Себестоимость 1 гкал тепловой энергии как рассчитать

Реальная себестоимость тепловой энергии в оптимизационных расчетах Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Сидельников В. И., Мирская С. Ю., Кочетов В. Л.

Формулируются принципы определения себестоимости тепловой энергии в процессе проведения оптимизационных теплотехнических расчетов. На примерах реальных систем теплового снабжения с использованием компьютерного моделирования строятся зависимости себестоимости тепловой энергии в указанных системах от проводимых мероприятий по оптимизации тепловой защиты элементов систем теплоснабжения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Реальная себестоимость тепловой энергии в оптимизационных расчетах»

РЕАЛЬНАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ В ОПТИМИЗАЦИОННЫХ РАСЧЕТАХ

Известно, что любые оптимизационные расчеты опираются, как правило, на экономические (стоимостные) показатели. Ясно, что от степени достоверности экономических показателей зависит достоверность получаемых решений. В оптимизационных теплотехнических расчетах одним из важнейших стоимостных показателей, определяющих результаты расчетов, является себестоимость тепловой энергии. Поскольку в процессе оптимизации систем теплового снабжения изменяется (уменьшается) топливная составляющая, как следствие изменяется и себестоимость тепловой энергии в целом.

Целью данной статьи является разработка методики расчета изменения себестоимости тепловой энергии в процессе оптимизации параметров систем теплоснабжения различной конфигурации, и определения реальной себестоимости тепловой энергии.

Методика оптимизации параметров систем теплоснабжения включает в себя определение алгоритма и правил оптимизации следующих подсистем: источника тепловой энергии, теплотрассы прямой подачи, отопительного прибора, обогреваемого помещения, теплотрассы обратной подачи. При этом следует иметь в виду, что оптимальные (по имеющим место критериям) решения для отдельно взятых подсистем могут не являться оптимальными при рассмотрении системы в целом. Как следствие, возникает необходимость в проведении комплексной оптимизации системы в целом. Решение данной задачи становится возможным на основе разработанных в [1, 2] и апробированных в [3] моделей систем теплового снабжения с автономными источниками тепла1.

Вопрос о себестоимости тепловой энергии систем теплоснабжения имеет первостепенное значение, поскольку позволяет прояснить ситуацию о реальных затратах на теплоснабжение. Себестоимость тепловой энергии (р./Гкал) можно записать в виде

где Са — ежегодные амортизационные отчисления на систему теплоснабжения, р./год; Сэ — ежегодные эксплуатационные расходы по обеспечению функционирования системы теплоснабжения, р./год.

1 В разработке данных моделей принимал участие докт. техн. наук,

Величина амортизационных отчислений является известной функцией от капитальных вложений в систему теплоснабжения и нормативных сроков ее эксплуатации и может быть легко рассчитана. Эксплуатационные расходы на заработную плату персонала и текущий ремонт также хорошо известны, легко рассчитываются и могут считаться величиной заданной. В реальных условиях представляет достаточно сложную проблему определение доли эксплуатационных расходов на первичные энергоносители в различных режимах работы системы теплоснабжения, а также в условиях изменения ее параметров. Однако возможность математического моделирования работы системы теплоснабжения на компьютере по разработанным программам снимает указанную проблему. Величины расходов первичных энергоносителей можно легко получать для любых реальных режимов работы системы теплоснабжения с помощью компьютерного моделирования.

Отметим, что оценка себестоимости 1 Гкал тепловой энергии, а также ее изменение могут быть реально оценены при учете всех ее составляющих. Причина в том, что доли составляющих в структуре себестоимости изменяются в результате проведения мероприятий по оптимизации потребления тепловой энергии.

Представим эксплуатационные расходы в виде

где Сэ соШ — постоянная составляющая эксплуатационных расходов, р./год; Сэ топл — переменная (топливная) составляющая эксплуатационных расходов, р./год. Последнюю можно рассчитать по формуле

где УГ — расход топлива в источнике, м 3/с; :Г -время работы источника за один отопительный сезон, с; СГ — удельная стоимость первичных энергоносителей, р./м3.

