Geum.ru
Темы диссертаций по экономике » Математические и инструментальные методы экономики

Математические модели и методы адаптации ТЭЦ к работе в условиях рынка тема диссертации по экономике, полный текст автореферата



Автореферат



Ученая степень кандидат экономических наук
Автор Кощей, Валентина Валерьевна
Место защиты Ростов-на-Дону
Год 2003
Шифр ВАК РФ 08.00.13
Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Математические модели и методы адаптации ТЭЦ к работе в условиях рынка"

На правах рукописи

Кощей Валентина Валерьевна ^^

Математические модели и методы адаптации ТЭЦ к работе в условиях рынка

Специальность 08.00.13- математические и инструментальные

методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Ростов-на-Дону 2003

Работа выпонена в Южно-Российском государственном техническом университете (Новочеркасском политехническом институте) на кафедре экономики и организации производства

Научный руководитель Научный консультант

доктор технических наук, профессор Свешников Валерий Иванович кандидат технических наук, профессор Кушнарев Федор Андреевич

Официальные оппоненты: -

Заслуженный деятель науки РФ, доктор экономических наук, профессор Лисочкина Татьяна Витальевна кандидат экономических наук, доцент Васильева Марина Евгеньевна

Ведущая организация: РАО ЕЭС России ОАО НИИ

Экономики энергетики (г. Москва)

Защита состоится 19 мая 2003 года в 14 ^ часов на заседании диссертационного Совета ДМ^ 12.209.03 в Ростовском государственном экономическом университете РИНХ по адресу: 344002, г. Ростов - на-Дону, ул. Б.Садовая, 69

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГЭУ РИНХ Автореферат разослан 18 апреля 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат экономических наук, доцент

Орлова КВ.

00г яге

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Динамика цен и тарифов естественных монополий (ЕМ), одной из которых является электроэнергетика, существенно влияет на издержки отраслей и макроэкономические показатели экономики страны. Их доля в себестоимости продукции отраслей достигает 30%, а воздействие на инфляцию - от 25% до 50% ее годового прироста. Поэтому расчет параметров тарифно-ценовой политики является важной государственной задачей. Изменение регулируемых тарифов и цен ЕМ дожно производится с учетом целевых требований - стабильного роста макроэкономических показателей (внутреннего валового продукта (ВВП), реальных доходов населения, положительного сальдо платежного баланса) и ограничений на темпы инфляции и финансовую обеспеченность расширенного воспроизводства.

Одной из наиболее сложных задач ценообразования в электроэнергетике является определение тарифов на продукцию теплоцентралей (ТЭЦ), суммарная мощность, которых составляет 34% установленной мощности всех электростанций страны. Сложность определяется особенностями технологического процесса ТЭЦ: одновременным производством тепловой и электрической энергии, что требует одновременного участия ТЭЦ на рынках тепла и электрической энергии. Проблема расчета тарифов на электрическую и тепловую энергию, производимую на ТЭЦ, рассмотрена в работах Малофеева В.А., Хрилева Л.С., Сенновой Е.В., Денисова В.И., Эдельмана В.И. и ряда других исследователей, однако ряд задач, возникающих в ходе реформирования электроэнергетики, в настоящее время является нерешенным.

Одной из таких задач является участие ТЭЦ в рынках электрической энергии. Классический подход к решению задачи, основанный на требовании минимизации расхода топлива на производство заданного объема электрической и тепловой энергии в условиях рынка - непригоден и необходима разработка новых методов ее решения.

В рыночных условиях препятствием эффективного функционирования ТЭЦ становится принцип постоянного во времени деления затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергии в любой его модификации: физической, эксергетической, комбинированной. В этом случае также необходима

РОС. нчЗОНАЛЬНАЯ БИПКОТЕКА

.С.Петербург

разработка новых математических моделей и методов разделения затрат, позволяющих ТЭЦ эффективно конкурировать на рынках тепла и электрической энергии. Нуждаются в дальнейшей разработке задачи расчета коэффициентов - дефляторов, оптимизации долевого участия ТЭЦ в рынках электрической энергии: регулируемом, "на сутки вперед", балансирующем и рынке резервов активной мощности.

Цель данной работы - разработка комплекса математических моделей и методов, обеспечивающих адаптацию ТЭЦ к работе в условиях рынка, обеспечивающие ее конкурентоспособность на рынках тепла и электроэнергии.

Для достижения цели в диссертационной работе решали следующие задачи:

Х анализ рынков и электрической энергии и мощности: регулируемого, "на сутки вперед", балансирующего и рынка резервов, с точки зрения возможного участия ТЭЦ;

Х анализ технологических особенностей работы теплоэлектроцентрали, обуславливающих закономерности формирования издержек при производстве электрической и тепловой энергии;

Х разработка математических моделей определения объема участия ТЭЦ в покрытии графика нагрузки потребителей;

Х анализ режимов работы и зоны нагрузок ТЭЦ, в пределах которой существует проблема распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией;

Х разработка критерия математической модели и агоритма распределение затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, обеспечивающего конкурентное преимущество ТЭЦ на рынках тепловой и электрической энергии.

Объект исследования - теплоэлектроцентрали как коммерческие организации, осуществляющие реализацию произведенной тепловой и электрической энергии (мощности).

Предмет исследования - экономические отношения, возникающие как между ТЭЦ и другими производителями электрической энергии на рынках электрической энергии, между ТЭЦ и другими производителями тепловой энергии, так и в результате взаимодействия ТЭЦ с внешней средой.

Теоретической и методологической базой диссертационного исследования являются труды российских и зарубежных ученых в области экономики энергетики, ценообразования и тарифов, теории реструктурирования промышленных предприятий, теории принятия решений, математического моделирования. В качестве конкретных инструментальных средств использованы методы математического и графического моделирования, теории вероятностей и математической статистики.

Эмпирическую основу исследований образуют данные о деятельности крупных ТЭЦ Ростовской области: Ростовской ТЭЦ-2 и Вогодонской ТЭЦ-2, официальные данные, опубликованы в периодической печати, и информация с официальных А^еЬ-сайтов.

Научная новизна результатов работы состоит в следующем:

Х уточнены зоны изменения нагрузки ТЭЦ для принятия решений об ее участии в рынках электрической энергии и мощности, что позволяет определить величину мощности ТЭЦ, которая может быть реализована на каждой торговой площадке ФОРЭМ;

Х разработана математическая модель распределения нагрузки между электрическими станциями, определяющая объем возможного участия ТЭЦ в покрытии графика нагрузки энергосистемы, отличающаяся от известных тем, что минимизируется объем затрат на покупку не только электрической энергии, но и мощности, что обеспечивает возможность увеличения дохода ТЭЦ за счет ее участия в покрытии пиковых нагрузок;

Х уточнены режимы и зоны нагрузок ТЭЦ, в пределах которых существует проблема распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, что позволяет оценить долю электрической энергии вырабатываемой на тепловом потреблении, и возможность увеличения электрической мощности за счет кратковременного сокращения теплового потребления;

Х сформулирован критерий оценки работы ТЭЦ на основе изменяющегося во времени (в соответствии с требованиями конкурентных рынков) соотношения (5~): отношение затрат на производство тепловой энергии к затратам на производство электрической энергии, позволяющий обеспечить участие ТЭЦ в конкурентном рынке электрической энергии;

Х разработана математическая модель и агоритм распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, отличающийся от известных тем, что использует не постоянное, а переменное соотношение (дГ), что позволяет гибко реагировать на конъюнктуры рынков тепла и электрической энергии и обеспечивать конкурентное преимущество ТЭЦ на этих рынках.

Достоверность научных положений и результатов исследования основывается на применении теории и методов математического анализа, теории вероятности и математической статистики. Адекватность полученных моделей оценивается их проверкой в расчетах на фактических данных Ростовской области.

