд - удельные капиталовложения на 1 кВт мощности ТЭЦ и КЭС;

К кот..уд - удельные капиталовложения на 1 Гкал тепловой мощности котельной;

И пост.тэц , И пост.кот. постоянные годовые эксплуатационные издержки по ТЭЦ и КЭС в %% от суммарных капиталовложений;

И пост.кот. - постоянные годовые эксплуатационные издержки по котельной в %% от суммарных капиталовложений;

Wтэц , Wкэс - годовые выработки электроэнергии на ТЭЦ и на КЭС;

bуд.ээ тэц , bуд.ээ кэс - удельные расходы топлива на выработку электроэнергии на ТЭЦ и на КЭС;

Т.тепл - годовое число часов использования тепловой нагрузки;

bуд.тэц.тепл , bуд.кот.тепл - удельные расходы топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ и на КЭС;

sтопл - цена топлива.

Обоснование сравнительной эффективности сооружения ТЭЦ или котельных для покрытия потребности в тепловой энергии с использованием критериев (8.5) и (8.6) ориентировано на достижение комплексного эффекта для всех конечных потребителей тепловой и электрической в региональных зонах тепло и электроснабжения.

В рыночных условиях, когда в качестве инвесторов в объекты электро и теплоснабжения выступают акционерные генерирующие компании либо компании теплоснабжения выбор варианта теплоснабжения будет зависеть от величины прогнозной прибыли, которую могут получить указанные компании за счет реализации электроэнергии (мощности) и теплоэнергии на соответствующих энергетических рынках.

В варианте сооружения ТЭЦ прибыль от реализации обоих видов продукции за срок службы объекта 25-30 лет может быть определена по выражению (8.7):

Тсл

Птэц = ∑ (Wотп тэц tопт ээ t + Qотп тепл t. .тепл t * цтепл t - К тэц

Ипост.тэц t * К тэц - Wтэц *bуд.тэц ээ t *sтопл t

Qтепл t..тепл t*bуд.тэц.тепл*sтопл t ) (8.7)

В варианте сооружения котельной прибыль может быть получена только за счет реализации теплоэнергии на рынке тепла.

Тсл

Пкот = ∑ (Qотп тепл t..тепл t тепл t - К кот - Ипост.кот t * К кот -

- Qтепл t. .теп лt *bуд.кот.тепл *sтопл t (8.8)

* в указанных критериях постоянные издержки не включают амортизационные отчисления

где Wотп тэц t - годовой отпуск электроэнергии от ТЭЦ в год t ;

цопт ээ t - цена поставки электроэнергии от ТЭЦ на оптовый рынок;

Qотп тепл t. объем отпуска тепловой энергии потребителям в год t ;

цтепл t - цена поставки тепловой энергии на региональный рынок тепла;

К тэц , К кот - суммарные капиталовложения по ТЭЦ и котельной ;

Как видно из сравнения подходов к обоснованию схем раздельного и комбинированного электро и теплоснабжения с использованием критериев сравнительной эффективности (8.5) и (8.6) и коммерческой эффективности (8.7) и (8.8) указанные подходы могут по разному влиять на уровни цен и тарифов на электро и теплоэнергию для конечных потребителей.

Обоснование сооружения объектов ВИЭ на гидроэнергии, ветровой энергии и солнечной энергии в соответствии нормативными положениями по стимулированию развития ВИЭ [ 10] осуществляется на базе механизма, аналогичного по экономическому содержанию договорам предоставления мощности (ДПМ) на ОРЭМ для новой генерации с использованием обычных видов энергоресурсов. В соответствии с указанными договорами инвесторам, осуществляющим инвестиции в новую генерацию, гарантируется оплата поставок мощности в течение 10 лет ( включая период строительства и начальный период эксплуатации) в объемах, согласованных с Системным оператором и Администратором торговой системы, и исходя из платы за поставки на ОРЭМ 1 кВт мощности, дифференцированной по типам вновь сооружаемой генерации и утвержденной регулирующими органом.

Цена мощности, поставляемой по ДПМ определяется, исходя из [10] :

- нормативных значений предельных удельных капиталовложений на сооружение и нормативных показателей постоянных издержек эксплуатации ВИЭ различного типа;

- определения расчетных удельных капиталовложений с использованием понижающих коэффициентов, отражающих степень локализации производства оборудования для установок ВИЭ на российских предприятиях

и возможность компенсации инвестиций в ВИЭ за счет продажи электроэнергии на ОРЭМ по маржинальным ценам;

- установленных нормативных сроков окупаемости инвестиций в ВИЭ и расчетных величин процентов по заемным средствам, привлекаемых для инвестирования в ВИЭ.

Для ВИЭ в зоне их размещения предусматривается, что вырабатываемая ими электроэнергия приобретается территориальными распределительными электросетевыми компаниями для компенсации потерь электроэнергии в электрических сетях. Цена на продажу электроэнергии электросетевым компаниям устанавливается, исходя из цен по ставки мощности по договорам предоставления мощности и прогнозных цен реализации электроэнергии на ДРМ.