Полезно потребляемая тепловая энергия может быть определена из выражения

и = УАР 2:Г (Тт — Тр),

где У — расход теплоносителя в системе теплоснабжения, м3/с ; С2 — удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/(кг °С); р 2 — удельная плотность теплоносителя, кг/м3; Тр — температура теплоносителя в отопительном приборе (радиаторе), °С; ТТ — температура теплоносителя в теплотрассе прямой подачи, °С. Тогда себестоимость тепловой энергии будет равна

С3 (Ca + Сэ, const + Сэ, топя) ^ U

a э, const э, топл + —

В качестве примеров для анализа себестоимости тепловой энергии системы теплового снабжения рассмотрим схемы теплоснабжения зданий встроенным и вынесенным автономными источниками со следующими параметрами. Габаритные размеры здания: длина 50 м, ширина 10 м, высота 5 м. Теплотехнические параметры системы и используемые переменные: Тк — температура теплоносителя на выходе из тепло-обменного устройства источника, °С; Тр — температура теплоносителя на входе в отопительный прибор (радиатор), °С; ТТ — температура теплоносителя в теплотрассе прямой подачи, °С ; Тобр — температура теплоносителя в теплотрассе обратной подачи, °С ; Т —

температура воздуха в обогреваемом помещении, °С ; Ув — объем воздуха, подаваемого в топку источника, м3/с; Уг — объем газа, подаваемого в топку источника, м3/с (управляющий параметр); Усг — объем продуктов сгорания, м3/с; Бр — площадь поверхности отопительного прибора, м2; — площадь поверхности теплотрассы, м2 (рассчитывается в зависимости от ее протяженности и площади поперечного сечения); Т=20 °С — температура воздуха в обогреваемом помещении; Qг = 36600000 Дж/м3- теплота сгорания газа; р2 =1000 кг/м3- удельная плотность теплоносителя (воды); У2 = 0,014 м3 — объем воды в теплообменном устройстве источника; С2(Тк) = 4180 Дж/(кг-°С) -удельная теплоемкость воды; Тг=2030 °С — температура газа в топке источника; Тск = 20 °С — температура воздуха в помещении котельной; Тг2 = 110 °С — температура газов на выходе из топки источника; Тв =20 °С -температура воздуха, подаваемого в топку источника; Хк = 0,05 Вт/(м-°С ) — коэффициент теплопроводности стенок источника; Бк=2 м2- площадь стенок источника; 8к =0,1 м — толщина изоляционного слоя стенок источника; Сг(Тг2) =1300 Дж/(м3-°С)- удель-ная теплоемкость газов на выходе из топки источника; Сг(ТВ) =1300 Дж/(м3-°С) — теплоемкость воздуха подаваемого в топку источника; =0,0014 м3/с — расход воды, проходящей через теплообменное устройство источника; а р =8,07 Вт/(м2-°С) — коэффициент теплоотдачи отопительного прибора; рр=7800 кг/м3- удельная плотность материала отопительного прибора; 8 р =0,005 м — толщина стенок отопительного прибор;

Ср(Тр) = 4180 Дж/(кг-°С) — удельная теплоемкость материала отопительного прибора; Бст= 1100 м2-площадь поверхности ограждающей конструкции обогреваемого помещения; Аст = 0,41 Вт/(м-°С) — коэффициент теплопроводности стенок ограждающей конструкции; 5ст = 0,25 м — толщина ограждающей конструкции; т = 1 — коэффициент кратности воздухообмена; Уп = 2500 м3-объем обогреваемого помещения; Сп(Т) = 1100 Дж/(кг-°С) — удельная теплоемкость воздуха; рв =1,205 кг/м3- удельная плотность воздуха, Тс = — 10 °С — температура воздуха в окружающей

среде; рт = 7800 кг/м3 — удельная плотность материала теплотрассы; 8Т = 0,005 м — толщина стенок теплотрассы; СТ (ТТ) = 4180 Дж/(кг-°С) — удельная теплоемкость стенок теплотрассы; С2(ТТ )= 4180 Дж/(кг-°С) -удельная теплоемкость теплоносителя в теплотрассе; аТ — коэффициент теплоотдачи теплотрассы, Вт/°С;

86,5 и А2= 0,052 — коэффициенты теплопроводности стенки трубопровода и теплоизоляционного слоя соответственно, Вт/(м-°С); ¿=300 м — протяженность теплотрассы; ёп = 0,1 м — внутренний диаметр трубопровода; й?12 = 0,11 м — наружный диаметр трубопровода; d2 — наружный диаметр трубопровода с теплоизоляционным слоем (оптимизируемый параметр).