Практическая ценность работы экспериментальные расчеты на материалах ТЭЦ-2 г. Вогодонска и ТЭЦ-2 г. Ростова - на - Дону показали практическую пригодность разработанных инструментальных средств. Полученные результаты явились эффективной информационной поддержкой и могут быть использованы для обоснования тарифов на электрическую тепловую энергию.

Результаты исследования использованы в учебном процессе в виде лекционного материала и методических рекомендаций по дисциплине "Маркетинг" кафедры Экономики и организации производства Южно-Российского Государственного Технического Университета (НИИ) для студентов специальности Экономика и управление на предприятии (в электроэнергетике).

Основные положения, выносимые на защиту:

- математическая модель определения нагрузки ТЭЦ, работающей в составе АО-энерго или на торговой площадке регулируемого рынка ФОРЭМ, использующая критерий минимума затрат на покупку заданного объема мощности и энергии;

- математическая модель распределения нагрузки между электрическими станциями, позволяющая оценить целесообразность участие ТЭЦ в рынке на сутки вперед, в балансирующем рынке и рынке резервов активной мощности, учитывающая изменение себестоимости

электрической энергии в зависимости от режима ее выработки: на тепловом потреблении и в конденсационном режиме,

- критерий оценки работы ТЭЦ на основе изменяющегося во времени соотношения: затраты на производство электрической энергии к затратам на производство тепловой энергии;

- математическая модель и агоритм распределения затрат между электрической и тепловой энергией, позволяющая осуществлять адаптивное приспособление к ситуации, возникающей на рынках тепла и электрической энергии.

Апробация работы. Работа выпонена в соответствии с научным направлением Южно-Российского Государственного Технического Университета (НПИ) "Проблемы развития социально-экономических процессов в условиях перехода к рыночным отношениям" раздел "разработка математических моделей и методов для решения задач оптимизации социально-экономических и эколого-экономических систем".

Основные положения и результаты работы докладывались на ХХП, XXIII и XXIV сессии семинара " Кибернетика электрических систем" (г.Новочеркасск, 2000, 2001, 2002 г.), на международной научно-практической конференции "Современные энергетические системы и комплексы, и управление ими" (г .Новочеркасск, 2001 г.).

Работа выпонена в рамках п.2.3. "разработка систем поддержки принятия решения для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях" паспорта специальности 08.00.13 "Математические и инструментальные методы экономики".

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3-х глав, заключения, списка литературы из 96 наименований имеет общий объем 152 страницы, включая 22 рисунка и 2 таблицы.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 12 работах общим объемом 3,05 печатных листа.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе рассмотрен Федеральный оптовый рынок энергии и мощности, его торговые площадки и технологические возможности работы ТЭЦ на этих площадках. Рассмотрены два случая: современная организация ФОРЭМ и ее изменение при переходе к рыночным отношениям.

Основными задачами, решаемыми Федеральным оптовым рынком энергии и мощности, является обеспечения возможности продажи электрической энергии, производимой электрическими станциями, потребителям, и организация взаиморасчетов по торговым сдекам. Для решения этих задач создана организационная структура, включающая участников ФОРЭМ и субъектов, представляющих на ФОРЭМ свои услуги (рис.1).

На ФОРЭМ в настоящее время используются две торговые площадки: сектор обязательных поставок и сектор балансирующих поставок.

В секторе обязательных поставок средневзвешенная цена по совокупности всех поставок мощности не дожна превышать предельный тариф на мощность, установленный Федеральной Энергетической комиссией России. Средневзвешенная цена всех поставок электроэнергии по совокупности не дожна превышать предельный тариф на электрическую энергию, установленный ФЭК России, для соответствующей тарифной зоны.

Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) в настоящее время поставляют энергию и мощность на Региональный оптовый рынок. Электрическая энергия вырабатывается на тепловом потреблении. Задача определения объема вырабатываемой электрической энергии и мощности является задачей оптимального распределения нагрузки между электрическими станциями.

Регулируемый рынок - это торговые отношения между покупателями и продавцами электроэнергии, администратором торговой системы и системным оператором на основании тарифов, регулируемых ФЭК России. Сохранение

Участники ФОРЭМ

производители

покупатели

Субъекты представляющие услуги на ФОРЭМ

Рис. 1.1. Модель оптового рынка энергии и мощности

регулируемого рынка связано с невозможностью быстрого отказа от системы сложившихся отношений на ФОРЭМ и перехода к новой системе. Методика ценообразования на регулируемом рынке изменяется. Причиной является изменение состава производителей в различные моменты времени. Определение объема поставляемой на ФОРЭМ каждым производителем электрической энергии и мощности осуществляется на основании оптимизационных расчетов.

Реформирование ФОРЭМ с целью внедрения конкурентных отношений предполагает создание конкурентного и регулируемого рынков, которые взаимодействуют между собой по определенным правилам (рис. 2).

Основным элементом конкурентного рынка является аукцион заявок. На аукционе продается и покупается электрическая энергия, общесистемные услуги и допонительные услуги. На конкурентном рынке предполагается организация трех торговых площадок: рынок на сутки вперед, рынок резервов и балансирующий рынок.

Основной является торговая площадка рынка на сутки вперед, которая является централизованной торговой площадкой, на которой будет осуществляться формирование цены электроэнергии на основе ценовых заявок продавцов и покупателей при соблюдении технической реализуемости поставок.

Реализация энергии и мощности поставщиком осуществляется по цене станции, замыкающей баланс спроса и предложения. Участие ТЭЦ на этой торговой площадке желательно, поскольку цена реализуемой энергии и мощности выше, чем на регулируемом рынке. Торговая площадка балансирующего рынка обеспечивает покрытие баланса в энергосистеме самыми дешевыми ресурсами, которыми располагает энергосистема в соответствующий момент времени. Необходимость в ней обусловлена особенностями процесса производства и потребления электроэнергии, точный объем которой в данный момент времени нельзя запланировать заранее. Цена на балансирующим рынке рассчитывается как средневзвешенная из наивысших цен, заявленных продавцами. Поэтому участие ТЭЦ на этой площадке также дожно рассматриваться. Внедрение рыночных отношений предполагает коммерциализацию услуг, представляемых

~ Т> ( ^ . *Х Х "Мощность, проданная на рынке

? ^ на сутки вПеЪед,,

Мощность, проданная на регулируем рынке ,

Рынок на^суткИ'Вперед Ре^улируёмый /рынок'

Объем электроэнергии, принятый рынком по результатам аукциона на сутки вперед.

При отсутствии договоров прямого платежа доход равен произведению равновесной цени рынка на объем электроэнергии, принятый рынком. При наличии договоров прямого платежа доход равен сумме дохода, полученного за договорной объем электроэнергии по цене договоров (в денежной или неденежной форме), и дохода, полученного за принятый рынком объем электроэнергии по равновесной цене (только в денежной форме).

Объем электроэнергии, принятый к распределению на регулируемом рынке;

Доход складывается как сумма:

a) Произведения установленного ФЭК тарифа на электроэнергию на принятый ев объем н

b) Произведения установленного ФЭК тарифа за мощность на востребованную регулируемым рынком рабочую мощность генераторов.

Доход может быть как в денежной, так и в неденежной форме.

Рынок резервов и балансирующий рынок

Величина мощности, принятая рынком в качестве резерва, или, в случае использования резерва:

> Объем электроэнергии, принятый на балансирующем рынке и

> Доля мощности, оставшейся в резерве. Доход за резервы - это произведение принятых рынком цены и величины резерва Доход на балансирующем рынке - это произведение принятой рынком цены участия в балансировке на объем произведенной электроэнергии, за вычетом стоимости использованной мощности резерва. Все доходы - только в денежной форме.

2. Распределение рабочей мощности условного генератора н получаемого им дохода

участником рынка. Услуги подразделяются на общесистемные и допонительные системные услуги. ТЭЦ может принимать участие в допонительных системных услугах, таких как первичный и вторичный резерв мощности.