При значительном количестве типов возможных к сооружению электростанций и районов их размещения в границах ОЭС и ЕЭС страны для поиска оптимальных решений по составу, размещению и объемам ввода мощностей электростанций при приближенном учете затрат на развитие сетевых связей могут использоваться специализированные математические модели. В бывшем СССР наиболее широкое распространение получили линейные оптимизационные модели [ 28,32 ]. В общем виде указанные модели при решении рассматриваемой задачи могут быть представлены следующими выражениями:

найти минимум целевой функции F = ∑ x i * c i (8.9)

i

при ограничениях α i j * x i b j (8.10)

x i ≥ 0

i j

где x i - оптимизируемая величина вводимой мощности энергетического объекта (электростанции, сетевой связи) либо производимой объектом энергии;

c i - удельные затраты на ввод мощности объекта либо производство единицы энергии;

α i j - технологические коэффициенты при неизвестных x i в системе ограничений, используемых для описания исходных условий оптимизации;

b j - количественные значения ограничивающих показателей.

Ниже приводится описание линейной модели для выбора структуры генерирующих источников в упрощенной двухузловой модели энергосистемы, представленной ниже.

ГЭС, ГТУ КЭС на газе

Рвл.сущ.

Рн1 + Ррез1 Рн2 + Ррез2

В качестве ограничивающих условий в модели должны выступать:

  1. Баланс покрытия годового максимума нагрузки и потребности в резерве мощности узлов 1 и 2 в виде

Х гэс + Х гту + Х р вл 1-2 - к пот.р р вл 2-1 ≥ Рн1 + Ррез1 (8.11)

То же для узла 2

Х кэс т1 + Х кэс т2 + к пот. вл 1-2 + Х вл 2-1 ≥ Рн1 + Ррез1 (8.12)

где Х гэс, Х гтунеизвестные, соответствующие возможным объемам ввода мощности ГЭС и ГТУ;

Х кэс т1 , Х кэс т2 - неизвестные, соответствующие возможным объемам ввода мощности на КЭС на газе с минимальным Тмин и максимальным Тмакс годовым числом часов использования располагаемой мощности;

Хр вл 1-2 , Хр вл 2-1 - неизвестные, соответствующие величинам перетока мощности из узла 1 в узел 2 и обратно;

к пот.р – коэффициент потерь мощности в сетевой связи при передаче мощности из узла 1 в узел 2 и обратно;

  1. Баланс покрытия потребности в электроэнергии узлов 1 и 2 в виде

Х гэс гэс + Х гтугту + Х э вл 1-2 - к пот.э э вл 2-1 = W1 (8.13)

Хкэс т1 мин + Хкэс т2 макс + к пот.э э вл 1-2 + Хэ вл 2-1 = W2 (8.14)

где Тгэс, Тгту – годовые числа часов использования располагаемой мощности ГЭС и ГТУ, принимаемые для ГЭС по проектным данным, для ГТУ в соответствии с ожидаемым годовым числом часом использования в пиковой части графиков нагрузки рабочих дней порядка 300-500 часов;

Тмин, Тмакс – числа часов использования располагаемой мощности КЭС в возможном диапазоне изменения, например, 3000 ч. и 7000ч.;

Х э вл 1-2 , Х э вл 2-1 - неизвестные, соответствующие величинам перетока электроэнергии из узла 1 в узел 2 и обратно;

к пот.э – коэффициент потерь электроэнергии в сетевой связи при передаче мощности из узла 1 в узел 2 и обратно;

  1. Ограничения по пропускной способности сетевой связи между узлами по передаче мощности и электроэнергии

Хр вл 1-2 + Хр вл 2-1 – Х вл.нов. Р вл.сущ. (8.15)

Х э вл 1-2 э вл 2-1 - Х вл.нов.* Твл Р вл.сущ. * Твл. (8.16)

где Р вл.сущ. - пропускная способность существующей сетевой связи по мощности;

Х вл.нов - пропускная способность новой сетевой связи по мощности;

Твл. – допустимое годовое число часов использования пропускной способности сетевой связи.

  1. Ограничение по годовому объему расхода газа.

Х гтугту *b гту+ Х кэс т1 мин*b кэс т1+ Х кэс т2 макс*b кэс т2 ≤ В газ (8.17)

Где bгту - удельный расход топлива на производство 1 кВтч на ГТУ;

bкэс т1, bкэс т2 - удельный расход топлива на производство 1 кВтч на производство электроэнергии на КЭС при минимальном и максимальном числе часов использования располагаемой мощности;

В газ - располагаемый годовой объем газа для ГТУ и КЭС

  1. Ограничение по объему капиталовложений (инвестиций) в сооружение энергетических объектов.

Х гтугту +(Х кэс т1 + Х кэс т2)*ккэс + Х гэс *кгэс вл.нов.*квл≤ К сум (8.18)

Где кгту, ккэс, кгэс, квл - удельные капиталовложения на 1 кВт мощности по типам электростанций и пропускной способности ВЛ;

К сум - располагаемый объем капиталовложений (инвестиций) в сооружение энергетических объектов.