В качестве дополнительных исходных данных примем: Са = 10000 р./год ; Сэ соШ = 10000р./год ;

= 15552000 с — время работы системы отопления за один отопительный сезон; СГ = 0,6 р./м3 — стоимость природного газа (первичный энергоноситель); 2из = 400 р./м3 — стоимость дополнительной теплоизоляции.

Расчеты организованы следующим образом. При заданных параметрах системы теплоснабжения с использованием компьютерного моделирования рассчитывается себестоимость тепловой энергии, стоимость потерь тепловой энергии, стоимость теплоизоляции ограждающей конструкции и суммарные затраты на потери тепловой энергии и теплоизоляцию. Нормативный срок эксплуатации теплоизоляции принят равным 15 лет. Результаты расчетов приведены в табл. 1.

На рис. 1 приведены результаты расчета себестоимости тепловой энергии. Как видно на рис. 1, себестоимость топливной составляющей при оптимизации теплоизоляции ограждающей конструкции остается практически неизменной; составляющая себестоимости, определяемая амортизационными отчислениями и эксплуатационными расходами (без топливной составляющей), а также суммарная величина себестоимости тепловой энергии с увеличением толщины слоя дополнительной теплоизоляции также возрастают. Расход тепловой энергии и при этом снижается (табл. 1).

Результаты моделирования работы системы теплового снабжения с автономным источником встроенного типа

§из , мм U, Гкал (С а + СЭсОШ,)/U, р./Гкал / U, р./Гкал Q, Р- 7 из, р. 7, пот’ р. 7, итог’ р.

10 153,6 130,2 72,3 202,5 293,3 31104,1 31397,5

30 103,1 194,0 74,2 268,2 880,0 27651,6 28531,6

50 77,7 257,6 75,7 333,3 1466,7 25878,7 27345,2

70 63,3 316,0 77,1 393,1 2053,3 24880,2 26933,6

90 51,6 388,0 79,3 467,2 2640,0 24087,1 26727,1

110 44,4 450,7 81,0 531,7 3226,7 23592,5 26819,2

130 39,2 510,8 82,2 593,0 3813,3 23219,3 27032,6

150 34,6 578,3 83,6 661,9 4400,0 22892,7 27292,7

170 30,9 647,5 86,7 734,2 4986,7 22678,1 27664,7

190 28,3 707,3 87,4 794,7 5573,3 22472,8 28046,1

210 26,1 766,2 88,7 854,9 6160,0 22314,1 28474,1

-Амортизационные отчисления и эксплуатационные расходы (без топлива) -Топливная составляющая

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Толщина теплоизоляции, см

Рис. 1. Диаграмма изменения себестоимости тепловой энергии На рис. 2 показано изменение затрат на обогрев помещения при увеличении толщины теплоизоляционного слоя от 1 до 21 см. Как следует из рис. 2, суммарные затраты на теплоизоляцию имеют точку минимума при 8Ш = 90 мм. Данная величина дополнительной теплоизоляции является оптимальной. Суммарные годовые затраты на обогрев помещения составляют при этом 2 итог = 26727,1 р.

40000 35000 30000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Толщина теплоизоляции, см

Рис. 2. Диаграмма изменения затрат на обогрев помещения

— приведенные затраты на теплоизоляцию

— Стоимость потерь теппа

Отметим, что при оптимальном слое теплоизоляции потребление тепловой энергии за сезон составит и = 51,6 Гкал, без дополнительной теплоизоляции и = 201,9 Гкал. Установка теплоизоляционного слоя толщиной 90 мм снижает потребление тепловой энергии в 4 раза. Себестоимость тепловой энергии при этом С3 = 467,2 р./Гкал (без теплоизоляции С3 = 170,7 р./Гкал). Снижение годовых затрат при оптимальной теплоизоляции составляет 7736,3 р./год. Стоимость дополнительной теплоизоляции 39600 р. Срок окупаемости затрат на дополнительную теплоизоляцию — 5,1 года.

Автономный вынесенный источник. Для подсистемы «отопительный прибор — помещение — окружающая среда» справедливы рассуждения, приведенные выше для собственного источника встроенного типа. Дополнительное снижение потребляемой теплоты может иметь место за счет уменьшения потерь тепловой энергии в теплотрассе по двум причинам. Во-первых, за счет уменьшения нагрузки (оптимизация подсистемы отопительный прибор — помещение -окружающая среда), а во-вторых, за счет уменьшения потерь в теплотрассе при оптимизации ее теплоизоляционного слоя [4].