Анализ особенностей работы существующих и перспективных торговых площадок ФОРЭМ, приведенный в диссертационной работе, показал, что при существующей организационной структуре ФОРЭМ и торговой площадке регулируемого ФОРЭМ объем поставок будет определяться оптимизационными расчетами. Участие ТЭЦ на торговых площадках рынка на сутки вперед, балансирующем и рынке резервов желательно, поскольку цена энергии на этих площадках выше, чем на регулируемом рынке, но при этом необходима проверка технологических возможностей ТЭЦ.

В диссертационной работе осуществлен анализ регулировочных возможностей оборудования ТЭЦ и установлено, что при наличии на ТЭЦ турбин с противодавлением ТЭЦ не может участвовать на торговых площадках, требующих резкого изменения развиваемой мощности. ТЭЦ с турбинами типа Т и ПТ могут работать не только на тепловом потреблении, но и в конденсационном режиме. Эти возможности определяются разницей установленной мощности ТЭЦ и мощности вырабатываемой на тепловом потреблении.

Во второй главе рассмотрена задача определения объема выработки электрической энергии на ТЭЦ при ее работе в составе АО-энерго или в составе территориальной (региональной) генерирующей компании на торговой площадке регулируемого рынка ФОРЭМ.

Правила формирования генерирующих компаний предполагают, что на территории региона дожны функционировать несколько генерирующих компаний федерального уровня. Для Южного региона России таких три - по числу станций, мощностью более 1000 МВт, и несколько региональных генерирующих компаний.

Отбор поставщиков на регулируемом рынке осуществляется с целью минимизации затрат на покрытие графика нагрузки. Целевая функция при этом записывается следующим образом:

3 = <?тГ.+ТЛ)-+ nn ,

где T^- тариф i-й электрической станции на мощность;

Р- объем поставок мощности r'-й станции на потребительский рынок АО-энерго;

Г51 - тариф /-Й электрической станции на электрическую энергию; Э, - объем поставок i-й электрической станцией электрической энергии на потребительский рынок АО-энерго. Условия баланса записываются в виде уравнений связи: В = РС + АРС - = 0; К = ЭС+ АЭС - 2Э, = 0. где Рс- суммарная мощность нагрузки потребителей АО-энерго;

Эс -суммарная величина электрической энергии, используемой

потребителями АО-энерго; АРс- потери активной мощности в АО-энерго; ДЭс - потери электрической энергии в АО-энерго; Задачу поиска численных значений объема поставок мощности и энергии на потребительский рынок АО-энерго каждой станцией, обеспечивающих минимум затрат на покрытие графика нагрузки, будем решать нахождением условного экстремума функции многих переменных с помощью неопределенных множителей Лагранжа. Функцию Лагранжа образуют целевая функция и уравнения связи:

+ДРс-Р)+Л(ЭС+ДЭС

W 1=1 ы

где Д2- неопределенные множители Лагранжа;

РТ^ =Э,- энергия, вырабатываемая каждой станцией, поставляющей по

договору мощность и энергию; Т - число часов использования максимального значения поставляемой -й

станцией мощности.

Для определения объема поставок мощности и энергии на потребительский рынок АО-энерго при минимальных затратах на покрытие графика нагрузки дифференцируем функцию Лагранжа по независимым переменным и приравниваем частные производные к нулю. Получаем:

8Ф/5Р, = (гт + Г,Гй)+л(д(Рс)/ЗР, -1)+ ф{Юс)!дР, - 7\) = о,

дФ1дт:Д = тДр,+ф(юс)/дт.-р,)=о (1)

Введем следующие обозначения: а1 - д(АЭс)/дР- относительный прирост потерь энергии в сети при

изменении нагрузки ьй станции; 6 = д(АЭс)/ЭГ,- относительный прирост потерь энергии в сети при

изменении продожительности поставок максимального значения мощности 2-й станцией; с, = 8(АРс )/дР: - относительный прирост потерь мощности в сети при изменении нагрузки ьй станции. С учетом указанных обозначений систему уравнений (1) запишем в следующем виде:

|ЗФ/ дР, = (Гш +Гэ,Гу1)+^(С,= О,

Решая данную систему уравнений, находим численные значения неопределенных множителей Лагранжа:

х2 = ТД1{-Ъ,1Р)=сотг

Если не рассматривать изменение потерь мощности и энергии в сети при изменении режима работы г'-й станции, то выбор поставщиков мощности следует производить по критерию:

т.е. в последовательности нарастания тарифов на мощность, а выбор поставщиков электрической энергии по критерию:

т.е. в последовательности нарастания тарифов на электрическую энергию.

Следует, однако, отметить, что относительные приросты расхода потерь мощности и энергии, входящие в формулы (1), могут иметь значения, лежащие в интервале 0,05 -Ю,15, поэтому отказ от их учета может привести к существенной погрешности в расчетах и перерасходу средств на оплату мощности и энергии, получаемой от поставщиков.

Принятие решений по приведенным критериям (2) в известном смысле эквивалентно методу равенства относительных приростов расхода топлива, отличие только в том, что в данном случае критериев два и решения принимаются по последовательно применяемым критериям.

Использование этого подхода позволяет получить однозначный результат в случае, когда при Тт < Тт{1Щ, 7\ <, Г((+1),станция, набрав заданную мощность,

поддерживает ее до тех пор, пока не исчезнет техническая необходимость. Экономические соображения для снижения нагрузки станцией в рамках данных критериев не учитываются.

Откажемся от оптимизации значения Г , поскольку это характеристика

длительности периода работы станции, и определим критерий конкурентного отбора поставщиков на оперативном уровне. Для этого запишем функцию Лагранжа в следующем виде:

Ф = 3 + к,В = (ТШР, + Тда + Я (Рс + АРС - min (3)

i.i i-i

где Г,- текущая (в данном цикле включения в работу) длительность работы станции.

Продифференцируем уравнение (3) по независимым переменным Р( и приравняем частные производные нулю. Получим:

дФ/дР, ={Tm +Т11Ту1)+Х(д(АРс)дР1 -1)=0,

Откуда Я = {тт1+тДту1)/(1~с,).

Получаем критерий, численное значение которого зависит от времени работы станции. Результаты выбора поставщиков по этому критерию аналогичны результатам выбора поставщиков по приведенному ранее критерию (2), если Тм йТт(М)>ТД . В случае, когда TmTmM),T, >Г(ДД

через определенный промежуток времени численные значения критериев оказываются равны:

Характер изменения критерия в зависимости от времени показан на рисунке (3).

Рис.3. Критерий выбора электрических станций (конкурентного отбора) на оперативном

уровне.

Запишем выражение (3) в следующем виде:

Откуда Тух = (Тм - Тит) )/(Г,((+1) - Тя)

Точка равенства критериев и определяет целесообразную продожительность (с экономической точки зрения) работы станции с меньшими тарифами по мощности (и, следовательно, включаемой первой) и большими тарифами по электрической энергии.

Таким образом, оптимизационные расчеты позволяют определить загрузку ТЭЦ и объем вырабатываемой ими энергии. Во второй главе также приведены полученные автором формулы расчета региональных коэффициентов-дефляторов к тарифам на электрическую энергию. Расчеты показали отличие региональных коэффициентов-дефляторов от общероссийских, что будет оказывать влияние на оптимальное распределение нагрузки между электрическими станциями. Во второй главе рассмотрена задача максимизации дохода ТЭЦ за счет участия в рынках на сутки вперед, рынке резервов и балансирующем. Разработана математическая

модель и получены критерии, определяющие объем участия ТЭЦ на этих торговых площадках.

В третьей главе рассмотрена проблема увязки цены на электрическую и тепловую энергию, вырабатываемую ТЭЦ. Коммерческие отношения ТЭЦ показаны на рис. 4.

Рис.4. Организация коммерческих отношений ТЭЦ.