Применительно к рассматриваемой модели ЭЭС оптимизируемая функция – минимум приведенных затрат ( интегральной стоимости производимой в ЭЭС электроэнергии) может быть представлена в следующем виде:

min З прив. сум = Х гэс *сгэс +Х гтугту кэс т1кэс т1 + Х кэс т2кэс т2 +

вл.нов.*свл (8.19)

где сгэс, сгту - удельные приведенные затраты на киловатт мощности ГЭС и ГТУ;

скэс т1, скэс т2 - то же на киловатт мощности КЭС при разных годовых числах часов использования располагаемой мощности КЭС,

Для ГЭС величина сгэс определяется по выражению

Кгэс (rн + И пост.гэс )

сгэс.= ------------------------- (8.20)

Ргэс.проект

или сгэсгэс.уд(rнпост.гэс)

Для ГТУ (и КЭС) величина сгту определяется по выражению:

сгту = кгту.уд(rнпост.гту) + bгту*sтопл.*Тгту (8.21)

где куд - удельные капиталовложения на 1 кВт мощности электростанций по типам;

ипост.удельные постоянные издержки эксплуатации в долях от удельных капиталовложений;

bудельные расходы топлива на производство 1 кВтч;

sтопл. – цена топлива;

rн = 1/ Токуп. – коэффициент эффективности капиталовложений ( норма прибыли), Токуп. – срок окупаемости капиталовложений.

Удельные приведенные затраты на 1 кВт пропускной способности сетевой связи свл определяются по выражению:

свл = квл (rнпост.вл) (8.22)

где квл - удельные капиталовложения на 1 кВт пропускной способности сетевой связи.

При необходимости более детального описания в модели суточных, недельных, сезонных и годовых режимов работы электростанций и перетоков мощности и электроэнергии по сетевым связям в модель наряду с неизвестными Х гэс, Х гту, Х кэс, соответствующими располагаемым мощностям электростанций различных типов, могут быть введены неизвестные, соответствующие мощностям участия электростанций указанных типов в покрытии балансов мощности зон рассматриваемых в модели характерных суточных графиков нагрузки в течение недели (рабочие и выходные дни) и по сезонам года (зима, лето). При этом каждый суточный график представляется в виде набора зон с различной продолжительностью нагрузки в течение суток.

Представление в модели характерных суточных графиков нагрузки по энергоузлам ЭЭС не только существенно повышает достоверность моделирования годовых режимов работы электростанций и величин перетоков мощности и электроэнергии по сетевым связям, но и позволяет вводить в модель уравнения и неравенства, отражающие технические ограничения по ресурсам суточной и годовой энергии для ГЭС и ГАЭС, по допустимой загрузке оборудования ТЭС и АЭС, а также экологические ограничения [28,32 ].

В тех случаях, когда в течение рассматриваемого периода развития ЭЭС имеет место существенное изменение условий и факторов, влияющих на решения по формированию структуры и размещения генерирующих источников (появление новых типов генерирующих источников, ограничений по ресурсам отдельных видов топлива, экологических ограничений и др.) для анализа и обоснования оптимальных решений могут использоваться динамические линейные модели, в которых каждый из рассматриваемых этапов представляется в виде отдельного блока.

Результаты технико-экономических обоснований развития генерирующих источников на стадии выполнения перспективных проектных работ являются основой для принятия с учетом рекомендаций Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики и Схем развития ЕЭС и ЕНЭС страны контролируемыми государством компаниями РусГидро и Росэнергоатом решений по конкретному составу, объемам и срокам реконструкции и ввода мощностей на ГЭС и АЭС в процессе формирования годовых и долгосрочных инвестиционных программ.

Рекомендации Генеральной схемы размещения объектов электроэнергетики и Схем развития ЕЭС и ЕНЭС в отношении размещения, состава и срокам вода мощностей на тепловых электростанциях – КЭС, ПГУ, ТЭЦ являются основой для генерирующих компаний - ОГК, ТГК и других при подготовке предложений и принятии решений по участию в конкурсах

на долгосрочные поставки мощности в территориальных зонах оптового рынка электроэнергии и мощности [19, 41,42 ]. Решения об инвестировании принимаются, исходя из оценки возможности возврата инвестиций в объекты. Источником возврата являются:

- прибыль от продажи электроэнергии на оптовом рынке и тепловой энергии на региональном рынке тепла;

- плата за будущие поставки мощности по заключаемым с коммерческим оператором оптового рынка договорам предоставления мощности (ДПМ). Размер этой платы, устанавливаемый на 10-летний период, определяется, исходя из нормированной стоимости киловатта мощности, нормативов постоянных эксплуатационных затрат для электростанций разных типов и заданного норматива рентабельности инвестиций. В настоящее время конкурсы на долгосрочные поставки мощности проводятся на перспективу 4 года. В дальнейшем предполагается увеличение длительности перспективы при проведении конкурсов до 7 лет.