Подача тепловой энергии от ТЭЦ. В такой ситуации возможности определения реальной себестоимости тепловой энергии ограничены из-за отсутствия информации о параметрах тепловых сетей и источника. В качестве оптимизационных мероприятий следует рассматривать целесообразность усиления теплоизоляции ограждающих конструкций и поиск оптимальной площади поверхности отопительных приборов. В качестве расчетной следует рассматривать стоимость тепловой энергии, отпускаемой тепловыми сетями. Последнюю в процессе оптимизации следует рассматривать как константу.

Система теплоснабжения с вынесенным автономным источником. В качестве обогреваемого помещения рассмотрим то же здание, что приведено выше для системы теплового снабжения с встроенным источником. При этом на первом этапе оптимизации, будем считать принятыми параметры дополнительной теплоизоляции ограждающей конструкции, полученные выше при оптимизации системы с встроенным источником. Последующий шаг оптимизации заключается в определении толщины теплоизоляционного слоя теплотрассы. Результаты моделирования приведены в табл. 2.

Топливная составляющая себестоимости при оптимизации тепловой изоляции теплотрассы остается практически неизменной.

Изменение затрат в системе теплового снабжения зависит от толщины теплоизоляции на теплотрассе. Оптимальная толщина теплоизоляционного слоя теплотрассы составляет 150 мм (табл. 2, рис. 4). Затраты на производство и передачу тепловой энергии при этом уменьшаются от 36453,1 р./год до 5103,8 р./год. Снижение суммарных затрат за счет оптимизации теплоизоляции на теплотрассе составляет 31349,3 р./год.

Результаты моделирования работы системы теплового снабжения с автономным вынесенным источником

8 из , U, Гкал С + СЭсот,)/U, СЭогл / U, C3, 7 из, 7, пот’ 7, итог’

мм р./Гкал р./Гкал Р. р. р. р.

10 230,6 230,6 71,2 157,9 30,1 36422,9 36453,0

30 127,7 127,7 70,9 227,5 105,5 8759,9 8865,4

50 100,3 100,3 74,4 273,8 201,0 6791,8 6992,7

70 90,1 90,1 74,9 297,0 316,5 5749,8 6066,3

90 84,4 84,4 75,2 312,2 452,2 5160,4 5612,6

110 80,3 80,3 75,7 323,5 607,9 4715,6 5323,5

130 78,1 78,1 75,8 331,9 783,7 4403,6 5187,3

150 76,1 76,1 75,9 338,6 979,7 4124,1 5103,8

170 74,4 74,4 76,0 344,9 1195,7 3975,7 5171,4

190 73,5 73,5 75,9 347,9 1431,8 3784,0 5215,8

210 72,4 72,4 76,0 352,1 1688,1 3599,9 5288,0

На рис. 3 приведены результаты расчета себестоимости тепловой энергии при оптимизации тепловой изоляции теплотрассы. Отметим, что при данных расчетах учитывались потери тепловой энергии во всех элементах системы теплового снабжения, за исключением источника. Согласно данным рис. 3, суммарная себестоимость тепловой энергии при оптимизации резко возрастает. Удельные амортизационные отчисления и удельные эксплуатационные расходы (без топлива) также сильно возрастают.

1 4 7 10 13 16 19 22 25

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Толщина теплоизоляции, см

Рис. 3. Изменение себестоимости тепловой энергии в системе с вынесенным источником

Из табл. 2 видно, что при оптимальной толщине теплоизоляционного слоя на теплотрассе (8из =150 мм) себестоимость тепловой энергии составляет С3 = 338,6 р./Гкал . При оптимальной толщине теплоизоляционного слоя на ограждающей конструкции обогреваемого помещения (8из = 90 мм) себестоимость тепловой энергии составляла С3 = 467,2 р./Гкал . Следовательно, себестоимость тепловой энергии при оптимизации изоляции теплотрассы уменьшилась в 1,38 раза по сравнению с ее величиной при оптимизации тепловой защиты здания. Поэтому полученные решения нельзя считать оптимальными и необходимо модернизировать методику поиска оптимальной тепловой защиты системы теплового снабжения.