Также рассмотрены особенности формирования цены на продукцию ТЭЦ. Показано, что все известные методики расчета цены на продукцию ТЭЦ реализуют положение, согласно которому цена на каждый вид продукции ТЭЦ дожна быть обоснована. Разнесение суммарных затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией осуществляется на основе законов термодинамики, следование которым необходимо для повышения эффективности работы оборудования ТЭЦ : пропорционально выработанной энергии, пропорционально выработанной эксергии, пропорционально расходу топлива при раздельной выработке электрической и тепловой энергии.

Как показывает опыт, использования физического метода, лэксергетического метода, метода ОРГРЭС, нормативного метода и т.д. - приводит к неконкурентоспособности либо тепла, либо электрической энергии на соответствующих рынках.

В диссертации это разделение предлагается осуществить, исходя из требования успешного решения задач конкурентной борьбы на рынке тепловой и электрической энергии. Основной признана коммерческая задача -реализация производимой энергии по ценам ниже, чем у конкурентов. Для ее решения построена зависимость цены (тарифа) на электрическую и тепловую

энергию в функции от доли суммарной реализации двух видов энергии. Для этого суммарная выручка ТЭЦ представлена в виде:

Зпц=ЭЦээ + дЦД (5)

где Э - выработка электрической энергии на ТЭЦ, кВт -ч., Цээ (Тээ) ~ Цена (тариф) на электрическую энергию, вырабатываемую ТЭЦ, Q - выработка тепловой энергии на ТЭЦ, Гкал, Цтэ (Ттэ)~ цена (тариф) на тепловую энергию, вырабатываемую ТЭЦ. Разделив левую и правую часть равенства (5) на Згэц, получим-

1 = эцэз | оцп

Обозначим:

где в - доля суммарной выручки ТЭЦ, относимой на электрическую энергию.

Тогда Откуда

ц = ЧЖ. ц =-

Чээ ^ ' Мгэ о^ ~"ТЭЦ

Построим зависимость Цээ где в изменяется в пределах от О

до 1, (рис.5):

' Цээ, руб/кВт.ч

1ЧIЧIЧIЧIЧ!ЧIЧГ 1,0

Рие.5.3ависимость цены (тарифа) Цээ от доли суммарной выручки ТЭЦ, относимой на электрическую энергию.

Построим лось цД ДрД изменении Д , уделах

от 0 до 1, рис.6.

Рис.6. Зависимость цены (тарифа) Цтэ от доли суммарной выручки ТЭЦ, относимой на

электрическую энергию. Изобразим графики Цэз = /(в) и Цп = /(в) на одном рисунке. С его

помощью могут быть найдены пары значений (Цтэ и Цээ), обеспечивающих поное возмещение затрат ТЭЦ, рис.7.

Нахождение пар значений Цээк и Цтэк осуществляется следующим образом. Пусть задано значение тарифа котельной, производящей тепловую энергию, и конкурирующую с ТЭЦ. Для успешной конкуренции, цена (тариф) на тепловую энергию ТЭЦ (Цтэк) дожна быть не выше тарифа котельной (Ткот)'

Цтэк ^ ^кот

Примем, что ЦДк = Ткот.

Значение цены на электрическую энергию Цзэ, соответствующей ТТж и обеспечивающей возмещение затрат ТЭЦ, определяется с помощью рис.7.

Например, пусть известна удельная стоимость тепла конкурирующей с ТЭЦ котельной Цтэк- Отложим это значение на оси Цтэ ординат и проведем прямую, паралельную оси абсцисс до пересечения с зависимостью Цтэ = Р(в). Обозначим точку пересечения Я. Проведем через точку Я прямую, паралельную оси ординат до пересечения с зависимостью Цээ = /(в). Точку пересечения обозначим N. Проведем через точку N прямую, паралельную оси абсцисс до пересечения с осью ординат. Получим значение цены (тарифа) на электрическую энергию, который необходимо установить, чтобы при цене (тарифе) на тепловую энергию, равном тарифу на тепло конкурирующей котельной возместить затраты ТЭЦ на производство и реализацию тепла и электрической энергии.

Возможные комбинации цен (тарифов) на электрическую и тепловую энергию не исчерпываются одним вариантом и находятся с помощью зависимостей рис.7.

Пары значений Цээ и Цтэ зависят от выбранных масштабов по оси ординат. Поэтому для практического использования зависимостей, приведенных на рис. 7, предложено перейти от конкретных размерностей на оси ординат (руб/кВт-ч, руб/Гкал) к относительным единицам. Система относительных единиц в данном случае включает пять величин: Зпц - суммарную выручку ТЭЦ, Q - суммарную выработку тепловой энергии, Э - суммарную выработку электрической энергии, Цп - стоимость единицы тепловой энергии, Цээ - стоимость единицы электрической энергии. Перечисленные величины связаны между собой двумя формулами:

Приведенные формулы справедливы для случаев отнесения всей выручки ТЭЦ либо на тепловую, либо на электрическую энергию. С их помощью получена универсальная номограмма, которую предложено

использовать для определения цены на тепловую и электрическую энергию. На рис.8, показаны зависимости Цээ и Ц^;- в относительных единицах (рассмотрено ценообразование на ТЭЦ-2 ОАО Ростовэнерго).

Полученная универсальная номограмма позволяет установить связь тарифов на электрическую и тепловую энергию, и определить их величины. Номограмма является основой методики определения тарифов на продукцию ТЭЦ и предназначена для решения практических задач ценообразования ТЭЦ и генерирующих компаний.

В диссертации сформулированный подход развит на случай выработки на ТЭЦ тепловой энергии в форме не только горячей воды, но и пара.

Рис. 8. Зависимости Цээ и Цп, переведенные в относительные единицы. В данной главе приведена разработанная математическая модель перехода от тарифов на тепловую и электрическую энергию к тарифам на тепловую и электрическую энергию и мощность. Указанный переход предложено осуществлять решением следующей системы уравнений:

Зтт ^ТЫЦГ0, +ТЩРср, Дт=Тп,ЦгСГ +7-73 0, Дэ=ТшРср+ТээЭ, З^шТ^О + Т^Э,

где , 3Др - постоянные и переменные затраты ТЭЦ соответственно,

ДТ,ДЭ - доход от реализации тепловой и электрической энергии, ГШ,Г" - тарифы на тепловую и электрическую мощность,

Г7Э,ГЭЭ - тарифы на тепловую и электрическую энергию, д,Иг,Э,Р'р - тепловая и электрическая энергия и мощность. Рассчитанные значения тарифов на электрическую энергию и мощность используются при решении задач определения нагрузки ТЭЦ на конкурентных торговых площадках ФОРЭМ.

В заключении представлены основные результаты выпоненных теоретических и прикладных исследований:

1. Проведен анализ существующей и перспективной организационной структуры Федерального оптового рынка энергии и мощности. Установлены требования, предъявляемые Федеральным оптовым рынком к участию ТЭЦ на торговых площадках существующего и перспективного ФОРЭМ.

2. Проведен анализ технологических возможностей оборудования ТЭЦ и установлено, что ТЭЦ с турбинами типа Р могут работать либо в составе АО-энерго, либо на торговой площадке регулируемого рынка. ТЭЦ с турбинами типа Т и ПТ могут работать также на всех остальных торговых площадках ФОРЭМ, но только частью установленной мощности.

3. Разработана математическая модель определения нагрузки ТЭЦ работающей в составе АО-энерго или на торговой площадке регулируемого рынка ФОРЭМ, использующая критерии минимума затрат на покупку заданного объема мощности и энергии.

4. Разработана математическая модель определения нагрузки ТЭЦ работающих на торговых площадках рынка на сутки вперед, балансирующего и рынка резервов, учитывающая изменение издержек в зависимости от режима выработки электрической энергии- на тепловом потреблении или в конденсационном режиме.

5. Разработан принцип ценообразования ТЭЦ на основе изменяющегося соотношения: затраты на производство электрической энергии к затратам на производство тепловой энергии.

