А.3 Концепція модернізації електро і теплопостачання міст на базі розосередженої генерації

 

Розробка концепції формується на комплексному аналізі альтернативних шляхів та напрямків проектування систем електро та тепло постачання або модернізації районів міст (мікрорайонів) з метою забезпечення електричною та тепловою енергією населення міст та усієї системи ЖКГ. Для цього наведемо алгоритм щодо реалізації концепції:

1. В електронному вигляді формується схема певного району на базі генерального плану міста (приклад, мікрорайон м. Луцька - рис.А.3).

2. При реконструкції існуючої системи електро- та теплопостачання на неї наносяться існуючі схеми тепло- та електропостачання.

3. Обчислюється попит на теплову (Qп), електричну (Рп) енергію та на гаряче водопостачання (Qг.п - ГВП) для кожного сезону року без урахування заходів з енергозбереження.

4. Розробка плану впровадження заходів з енергозбереження в житловому фонді, бюджетній сфері і на комунальних підприємствах району.

5. Проводиться розрахунок показників очікуваної економії паливно-енергетичних ресурсів в житловому фонді, бюджетній сфері і на комунальних підприємствах району на 5-10 річну перспективу з урахуванням довгострокових світових тенденцій на енергоспоживання;

6. Складається перелік та формується загальна характеристика можливих для впровадження заходів з енергозабезпечення та енергозбереження, направлених на підвищення ефективності використання ТЕР, зниження попиту на теплову та електричну енергії та на економію органічного палива в системах генерації, розподілу та потреб теплового району;

7. Проводиться аналіз можливих сценаріїв впровадження енергозберігаючих заходів в житловому фонді, бюджетній сфері і на комунальних підприємствах району;

8. Розробляється план заходів з енергозбереження в житловому фонді, бюджетній сфері і на комунальних підприємствах району по роках до 2020 року.

9. Розробляється план реалізації конкретних енергозберігаючих заходів з визначенням пріоритетності їх впровадження, розроблений на основі фінансової оцінки запропонованих заходів;

10. Обчислюється попит на теплову (Qп) і електричну (Рп) енергію та на гаряче водопостачання (Qг.п - ГВП) для кожного сезону року та за роками до 2020 року.

11. Розраховується теплова потужність існуючих ТЕЦ та котелень в обраному районі. Проводиться енергетичний аудит ТЕЦ, котелень та теплових мереж району.

 

 

Рисунок А.3 План теплового району м. Луцька з схемами електро- та теплопостачання.

 

12. За результатами енергетичного аудиту існуючих теплових мереж виконуються техніко-економічна оцінка можливості їх придатності їх використання для подальшого теплозабезпечення (Qр).

13. Обчислюється різниця між попитом Qп та пропозицією Qр, яка характеризує кількість теплової енергії, не забезпеченої через спрацьованість теплових мереж (втрачена теплова потужність ТЕЦ - (Qв.п). Аналогічно розраховується показник втраченої теплової потужності для ГВП (Qг.п.в).

14. Досліджується потенціал використання розосередженої генерації, а також місцевих видів палива в районі.

15. Вибір варіанту електро- та теплопостачання забезпечується використанням техніко-економічного аналізу з наступних варіантів:

а) Впровадження джерел розосередженої генерації з використанням органічного палива:

· Когенераційні установки (КУ);

· Дизель генератори;

· Теплозабезпечення об’єктів на базі електротеплоакумулюючих технологій (ЕТТ);

· Комбіновані системи теплозабезпечення об’єктів з використанням КУ и ЕТТ.

· Теплові насоси з живленням від електричної мережі (ТН).

· Комбіновані системи теплозабезпечення об’єктів з використанням КУ, ЕТТ та ТН.

б) Впровадження розосередженої генерації з використанням відновлюваних джерел енергії:

· Теплові насоси з живленням від джерел розосередженої генерації на базі відновлюваних джерел енергії (РГ- ВДЕ);

· Мережеві вітроагрегати;

· Автономні вітроагрегати;

· Фотоелектричні установки;

· Сонячні колектори;

· Установки на базі первинної енергетичної біосировини;

· Установки на базі вторинної енергетичної біосировини;

· Установки геотермальної енергії;

· Установки малих (мікро-, міні-) ГЕС.

Існуючи джерела електро та теплопостачання:

· Електропостачання від мереж обленерго;

· Теплопостачання від централізованої системи.

 

16. Аналіз можливих сценаріїв впровадження джерел розосередженої генерації для енергозабезпечення району:

· Вводиться поняття умовного (об’єднаного) споживача теплової енергії, який представляє міський мікроквартал із усіма реальними споживачами, які він у себе включає. Тобто умовно кажучи, тепер район міста має декілька десятків умовних споживачів мікрорайонів, які займають приблизно однакову за величиною площу (тобто можуть враховуватися, як умовна точка), проте розрізняються за величиною теплового навантаження на ГВП та на теплопостачання. Тим самим, отримують два показника, які характеризують густину теплового навантаження на ГВП та густину теплового навантаження на теплопостачання.

· Порівняння всіх умовних споживачів за цими двома характеристиками виконується на базі кластерного аналізу. В результаті кластерізації методом К-середніх, знаходять оптимальне поєднання споживачів у групи за ознакою густини теплоспоживання.

· Розраховуються центри умовного споживання як рівновіддалені точки від усіх центрів кластерів. Отримують повну картину споживання (у вигляді певної кількості кластерів). Цей центр споживання, як центр тяжіння має бути точкою, в якій розташована генеруюча установка для ефективного забезпечення системи теплопостачання при варіанті централізованої генерації.

· При виборі кінцевого варіанту враховується не тільки густина споживання та існуюча інфраструктура, а й інші критерії (технічні, фінансові, екологічні тощо).

17. Розглядаються варіанти повного переоснащення системи та впровадження розосередженої генерації з частковим або повним самостійним забезпеченням електричною та тепловою енергією за рахунок їх поєднання з існуючими джерелами електро- та теплопостачання. Для цього виконується комплексний аналіз альтернатив, що базується на використанні різних критеріїв (технічних, фінансових, екологічних тощо) ‑ „інструмент”, застосування якого дозволяє виробити оптимальну стратегію.

18. Розробляється план впровадження джерел розосередженої генерації та інтегрування їх в систему енергопостачання району з визначенням пріоритетності їх впровадження, розроблений на основі фінансової оцінки;

19. Розробляється план реконструкції систем централізованого енергопостачання району;

20. Розробляється план реконструкції систем централізованого енергопостачання району з визначенням пріоритетності реконструкції, розроблений на основі фінансової оцінки;

21. Аналізуються можливі сценарії створення інтегрованих систем енергозабезпечення району;

22. Розробляється план створення інтегрованої системи енергопостачання району;

23. Проводиться уточнення показників очікуваної економії паливно-енергетичних ресурсів при реконструкції систем енергозабезпечення району на період до 2020 року;

24. Визначається необхідність ресурсного забезпечення, механізмів реалізації і моніторингу результатів виконання Програми;

25. Складається характеристика екологічних аспектів виконання Програми.

26. Висуваються пропозиції відносно створення системи енергетичного менеджменту для житлово-комунальної та бюджетної сфери району.