Очевидно, что процесс оптимизации следует проводить практически одновременно (параллельно) для всех элементов системы теплового снабжения. При оптимизационных расчетах компенсации реактивной мощности в системах энергоснабжения в качестве критерия оптимальности принимаемых решений используется равенство удельных приростов потерь активной мощности от передачи реактивной мощности. Очевидно, что критерием оптимальности принимаемых решений при оптимизации теплоснабжения является равенство удельных приростов затрат на транспортировку тепла с учетом стоимости дополни-

тельной тепловой изоляции по потерям тепловой энергии

40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000

■ Приведенные затраты на теплоизоляцию

— Стоимость потерь тепла

1 4 7 10 13 16 19 22 25 Толщина теплоизоляции, см

Рис. 4. Диаграмма изменения затрат при увеличении теплоизоляции в системе с внешним источником

В случае достижения глобального оптимума cons t= 0. При наличии организационных, финансовых либо технических ограничений const ф 0 и определяется балансовым ограничением.

1. Сформулированы принципы расчета реальной себестоимости тепловой энергии в условиях изменения параметров систем теплового снабжения.

2. На примерах реальных систем теплового снабжения с автономными встроенным и вынесенным источниками показано изменение себестоимости тепловой энергии в процессе изменения параметров систем теплового снабжения.

3. Показаны пути поиска оптимальных решений в рамках параметрической оптимизации систем теплового снабжения.

1. Сидельников В.И., Мирская С.Ю. Системный анализ процессов тепло снабжения // VI Междунар. науч.-практ. конф. «Системный анализ в проектировании и управлении». Таганрог, 2002. С. 127-129.

2. Мирская С.Ю., Сидельников В.И. Дифференциальные уравнения процесса теплового обмена в системе теплоснабжения. Компьютерное моделирование. Экономика. М., 2002.

3. Сидельников В.И. О проектировании устойчивых линейных автоматических систем // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2002. № 4.

4. Сидельников В.И., Мирская С.Ю. Компьютерный анализ оптимизации затрат на передачу тепловой энергии по теплотрассе // Вестн. РГУПС. 2002. № 1. С. 143-150.

Ростовский государственный педагогический университет,

Ростовская государственная академия сельскохозяйственного машиностроения

11 марта 2003 г.

КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ДИСКРЕТНО-НЕПРЕРЫВНОИ

В работе [1] автором приведено формальное описание потоков денежных средств в бюджетной системе РФ, в соответствии с которым бюджет на муниципальном, региональном и федеральном уровнях формально описывается абстрактными математическими объектами Р1, Р2, Р3, представляющими собой сложные динамические системы. В состав обобщённых координат этих систем, кроме входного, выходного алфавитов и алфавита фазовых состояний, входит алфавит структурных состояний. Элементами входных алфавитов систем РА, Р2, Р3 соот-

ветственно являются векторы Xf = (XJCN, XJCH, XCW)

m Ym YJ Yr\ CN^CH^m^m) ■.

1ДС л cn ? aCN?aCN

— налоговые доходы; X(

— неналоговые доходы бюджетов федерального, регионального и муниципального уровней; Хеш — средства по взаимным расчетам из субъектов РФ, другие безвозмездные перечисления; Х

Ут = (уТт, У1) бюджетов, где У/ , УТГ, УТт — текущие расходы; У/, УК, У£ — капитальные расходы. В качестве состояний систем Рх, Р2, Р3, рассматриваются соответственно векторы

= & (Г), БТп (0), ^ = (бг (/), 5Тг (/)), 2т = (2т (/), БТт (0),

еп (О = Qf « -1)+Хп (Г) — Уп Ц),

аг(П = Qr Ц -1) + Хг (/) — Уп (Г),

Qm (г) = Qm (г — 1) + Хт (Г) — Ут (Г) — фазовые состояния, описывающие уровень текущего запаса бюджетных средств;

$Тп = (еп (/), (/), ^ (0), Sтr = (Сг8гт (/)), БТт = (Ст (4 Бт (Г))

— векторы структурных состояний. Компоненты Сf = \\cf\\, Сr = \\Cj

турных состояний представляют собой матрицы, элементы которых принимают значения пропорций распределения регулирующих налогов между бюджетами различных уровней бюджетной системы РФ. В статье [1] составлены уравнения, описывающие изменяющуюся во времени структуру бюджетных потоков в динамических системах Р1 , Р2

v — О r УУ (-ГКТ , -Л. w — >-> i

Результаты изучения процесса изменения во времени фазовых координат сложных динамических систем Рх, Р2, Р3 показали, что в процессе функционирования происходит изменение их поведения в течение всего интервала определения Т в связи с изменением компонентов вектора структурных состояний Бп1г(4г = 1к, Бтщ/ (Г), / = Ък&тXXС), х = ,

отражающих величины пропорций распределения регулирующих доходов между бюджетами федерального, регионального и муниципального уровней [1].