6. Разработана математическая модель и агоритм распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, позволяющая

осуществлять адаптивное приспособление к ситуации, возникающей на рынке тепловой энергии.

По теме диссертации соискателем опубликованы следующие работы:

1. Свешников В.И., Кощей В.В. Методика определения тарифов на электрическую и тепловую энергию, производимую на ТЭЦ // Кибернетика электрических систем: Материалы XXII сессии семинара Диагностика энергооборудования.- Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. - С. 115. -0,06 пл. (Лично автора - 0,04).

2. Определение региональных коэффициентов-дефляторов в электроэнергетике. ВЖСвешников, В.В. Кощей, ЛШелевина и др. / Кибернетика электрических систем: Материалы ХХП сессии семинара Диагностика энергооборудования. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2000. - С. 116.-0,06 п. л.(Лично автора-0,02).

3. Свешников В.И., Кощей В.В. Ценообразование в электроэнергетике // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими. Материалы мезвдунар. науч.-практ. конф. - ЧастьЗ.- Новочеркасск: УГОД Набла ЮРГТУ(НПИ), 2001. - С.56-63.- 0,52 пл. (Лично автора- 0,4).

4. Методы учета инфляции при ценообразовании в электроэнергетике. А.В. Коваленко, В.В. Кощей, В.И. Свешников, Ю.Г. ТомачевУ Кибернетика электрических систем: Материалы ХХШ сессии семинара Электроснабжение промышленных предприятий. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - С.75. - 0,06 пл (Лично автора - 0,02).

5. Свешников ВЦ, Алексеева О.В., Кощей В.В. Экономико-математическая модель распределения нагрузки в условиях рынка // Кибернетика электрических систем: Материалы ХХШ сессии семинара Электроснабжение промышленных предприятий. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. - С. 77. - 0,06 п.л.(Лично автора - 0,02).

6. Кощей В.В., Свешников В.И. К вопросу о ценообразовании в электроэнергетике // Исследование закономерностей формирования рыночной инфраструктуры отраслей промышленности: Сб.науч.тр. -Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. Вып. 1.- С. 27-28.- 0,12 пл. (Лично автора -0,08).

2005-4 ,35826

7. Учет инфляции при ценообразовании в электроэнерге! Э О^К)

B.И. Свешников, В.В.Кощей, и др. / Исследован! формирования рыночной инфраструктуры отраслей промышленности: Сб.науч.тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. Вып.1. - С.77-86. - 0,58 пл.(Лично автора - 0,26)

8. Конкуренция в электроэнергетике и ее территориальные границы. Ф.А.Кушнарев, В.И. Свешников, В.В.Кощей, и др. / Исследование закономерностей формирования рыночной инфраструктуры отраслей промышленности: Сб.науч.тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2002. Вып.1. -

C.29-39. - 0,62 пл. (Лично автора - 0,2).

9. Проблема эффективности ТЭЦ в условиях рынка. В.И.Свешников, В.В.Кощей, В.Ф.Скориков, Г.С.Федорченко / Промышленная энергетика. -2002. - № 12. - С. 3-6. - 0,37 пл.

Ю.Свешников В.И., Кощей В.В. Проблемы ценообразования в электроэнергетике и пути их решения. // Изв. вузов и энергетических объединений СНГ. Энергетика (г.Минск): - 2003.- № 1.- С.91-97.-0,42 пл. (Лично автора - 0,22).

11.Кощей В.В. Анализ диапазонов изменения себестоимости тепловой и электрической энергии на действующих ТЭЦ Ростовской области // Кибернетика электрических систем: Материалы XXIV сессии семинара Диагностика энергооборудования. - Новочеркасск : ЮРГТУ, 2003. - С. 98. - 0,06 пл. (Лично автора - 0,06).

12.Кощей В.В. Оценка технологических возможностей оборудования ТЭЦ для работы на торговых площадках реформированного ФОРЭМ // Исследование закономерностей формирования рыночной инфраструктуры отраслей промышленности: Сб.науч.тр. - Новочеркасск: ЮРГТУ, 2003. Вып.2. - С.13. - 0,12 пл. (Лично автора - 0,12).

Изд. № 112/5891 Подписано к печати 15.04.03 Объем 1,0 уч.-изд. л. Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнитура лTimes. Формат 60x84/16. Заказ 47-1052. Тираж 100. С 112.

344002 г. Ростов-на-Дону, ул. Б.Садовая, 69, РГЭУ (РИНХ). Издательство. Отпечатано в центре оперативной полиграфии ЮРГТУ (НПИ), 346428 г. Новочеркасск, ул.. Просвещения, 132. , ' )*0с

ХСЯете,

bbiioTtti

С-Яетеобур,,

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидат экономических наук , Кощей, Валентина Валерьевна

Введение.

1. Федеральный (общероссийский) оптовый рынок, его торговые площадки и технологические возможности работы ТЭЦ на этих площадках

1.1. Организационная структура Федерального оптового рынка энергии и мощности в настоящее время.

1.2. Реформирование ФОРЭМ с целью внедрения конкурентных отношений.

1.3. Государственное регулирование в условиях конкурентного рынка электроэнергии.

1.4. Возможности использования ТЭЦ на торговых площадках

2. Математические модели, определяющие нагрузку ТЭЦ в современных условиях и на конкурентном рынке энергии и мощности

2.1. Критерии экономичности, используемые при распределении нагрузки энергосистемы между электрическими станциями

2.2. Показатели экономичности электростанции и их взаимосвязь.

2.2.1. Энергетическая характеристика котлоагрегата.

2.2.2. Энергетическая характеристика турбоагрегата.

2.3. Оптимальное распределение нагрузки между электрическими станциями в условиях отсутствия конкуренции.

2.4. Математическая модель определения нагрузки ТЭЦ при конкурентном отборе поставщиков на ФОРЭМ.

2.5. Учет инфляции при ценообразовании на ТЭЦ.

3. Математические модели адаптивного ценообразования ТЭЦ, работающих в рыночных условиях

3.1. Проблема разделения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией и способы ее решения.

3.2. Математическая модель распределения затрат ТЭЦ с производством электрической энергии и тепловой энергии в форме горячей воды.

3.3. Математическая модель распределения затрат ТЭЦ между * электрической и тепловой энергией в форме горячей воды и пара.

3.4. Доработка с учетом региональных аспектов новой методики расчета тарифов на продукцию ТЭЦ.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Математические модели и методы адаптации ТЭЦ к работе в условиях рынка"

Динамика цен и тарифов естественных монополий (ЕМ), одной из которых является электроэнергетика, существенно влияет на издержки отраслей и макроэкономические показатели экономики страны. Их доля в себестоимости продукции отраслей достигает 30%, а воздействие на инфляцию - от 25% до 50% ее годового прироста. Поэтому расчет параметров тарифно-ценовой политики является важной государственной задачей. Изменение регулируемых тарифов и цен естественных монополий дожно производится с учетом целевых требований - стабильного роста макроэкономических показателей (внутреннего валового продукта (ВВП), реальных доходов населения, положительного сальдо платежного баланса) и ограничений на темпы инфляции и финансовую обеспеченность расширенного воспроизводства.

Одной из наиболее сложных задач ценообразования в электроэнергетике является определение тарифов на продукцию теплоцентралей (ТЭЦ), суммарная мощность, которых составляет 34% установленной мощности всех электростанций страны. Сложность определяется особенностями технологического процесса ТЭЦ: одновременным производством тепловой и электрической энергии, что требует одновременное участие ТЭЦ на рынках тепла и электрической энергии. Проблема расчета тарифов на электрическую и тепловую энергию, производимую на ТЭЦ, рассмотрена в работах Малофеева В.А., Хрилева JI.C., Сенновой Е.В., Денисова В.И., Эдельмана В.И. и ряда других исследователей, однако ряд задач, возникающих в ходе реформирования электроэнергетики, в настоящее время является нерешенным.

