Методы развития систем теплоснабжения в составе коммунальной энергетической инфраструктуры

В результате выполнения исследований второго года проекта «Методы развития систем теплоснабжения в составе коммунальной энергетической инфраструктуры» были успешно выполнены запланированные задачи и получены научные результаты, которые успешно апробированы в научном сообществе. В рамках плана на 2024 год изучены теоретические и практические особенности разработки и актуализации схем теплоснабжения муниципальных образований. Несмотря на указанные при стратегическом планировании цели по увеличению когенерационной выработки, в большинстве средних и малых муниципальных образований, а также на отдельных территориях крупных городов наблюдается обратная тенденция. Основываясь на результатах первого года исследований разработаны рекомендации по актуализации схем теплоснабжения для обеспечения повышения эффективности системы централизованного теплоснабжения. Предлагается расширение состава анализируемых источников и теплотехнических установок при обосновании направления развития систем теплоснабжения для повышения их эффективности: комплексное рассмотрение совместной работы когенерационного и котельного оборудования (https://ieeexplore.ieee.org/document/10553779), тепловых накопителей (https://ecfor.ru/publication/teplovye-nakopiteli-snizhenie-teplovyh-vybrosov-v-mezhotopitelnyj-period/), электробойлеров и тепловых насосов, образующих интегрированную систему энергоснабжения (https://link.springer.com/article/10.1134/S1075700724030031). Для анализа топливной эффективности и определения влияния на надежность, экономичность и экологичность энергоснабжения в интегрированных системах энергоснабжения разработаны соответствующая технико-экономическая модель и методический инструментарий, получивший программную реализацию (https://journal.ie.asm.md/assets/files/05_03_63_2024.pdf). Физические принципы совместной работы источников тепловой и электрической энергии для согласованного покрытия нагрузки позволили сформулировать основные требования к управлению функционированием интегрированных систем энергоснабжения (https://www.elibrary.ru/item.asp?id=74531690&pff=1, https://elibrary.ru/item.asp?id=61446016). Предлагается включение дополнительных элементов в системы домового теплоснабжения — активных тепловых пунктов, для повышения теплового комфорта потребителей и независимости теплоснабжения при прерывании поступления теплоносителя из систем централизованного теплоснабжения (https://ieeexplore.ieee.org/document/10553752). Целесообразность их внедрения подтверждена проведением ряда экспериментов на соответствующей физической модели. Ключевым моментом перехода к интегрированным системам теплоснабжения является создание условий для внедрения инновационных технологий: необходимы меры по снижению рисков для инвесторов и повышению гарантий для муниципальных властей в части решения проблем с низкой надежностью и доступностью тепловой и электрической энергии для конечных потребителей (https://www.elibrary.ru/item.asp?id=74531636&pff=1). В проекте выявлено, что несогласованность «Схем теплоснабжения» и «Схем развития электроэнергетики» порождает ряд противоречий, которые могут быть сняты при разработке «Схем перспективного развития энергетической инфраструктуры», направленных на гармонизацию развития распределительного сетевого комплекса среднего класса напряжения, тепловых сетей и разнообразных источников энергии. Предлагается создание локального рынка энергии с реализацией механизма единого закупщика, как посредника между поставщиками и потребителями энергии. Данная модель повысит конкуренцию субъектов систем электро- и теплоснабжения, а для органов самоуправления даст возможность контроля и управления развитием интегрированных систем энергоснабжения. Анализ схем теплоснабжения в Новосибирской области показал, что в некоторых муниципальных образованиях есть перспективы перехода к интегрированным системам. На примере микрорайона «Радуга Сибири» показана целесообразность создания интегрированной системы энергоснабжения на базе трансформации газовой котельной в мини-ТЭЦ и внедрения тепловых накопителей для регулирования графика тепловой нагрузки, что позволяет значимо повысить надежность поставок тепловой энергии в сочетании с ростом экономичности ее производства. Основные научные результаты работы 2024 года апробированы в научном сообществе — обсуждались на семинарах и конференциях различного уровня: Всероссийской школе молодых учёных "Цифровизация, декарбонизация и децентрализация современной электроэнергетики", Международной научно-технической конференции "International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM)", Международном научном семинаре им. Ю.Н. Руденко «Методические вопросы исследования надёжности больших систем энергетики» По результатам выполнения работ в 2024 году опубликовано 8 материалов, включая: 5 индексированных Scopus, WoS, RSCI.