В проводимых в настоящее время исследованиях формализация постановки и решения задач управления финансовыми потоками осуществляется на основе применения теоретических разработок теории динамических систем, положения которых строятся на базе применения принципа координатного управления Р. Беллмана. Уровень разработки таких систем позволяет на строгой математической основе определить управление как функцию и(/), значения которой в каждый момент времени t е Т, Т с ^ могут выбираться произвольным образом и которая входит в уравнения функций выходов Оа : Т х Х ах Q а ^ Уа и переходов Фа : Т хХах Qa ^ Qа, ае :

Qа(t) = Фа[t,m(t0,t],Qа(to)] ; 7 а (t) = G a [t, «(to,t], Q a (to)],

где M(t t] — сегмент функции u(t) на множестве

(t0, t] с T . В качестве управления u(t) могут быть рассмотрены различные финансовые решения, принимаемые относительно дополнительных поступлений денежных средств в бюджет, их расходования и т.д. На область изменения функции u(t) для каждого

t накладываются ограничения u(t) с U , где U —

заданное замкнутое множество в Rm : U с Rm (Rm -m-мерное евклидово пространство). При этом управление называют допустимым, если для любого t оно

удовлетворяет ограничению: Vt ^ u(t) е U .

Различные допустимые управления u(t) определяют соответствующие различные траектории

исходящие из некоторой начальной точки Qа (t0). В рамках этого аппарата математически строго поставлен вопрос об определении оптимального управления u * (t), доставляющего оптимум некоторому функционалу J = F(Qа (t), u(t)). В этом случае задаётся сам функционал J = F (Q а (t), u (t)) и граничные условия на правом конце траектории в момент ti : Qа (ti) = Qi, Qi е Rn , где Qj — некоторое множество в Rn (в частном случае точка), называемое множеством цели (Rn — n-мерное евклидово пространство). В качестве желаемой цели Q функционирования системы рассматривается заданное состояние или множество таких состояний, которые могут изменяться с течением времени, т. е. задача оптимизации сводится к задаче попадания в определённое множество цели в пространстве фазовых состояний системы. В классе динамических систем дано формальное определение оптимального управления: управление u* (t) переводит (Qаo,t0) в Q , если выполняется условие:

т.е. управление — это некоторая функция фазового состояния u * (t) = £(Qa (t), t) = opt.

Но отличительной чертой бюджетных систем на муниципальном, региональном и федеральном уровнях является сложность функционирования в течение всего интервала существования T , заключающаяся в наличии у систем различных, сменяющих друг друга во времени режимов функционирования, вызывающих изменение характера их поведения при бюджетном регулировании. Смена этих режимов обусловлена изменением структуры доходной части бюджетов всех уровней, вызванных изменением компонентов

Sf (t),i = ik,Sm„ (t), j = ikSmxx(t),X = IP векторов

структурных состояний БТГ (г), БТг (г), БТт (г). В связи с этим, весь интервал существования Т системы естественным образом разбивается на множество подинтервалов Т1,Т2. Т%, Ti = (^,гг+1), в течение

которых пропорции распределения регулирующих налоговых доходов, определяемые переменными

Б^(г), I = й, Б,, (г), БТ(га), Б,ЕЕ (г), е = й , являются постоянными. Смена характера поступления входных сигналов Х^ (г), Хг (г), Хт (г) в зависимо -сти от изменения значений компонентов векторов БТ1 (г), БТГ (г), БТт (г) приводит к нестационарности фазовой траектории, точки на которой соответствуют различным значениям фазовых состояний Qf (г), Qr(г), Qm(г). Таким образом, рассматриваемые динамические системы Рх, Р2, Р3 отличаются нестационарностью законов функционирования Фа : Т хXа х Qа ^ Qа; Оа : Т хХа х Qа ^ 7а, ае где Фа — функция перехода, Оа -функция выхода. Интервалах Т с Т соответствуют неизменной структуре доходной части бюджетов федерального, регионального и муниципального уровней, определяемой значениями Б^ (г), I = 1, к,