Одной из таких задач является участие ТЭЦ в рынках электрической энергии. Классический подход к решению задачи, основанный на требовании минимизации расхода топлива на производство заданного объема электрической и тепловой энергии в условиях рынка - непригоден и необходима разработка новых методов ее решения.

В рыночных условиях препятствием эффективного функционирования ТЭЦ становится принцип постоянного во времени деления затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергии в любой его модификации: физической, эксергетической, комбинированной. В этом случае также необходима разработка новых математических моделей и методов разделения затрат, позволяющих ТЭЦ эффективно конкурировать на рынках тепла и электрической энергии. Нуждаются в дальнейшей разработке задачи расчета коэффициентов - дефляторов, оптимизации долевого участия ТЭЦ в рынках электрической энергии: регулируемом, "на сутки вперед", балансирующем и рынке резервов активной мощности.

Цель данной работы - разработка комплекса математических моделей и методов, обеспечивающих адаптацию ТЭЦ к работе в условиях рынка, обеспечивающих ее конкурентоспособность на рынках тепла и электроэнергии.

Для достижения цели в диссертационной работе решали следующие задачи:

Х анализ рынков электрической энергии и мощности: регулируемого, "на сутки вперед", балансирующего и рынка резервов, с точки зрения возможного участия ТЭЦ;

Х анализ технологических особенностей работы теплоэлектроцентрали, обуславливающих закономерности формирования издержек при производстве электрической и тепловой энергии;

Х разработка математических моделей определения объема участия ТЭЦ в покрытии графика нагрузки потребителей;

Х анализ режимов работы и зоны нагрузок ТЭЦ, в пределах которой существует проблема распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией;

Х разработка критерия оценки математической модели и агоритма распределение затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, обеспечивающего конкурентное преимущество ТЭЦ тепловой и электрической энергии;

Х разработка математических моделей коэффициентов - дефляторов к тарифам производимую электрическую энергию и тепловую энергию для учета уровня инфляции в регионе.

Объект исследования - теплоэлектроцентрали как коммерческие организации, осуществляющие реализацию произведенной тепловой и электрической энергии (мощности).

Предмет исследования - экономические отношения, возникающие между ТЭЦ и другими производителями электрической и тепловой энергии на соответствующих рынках энергии и мощности.

Теоретической и методологической базой диссертационного исследования являются труды российских и зарубежных ученых в области экономики энергетики, ценообразования и тарифов, теории реструктурирования промышленных предприятий, теории принятия решений, математического моделирования. В качестве конкретных инструментальных средств использованы методы математического и графического моделирования, теории вероятностей и математической статистики.

Эмпирическую основу исследований образуют данные о деятельности % крупных ТЭЦ Ростовской области: Ростовской ТЭЦ-2 и Вогодонской ТЭЦ

2, официальные данные, опубликованы в периодической печати, и информация с официальных Web-сайтов.

Научная новизна результатов работы состоит в следующем:

Х уточнены зоны изменения нагрузки ТЭЦ, с целью принятия решений об ее участии в рынках электрической энергии и мощности, что позволяет определить величину мощности ТЭЦ, которая может быть реализована на каждой торговой площадке ФОРЭМ;

Х разработана математическая модель распределения нагрузки ме-% жду электрическими станциями, определяющая объем возможного участия

ТЭЦ в покрытии графика нагрузки энергосистемы, отличающаяся от известных тем, что минимизируется объем затрат на покупку не только электрической энергии, но и мощности, что обеспечивает возможность увеличения дохода ТЭЦ за счет ее участия в покрытии пиковых нагрузок;

Х уточнены режимы работы и зоны нагрузок ТЭЦ, в пределах которых существует проблема распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, что позволяет определить долю электрической энергии вырабатываемой на тепловом потреблении, и возможность увеличения электрической мощности за счет кратковременного сокращения теплового потребления;

Х сформулирован критерий оценки работы ТЭЦ на основе изменяющейся во времени (в соответствии с требованиями конкурентных рынков) зависимости: затраты на производство тепловой энергии к затратам на производство электрической энергии, позволяющий повысить эффективность участия ТЭЦ в конкурентном рынке электрической энергии;

Х разработана математическая модель и агоритм распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, отличающийся от известных тем, что используется не постоянная, а переменная зависимость, что позволяет гибко реагировать на конъюнктуры рынков тепла и электрической энергии и обеспечивать конкурентное преимущество ТЭЦ на этих рынках.

Достоверность научных положений и результатов исследования основывается на применении теории и методов математического анализа, теории вероятности и математической статистики. Адекватность полученных моделей оценивается их проверкой в расчетах на фактических данных Ростовской области.

Практическая ценность работы экспериментальные расчеты на материалах ТЭЦ-2 г. Вогодонска и ТЭЦ-2 г. Ростова - на - Дону показали практическую пригодность разработанных инструментальных средств. Полученные результаты явились эффективной информационной поддержкой и могут быть использованы для обоснования тарифов на электрическую тепловую энергию.

Результаты исследования использованы в учебном процессе в виде лекционного материала и методических рекомендаций по дисциплине "Маркетинг" кафедры Экономики и организации производства Южно-Российского Государственного технического университета (НПИ) для студентов специальности Экономика и управление на предприятии (в электроэнергетике).

Основные положения, выносимые на защиту: математическая модель работы определения нагрузки ТЭЦ, работающей в составе АО-энерго или на торговой площадке регулируемого рынка ФОРЭМ, использующая критерий минимума затрат на покупку заданного объема мощности и энергии, математическая модель распределения нагрузки между электрическими станциями, позволяющая оценить целесообразность участия ТЭЦ в рынке на сутки вперед, в балансирующем рынке и рынке резервов активной мощности, учитывающая изменение себестоимости электрической энергии от режима ее выработки: на тепловом потреблении и в конденсационном режиме, критерий оценки работы ТЭЦ на основе изменяющегося во времени соотношения: затраты на производство электрической энергии к затратам на производство тепловой энергии, * - математическая модель и агоритм распределения затрат между электрической и тепловой энергией, позволяющая осуществлять адаптивное приспособление к ситуации, возникающей на рынках тепла и электрической энергии.

Апробация работы. Работа выпонена в соответствии с научным направлением Южно-Российского Государственного Технического Университета (НПИ) "Проблемы развития социально-экономических процессов в условиях перехода к рыночным отношениям" раздел "разработка математических моделей и методов для решения задач оптимизации социально-экономических и эколого-экономических систем".

Работа выпонена в рамках п.2.3. "разработка систем поддержки принятия решения для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях" паспорта специальности 08.00.13 "Математические и инструментальные методы экономики".

Основные положения и результаты работы докладывались на XXII, XXIII и XXIV сессии семинара " Кибернетика электрических систем" (г. Новочеркасск, 2000 г, 2001 г, и 2002 г.), на международной научно-практической конференции "Современные энергетические системы и комплексы, и управление ими" (г.Новочеркасск, 2001г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 12 работах общим объемом 3,05 печатных листа.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3-х глав, заключения, списка литературы из 96 наименований и приложений, имеет общий объем 152 страницы, включая 22 рисунка и 2 таблицы.

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Кощей, Валентина Валерьевна

Выводы по третьей главе:

- Анализ большинства существующих методов разделения затрат ТЭЦ между тепловой и электрической энергией не учитывают конкуренцию на рынках тепловой и электрической энергии, и отношение: затраты ТЭЦ на производство тепловой энергии к затратам ТЭЦ на производство электрической энергии определяется при постоянстве затрат на тепловую энергию.

- Ценообразование группы электростанций, включающих ТЭЦ, дожно использовать коммерческое распределение затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией, обеспечивающее конкурентное преимущество ТЭЦ на рынке теплоты.

- Соотношение затрат на тепловую и электрическую энергию изменяется при использовании треугольника Гинтера. Этот подход может быть использован в условиях рынка. Его недостатком является необоснованность, трудности использования, непригодность применения при выработке ТЭЦ тепла не только в форме горячей воды, но и пара.

