Formation of energy supply systems for special economic zones

Abstract

The purpose of the article is to develop the principle of forming integrated energy supply systems that consider the relationship between the production, transmission and consumption of thermal and electrical energy, as well as to develop a methodology for selecting the composition and structure of generating equipment to ensure the affordability and uninterrupted supply of energy. To achieve this purpose, the following tasks were accomplished: the energy supply systems of existing special economic zones were studied, and their shortcomings were identified; the creation of integrated energy supply systems for territories based on cogeneration technologies was proposed; a methodology for selecting the composition and structure of equipment for mini-CHPP (combined heat power plant) integrated energy systems was developed. The most important result is a comprehensive methodology for selecting the composition and structure of mini-CHPP equipment in an integrated energy supply system, ensuring maximum fuel efficiency for energy production and energy efficiency for the energy supply system. Performing calculations based on the developed methodology using the example of the advanced development area «SmartCity-Novosibirsk», we were able to propose the creation of an integrated energy supply system for residents. The significance of these results lies in their potential to improve the efficiency of decision-making processes in the field of energy infrastructure development by considering interconnections between heat and power supply processes and the methodology of selecting mini-CHPP equipment for integrated energy systems.

Scopul lucrării este de a dezvolta principiul formării sistemelor integrate de alimentare cu energie care să ia în considerare relația dintre producția, transportul și consumul de energie termică și electrică, precum și dezvoltarea unei metodologii de selectare a compoziției și structurii echipamentelor de generare pentru asigura accesibilitatea și furnizarea neîntreruptă de energie. Pentru atingerea acestui scop, au fost îndeplinite următoarele sarcini: au fost studiate sistemele de alimentare cu energie a zonelor economice speciale existente și au fost identificate deficiențele acestora; s-a propus crearea de sisteme integrate de alimentare cu energie pentru teritorii bazate pe tehnologii de cogenerare; a fost elaborată o metodologie de selectare a compoziției și structurii echipamentelor pentru sistemele energetice integrate mini-CET. Cel mai important rezultat este o metodologie cuprinzătoare de selectare a compoziției și structurii echipamentelor mini-CET într-un sistem integrat de alimentare cu energie, asigurând eficiența maximă a combustibilului pentru producția de energie și eficiența energetică pentru sistemul de alimentare cu energie. Efectuând calcule pe baza metodologiei dezvoltate folosind exemplul zonei de dezvoltare avansată „SmartCity-Novosibirsk”, am putut propune crearea unui sistem integrat de alimentare cu energie pentru rezidenți. Rezultatele obținute sunt semnificative în rezolvarea problemelor legate de formarea infrastructurii energetice în teritoriile în care este necesară asigurarea eficienței energetice, accesibilității economice, continuității și ecologice în furnizarea de energie către consumatori. Semnificația acestor rezultate constă în potențialul lor de a îmbunătăți eficiența proceselor de luare a deciziilor în domeniul dezvoltării infrastructurii energetice prin luarea în considerare a interconexiunilor dintre procesele de alimentare cu energie termică și electrică și a metodologiei de selectare a echipamentelor mini-CET pentru sistemele integrate de energie.

Развитие экономики во многом связано с развитием систем тепло- и электроснабжения, формирующих энергетическую инфраструктуру территорий. Экономическая доступность и бесперебойность электроснабжения важна для резидентов особых экономических зон, определяющих социально-экономического развития стран. При этом применяемые сегодня традиционные решения по формированию систем энергоснабжения зачастую не отвечают указанным требованиям. Целью работы является разработка принципа формирования интегрированных систем энергоснабжения, учитывающих взаимосвязь производства, передачи и потребления тепловой и электрической энергии, а также разработку методики выбора состава и структуры генерирующего оборудования, позволяющей обеспечить доступность и бесперебойности энергоснабжения. Для достижения указанной цели решены следующие задачи: исследованы системы энергоснабжения существующих особых экономических зон и выявлены их недостатки; предложено создание интегрированных систем энергоснабжения территорий на основе когенерационных технологий; разработана методика выбора состава и структуры оборудования мини-ТЭЦ интегрированных систем энергоснабжения. Наиболее важным результатом является комплексная методика выбора состава и структуры оборудования мини-ТЭЦ в интегрированной системе энергоснабжения, обеспечивающая максимальную топливную эффективность производства энергии и энергоэффективность системы энергоснабжения. Выполнение расчетов по разработанной методике на примере территории опережающего развития «СмартСити-Новосибирск» позволило предложить формирование интегрированной системы энергоснабжения. Наиболее важными результатами являются обеспечение энергоэффективности производства энергии, экономической доступности, бесперебойности и экологичность энергоснабжения потребителей. Предлагаемая интегрированная система энергоснабжения позволит создать благоприятные условия для социально-экономического развития, что особенно важно при развитии особых экономических зон. Значимость результатов заключается в том, что предложенная методология формирования системы энергоснабжения, учитывающая взаимосвязь процессов тепло- и электроснабжения и выбора состава оборудования мини-ТЭЦ в интегрированной системе энергоснабжения, позволяет повысить обоснованность принимаемых решений при развитии доступной и надежной энергетической инфраструктуры территорий.