Бт,у] (г), > = 1, к, Бтхх (О, X = 1, в , а законы функционирования системы в пределах этих интервалов — так называемым дискретным структурным состояниям. Интерпретация постановки и решения задачи оптимального управления бюджетом в классе теоретических положений простых непрерывных динамических систем не представляется возможной, поскольку класс континуальных динамических систем определён таким образом, что модели этих систем имеют свойство гладкости, вследствие чего удаётся определить формализованные понятия достижимости, управляемости и наблюдаемости, на основе которых можно рассматривать задачу оптимального управления. Использование принципа Р. Беллмана для формального описания поведения таких систем не позволяет учитывать вариации дискретных структурных состояний и приводит к нарушению принципа необходимого разнообразия Эшби.

Интервал существования Т систем Р1 , Р2 , Р3 представляет собой наложение двух областей: континуальной в конечномерном пространстве обобщённых координат и счётного множества структурных состояний, а поведение бюджетных систем на федеральном, региональном и муниципальном уровнях является дискретно-непрерывным, или гибридным.

Автором предлагается строить формальное представление задачи управления бюджетом, являющееся инвариантным к изменениям дискретных структурных состояний, на основе применения расширенного принципа Р. Беллмана, т.е. и (г) = п(г, БТа (г), Qа (г)), где п — некоторая функция.

Структурные изменения приводят к существованию множества функций выходов и переходов , О >, реализующих отображения

[ФГ (Т): Т хХг х Qr ^ Qr; О(Т): ТхХг хQr ^ Уг;

Фт (Т): Т хХт х Qm ^ Qm;

О (Т): Т хХт х Qm ^ Ут; в течение отрезков времени Т^ = [, + ц ], Ti = , + ] п Т и определяющих законы функционирования динамических систем. В связи с тем, что функция состояний Фаi : Т х Хах Qа ^ Qа , а е интерпретируются как траектория движения системы, наличие множества функций Qr (г) представляется существованием множества таких траекторий и соответственно множества дискретных переходов между этими траекториями на всём интервале определения системы Т в процессе её функционирования. Всё это приводит к сложному закону функционирования объекта управления, содержащему счётное число точек разрыва на фазовой траектории. Элементы множеств

Xf (г) = (х[ы (г), Х[н (г), Х[ш (г)) ,

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

хг (г) = ( хгсы (г), Хгсн (г), Х< (г)),

хт (г) = (X, (г), х^н (г), х, (г), хт (г)),

принимают значения из некоторых континуумов. В пределах отрезков времени Ti = [ ti, /г- ] ,

Ti = [гi, ] п Т, в течение которых компоненты векторов БТУ’ (г), БТГ (г), БТт (г) остаются неизменными, функционирование систем Р1, Р2 , Р3 происходит в континуальных областях конечномерного пространства обобщённых координат.

Процессы бюджетного регулирования являются модулирующими по отношению к процессам континуального управления. Векторы структурных состояний БТ(г), БТг (г), БТт (г) осуществляют переключение на отрезках е Т, Т^ е Т в различные режимы,

отличающиеся характером поступления регулирующих доходов в бюджет, т.е. на множестве Т с ^ осуществляются дискретные переходы в новые струк-

турные состояния. Концептуальная модель функционирования дискретно-непрерывной бюджетной системы Р1, i = 1,3 абстрактно представлена как органическое сочетание двух динамических систем 2= , где — непрерывная динамическая система, осуществляющая управление в континуальной области конечномерного пространства доходов и расходов; 2 2 — дискретная динамическая система, осуществляющая управление на счётном множестве структурных состояний.