- Предложен и обоснован метод распределения затрат между электрической и тепловой энергией, развивающий идею метода треугольника Гинтера. Показана возможность его использования для решения задач адаптивного ценообразования ТЭЦ. Метод развит на случай выработки тепла в форме горячей воды и пара.

- Сформулированы изменения в методике расчета затрат ТЭЦ на производство электрической и тепловой энергии при переходе к рыночному построению тарифов на тепло и электрическую энергию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время реструктуризация АО-энерго вступает в заключительную стадию. На ее базе образуются несколько новых компаний : территориальная генерирующая компания (11 К), региональная сетевая компания (РСК), сервисная компания, сбытовая и управляющая компания.

В диссертации рассмотрены технико-экономические вопросы, относящиеся к деятельности территориальной генерирующей компании.

Особенностью территориальной генерирующей компании является то, что в ее состав практически на базе всех АО-энерго будут входить теплоцентрали (ТЭЦ).

В ТГК созданную на базе ОАО Ростовэнерго помимо ТЭЦ, будет также входить ГЭС и ТЭС небольшой мощности. Но эти последние не оказывают особого влияния на формирование основных принципов деятельности компании. Основным объектом ТГК остается ТЭЦ, как по мощности, так и по сложности ее вписывания в конкурентный рынок.

Основной проблемой существования ТЭЦ на конкурентных рынках энергии и мощности является резкое изменение ее экономичности при переходе от производства электрической энергии на тепловом потреблении к производству электрической энергии конденсационном режиме. В последующем случае удельный расход топлива на выработку единицы кВт-ч электроэнергии резко увеличивается. К тому же некоторые ТЭЦ с турбинами типа Р не могут в принципе (в силу своих технологических особенностей) работать в конденсационном режиме.

Создание территориальных генерирующих компаний кроме задач, связанных с функционированием ТЭЦ в рыночных условиях, также требуют решения вопросов собственности: могут ли войти в ТГК ТЭЦ одной области или нескольких областей; могут ли купить ТЭЦ поностью или частично администрация города или предприятие которому ТЭЦ поставляет тепло.

В конечном итоге, как показывают изучение систем теплоснабжения Запада, единого решения здесь быть не может. Возможны случаи автономно, изолировано работающих ТЭЦ.

Основной задачей работы ТЭЦ является достижение оптимальных тарифов на тепловую энергию и ограничение воздействия теплоэлектроцентрали на окружающую среду.

Реформированием энергетики осуществляется не только в России. В начале 90-годов на Западе балы признано, что электроэнергетическая отрасль перестала быть неделимой естественной монополией.

Существует несколько причин такого изменения отношения к электроэнергетике. Прежде всего, экономия от масштаба, которая догое время играла роль основного аргумента в пользу естественно-монопольной структуры отрасли, потеряла актуальность. Новые технологии привели к тому, что электростанции среднего размера стали впоне конкурентоспособными по сравнению с более крупными станциями, что позволило менее крупным инвесторам строить электрические станции.

При проведении реформ в разных странах указывались следующие цели:

- снижение стоимости электроэнергии для потребителей за счет повышения эффективности работы отрасли (Великобритания, Австралия, Аргентина);

- привлечение иностранных инвесторов для повышения эффективности работы отрасли (Бразилия, Аргентина);

- внедрение конкуренции, для представления потребителем права выбора поставщика (Бразилия);

- сглаживание разницы в тарифах на электроэнергию в различных регионах страны (Норвегия, США);

- повышение эффективности инвестирования в развитие инфраструктуры электроэнергетики и отрасли в целом, с целью повышения конкурентоспособности национальных производителей.

На сегодняшний день страны, осуществляющие и завершившие реструктуризацию можно объединить в несколько групп по степени близости к конкурентному рынку. В Европе наиболее глубоко продвинулись в создании конкуренции на рынке электроэнергии такие страны как Великобритания,

Финляндия, Германия, Норвегия, Швеция, Испания.

В процессе преобразований находятся: Австрия, Бельгия, Дания, Франция, Португалия, Швейцария.

В Латинской Америке наибольший прогресс в формировании конкурентного рынка достигнут в Чили, Аргентине, Бразилии.

Догосрочная программа преобразований электроэнергетики в Китае, принятая в 1988 году, предлагает ее поэтапное реформирование и приток инвестиций в отрасль с внедрением конкуренции.

Поворотным моментом в развитии конкуренции на рынке электроэнергии Европы стала директива Европейского Союза (ЕС) от 14 декабря 1996 года, которая определила пути перехода к свободному рынку, означающему свободу для потребителя в выборе продавца электроэнергии.

Данной директивой предложены две модели доступа производителей к сетевой инфраструктуре: доступ и собрания участников (ДСУ) и модель единого закупочного центра.

Модель ДСУ предполагает свободный доступ в сеть регламентированных категорий покупателей и продавцов электроэнергии. При регулируемом ДСУ доступ предоставляется по открыто публикуемым тарифам. В случае договорного ДСУ стоимость доступа является предметом отдельных соглашений.

При использовании модели единого закупочного центра потребители покупают электроэнергию либо у этого агента, либо у зарубежных производителей. Существует сочетания комбинированной модели ДСУ и единого закупочного центра.

В организационной структуре электроэнергии в разных странах существуют большие различия.

Одним из наиболее часто применяемых инструментов реструктуризации является вертикальная дезинтеграция компаний по видам деятельности, что позволяет обеспечить их финансовую прозрачность, а также применять различные виды регулирования к различным видам деятельности.

Следует отметить, что директива ЕС 96/92 предполагала возможность

114 сохранения вертикально Ч интегрированных компаний с обязательным ведением раздельного финансового учета. По этому пути, в частности, пошла Германия, Франция, Швейцария.

Рынок производства электроэнергии, и ее продажи крупным потребителям был основным объектом реформ электроэнергетики. Наивысшим достижением в этой области является спотовый рынок Англии и Уэльса, на котором происходит торговля электроэнергией и мощностью на каждом получасовом интервале на сутки вперед.

Выявились принципиальные недостатки этой системы:

- суперкраткосрочные продажи электроэнергии приводят к колебаниям цен (тарифов) на электроэнергию. Проблема поностью не решается даже при использовании хеджирования форвардными финансовыми контрактами;

- на рынке преобладают производители.

Потребление практически не участвуют при определении цен (тарифов) на нем.

Чтобы ослабить влияние производителей, во многих странах рекомендуют переход к двусторонним контрактам.

Следует отметить, что во многих странах наряду с процессом дезинтеграции идет процесс консолидации и даже диверсификации: объединения энергетических, газовых, а также компании по водоснабжению. Нарастает процесс глобализации: поглощения отдельных национальных компаний, в результате чего количество приоритетных энергетических компаний в мире может сократиться с 250 до 35 -г 40.

Анализ зарубежных систем регулирования отношений в электроэнергетике свидетельствует о том, что универсальной схемы построения системы регулирования не существует. В каждой стране она строится с учетом следующих отраслевых и макроэкономических факторов:

- уровня развития экономических отношений в отрасли (свободные экономические отношения; отношения с преобладающим или сравнительно большим удельным весом администрирования; административные отношения);

- уровня технико-технологического развития отрасли в целом и отдельных ее секторов;

- целей, преследуемых при создании системы регулирования;

- наличия потребности в создании такой системы на период реформирования отрасли;

- сложившейся в стране традиции распределения функций и пономочий между институтами власти и управления;

- распределения энергетических объектов по территории страны;

- существующего политического строя в государстве и т.д.

Вместе с тем, при всем многообразии подходов к созданию системы регулирования отношений в электроэнергетике в различных странах, можно выделить следующие общие черты, характеризующие регуляторные системы большинства стран:

- в настоящее время нет ни одной страны в мире, где бы регулирование отношений в электроэнергетике осуществлялось исключительно одним органом управления. В большинстве стран система регулирования включает два органа, различающиеся по содержанию возложенных на них функций и осуществляемых пономочий и потому как бы уравновешивающих друг друга;

- в подавляющем большинстве стран (в отличие от России) регулирующий орган формируется как колегиальный с возложением персональной ответственности за принимаемые решения на руководителя этого органа;

- финансирование основного регулирующего органа осуществляется либо из бюджета, за счет сборов с субъекта регулирования, либо за счет тех и других средств одновременно;

- во всех странах законодательно устанавливаются специальные квалификационные требования к дожностным лицам основного регулируемого органа;

- все страны законодательно утверждают принцип независимости основного регулирующего органа при принятии им решений и подчиненности только нормам закона;

- во всех странах признается только один способ воздействия регулирующего органа на субъекты регулирования - принятие обязательного для испонения решения, хотя сама процедура принятия решения в разных странах может быть разной.

Проблема создания системы регулирования отношений в электроэнергетике напрямую связана с другой проблемой, которая в настоящее время остро дискутируется в России, а именно - в какой мере необходимо регулировать отношения в электроэнергетике, учитывая социально-экономическую значимость отрасли и ее специфику как естественной монополии.

Перечисленные тенденции развития конкурентных отношений в различных странах мира противоречивы. Успех реформирования обозначися только в отдельных странах. Однако это обстоятельство не снимает проблемы обеспечения возможности работы ТЭЦ в условиях конкурентного рынка.

Рассматриваемая проблема решена в диссертации только частично: рассмотрена генерирующая компания в составе одной ТЭЦ, работающая на федеральный оптовый рынок энергии и мощности.

Предполагается продажа тепловой энергии с колекторов ТЭЦ. Тепловые сети, как магистральные, так и распределительные, не рассматриваются. Также не рассматривается конечный потребитель.

В диссертации в первую очередь оценена принципиальная возможность участия ТЭЦ в работе ФОРЭМ, прежде всего с точки зрения технологических возможностей оборудования ТЭЦ: регулировочные возможности и диапазон регулирования, возможность поного отключения теплового потребления.

В диссертационной работе рассмотрена совокупность вопросов, связанных с работой ТЭЦ в составе региональной генерирующей компании на Федеральном оптовом рынке энергии и мощности.

В первую очередь оценена принципиальная возможность участия ТЭЦ в работе ФОРЭМ: торговые площадки ФОРЭМ и их требования к изменению мощности во времени, регулировочные возможности турбин ТЭЦ и диапазон регулирования развиваемой ими мощности.

Рассмотрены способы определения объема поставок на ФОРЭМ электрической энергии и мощности по критериям минимума расхода топлива и минимума расхода средств на покупку заданного объема электрической энергии.

Решение вопросов реализации электрической энергии допонено рассмотрением задач выработки и реализации тепла, что потребовало решения проблемы распределения затрат ТЭЦ между электрической и тепловой энергией.

Предложенный и обоснованный метод разделения затрат, пригоден для практического использования на ТЭЦ, в том числе и осуществляющих выработку тепла в форме горячей воды и пара.

Восстановление эффективного функционирования электроэнергетики требует восстановления пропорциональности цен на продукцию отраслей промышленности, пропорциональности, нарушенной государственным регулированием цен на электрическую и тепловую энергию. На перспективу восстановленная пропорциональность может быть сохранена, если коэффициент-дефлятор электроэнергетики будет определяться по коэффициентам-дефляторам отраслей промышленности по предложенному в работе соотношению.

Проведенные исследования также показали, что при принятии правил конкурентной борьбы, сводящихся к предложению товара по цене ниже, чем у конкурента, определение тарифов на тепловую и электрическую энергию ТЭЦ сводится к определению тарифа на тепловую энергию конкурента, и определению по предложенной в работе методике тарифа на электрическую энергию ТЭЦ, а также сравнение этого тарифа с тарифом на электрическую энергию у конкурента на торговых площадках реструктурированного рынка ФОРЭМ. В случае если тариф на электрическую энергию ТЭЦ ниже, чем у других поставщиков энергии на рынок, то ТЭЦ конкурентоспособна по всем видам продукции.

Диссертация: библиография по экономике, кандидат экономических наук , Кощей, Валентина Валерьевна, Ростов-на-Дону

1. Аврух А.Я. Проблемы себестоимости и ценообразования в электроэнергетике.- М.: Энергия, 1977.

2. Айвозьян В.Г. Куценов В.А. Рациональные режимы совместной работы гидроэлектрических и тепловых станций в энергосистеме. // Гидротехническое строительство.-1951.- №2.

3. Алексеев Ю.П., Кузьмин, Мелехин В.Г., Савашинская В.И. Организация и планирование в энергетике. М.: Высшая школа, 1982.

4. Антипов К.М., Синьчугов Ф.И. Пути повышения эффективности работы энергетических систем // Электрические станции. 1979. -№5.

5. Басс А.Б. Анализ и перспектива развития рынка ценных бумаг электроэнергетических компаний // Экономическая стратегия в электроэнергетическом комплексе /Под ред. В.И. Эдельмана.- М.: НЦЭНАС, 1998.

6. Башмаков И.К. Политика трансформации рынка тепловой энергии // ЦЭАЭФ, январь-март, 2002.

7. Бейгман Л.Б., Экономические поправки к методу относительных приростов // Электричество. 1951. - №9.

8. Беренс В., Хавранек П.И. Руководство по подготовке промышленных технико-экономических исследований. М.: АОЗТ Интерэкспорт, 1995.

9. Беркович М.М., Денисов В.И., Яркин Е.Ф. Методологические вопросы анализа результатов регулирования тарифов на энергию // Электрические станции. 1997. - №9.

10. Богданов А.Б. Теплофикация золушка энергетики // Энергетик. -2001. -№ 11.

11. Богданов А.Б. Универсальная энергетическая характеристика ТЭЦ // http // exergy/narod. ru/mail/1 -185. htm.

12. Болотов B.B. Теоретические основы выбора экономического режима сложной электроэнергетической системы.- М.: 1947 АН СССР.

13. Болотов В.В., Гусев В.А., Окороков В.Р., Шахиджанян В.М. Экономика и организация энергетического хозяйства СССР. JL: Энергия, 1969.

14. Бондаренко А.Ф. Основные проблемы рынка электроэнергии в России // Энергетик. 2002. - № 1.

15. Брук И.С., Маркович И.М., Горушкин В.И., Совалов С.А. Автоматическое распределение активных нагрузок электрической системы. // Электричество. 1949. - №9.

16. Воконский В.А., Кузовкин А.И. Оптимальные тарифы на электроэнергию инструмент энергоснабжения. - М.: Энергоатомиздат, 1991.

17. Воконский В.А., Кузовкин А.И. Замыкающие затраты и оптимальные тарифы на электроэнергию. // Экономика и математические методы.- 1987.- Т. XXIII, вып.1.

18. Выренкова С.Г. О проблемах препятствующих развитию централизованного теплоснабжения и теплофикации // Энергетик. -2000. №7.

19. Горнштейн В.М. Наивыгоднейшее распределение нагрузки между работающими электростанциями. М.: Госэнергоиздат, 1949.

20. Горнштейн В.М. Методика наивыгоднейшего распределения нагрузки между паралельно работающими станциями. // Электрические станции. 1937. - №12.

21. Горшков А.С. О методе начисления КПД энергетических установок с комбинированным использованием тепла. // Электрические станции. 1948. - №6.

22. Горшков А.С. Технико-экономические показатели тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1974.

23. Дарманчев А.К. Основы оперативного управления энергосистемами.- М.: Госэнергоиздат, 1960.

24. Денисов В. И., Яркин Е.В. Методы формирования двухставочных тарифов для субъектов оптового рынка // Электрические станции.-1997. -№1.25

Похожие диссертации