Функция перехода системы 22 представляет собой некоторый предикат X : Т х ^ , ае. Управление и(г) в системе 2= является кусочно-непрерывной функцией, содержащей счётное множество точек разрывов на всём интервале Т . Если и = — множество непрерывных функций, представляющих на каждом подинтервале Т функцию управления континуальной динамической системой О, то управление и(г) на всём интервале Т представляется кусочно-непрерывной функцией, при этом на Т возможно счётное множество переключений в процессе функционирования системы 2, происходящих по логическим условиям Х(Т, БТа) с областью значений .Тогда кусочно-непрерывная функция управления и (г) описывается как последовательность непрерывных функций:

и(г) = 2 Х(Т, БТ а (Т)) иг (г);

Х(Т, БТ а (Т)) л Х(Т;, БТ а (Т>)) = 0 ,

i * ] ; — Х(Т, БТа (Т)) = 1.

Функции переходов Фа и выходов Оа на всём интервале Т также представляют собой кусочно-

непрерывные функции Ф а (г) = 2 Х(Т, БТ а) • Ф аг ;

Оа(г) = 2Х(Т,БТа)• Оаг , ае . Организо-

ванная таким образом сложная динамическая система 2 = < 21,2 2 >в течение каждого из подынтервалов Ti ведёт себя как непрерывная динамическая система. Поведение системы на всём интервале существования Т является непрерывно-дискретным, или гибридным. Система 2 = < 21,22 >рассматривается автором как

самоприспосабливающаяся система, сохраняющая свою работоспособность в условиях изменения фазовых траекторий, вызванных процессами бюджетного регулирования и относящаяся по способу адаптации к классу самонастраивающихся систем. Адаптация к изменению этих траекторий обеспечивается путём поиска оптимальных значений параметров настройки, в роли которых выступают нормативы отчислений от собственных налоговых доходов бюджета уровня i +1 в бюджет уровня i, и изменения значений компонентов векторов структурных состояний БTf(Т), БТГ (Т) и БТт (Т) в соответствии с этими параметрами.

1. Стрельцова Е.Д. Моделирование структуры бюджетных потоков в бюджетной системе Р.Ф. // Изв.вузов. Сев.-Кавк. Регион. Техн. науки. 2002. № 4. С. 96-98.

3 февраля 2003 г.

Южно-Российский государственный технический университет (НПИ)

Себестоимость 1 гкал тепловой энергии как рассчитать

На источниках и насосных станциях при выполнении поверочного расчёта определяются часовые затраты на тепловую, электрическую энергию и затраты на тепловые потери в трубопроводах. Результаты расчетов записываются в базу данных и выводятся в протокол расчёта. Стоимость энергоресурсов указывается пользователем, это может быть рубли или любая другая валюта.

Это позволяет при моделировании различных ситуаций сравнить экономические затраты на эксплуатацию.

Формулы

Затраты на электроэнергию

Затраты на электроэнергию рассчитываются как произведение полезной мощности насоса (P) и стоимости электроэнергии, определяются по формуле:

Затраты на электроэнергию

Рисунок 162. Затраты на электроэнергию

, где G — расход воды, т/ч.

g — ускорение свободного падения, м/с 2 .

H — напор развиваемый насосом (или располагаемый напор на источнике), м.

Cost_э — стоимость электроэнергии за 1 кВт (значение поля базы данных Затраты на электроэнергию , Costs_w ).

Суммарные затраты на тепловую энергию

Определяются как произведение полей Суммарная тепловая нагрузка, Гкал/ч и Стоимость тепловой энергии .

Затраты на тепловые потери в трубопроводах

Определяются как произведение полей Тепловые потери в тепловых сетях, Гкал/ч и Стоимость тепловой энергии .

Расчет затрат

Для расчета затрат на тепловую и электроэнергию следует:

Добавить поля в БД. Для добавления полей в структуру слоя надо Обновить структуру таблиц.
В настройках расчетов на вкладке протокол расчёта включить опцию Вычислять затраты на тепло и электроэнергию .
Внести в поля на насосах исходные данные:

Стоимость электроэнергии (Cost_w) — указывается стоимость электрической энергии.

Стоимость тепловой энергии (Cost_q) — указывается стоимость тепловой энергии.
Стоимость электроэнергии (Cost_w) — указывается стоимость электрической энергии.

Настройки расчетов
Таблицы баз данных элементов тепловой сети: Источник тепловой сети

Себестоимость 1 Гкал

Вы можете добавить тему в список избранных и подписаться на уведомления по почте.

« Первая ← Пред. 1 След. → Последняя (1) »

Евгений
[e-mail скрыт]
Беларусь

Написал 446 сообщений
Написать личное сообщение
Репутация:

Оценок нет