Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports
Current situation in energy sector of the country, and selection of ways to improve the reliability and efficiency of supply and consumption of fuel caused the development of mathematical techniques for selecting optimal ways and volumes of fuel supply for power generating facilities based on price...
Збережено в:
| Дата: | 2015 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2015
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/65 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871103139631857664 |
|---|---|
| author | Makortetskiy M.M. Perov M.O. Novytskyi I.Yu. |
| author_facet | Makortetskiy M.M. Perov M.O. Novytskyi I.Yu. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Makortetskiy M.M.",
"institution": null
},
{
"author": "Perov M.O.",
"institution": null
},
{
"author": "Novytskyi I.Yu.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Makortetskiy M.M. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:31Z |
| description | Current situation in energy sector of the country, and selection of ways to improve the reliability and efficiency of supply and consumption of fuel caused the development of mathematical techniques for selecting optimal ways and volumes of fuel supply for power generating facilities based on price of coal production type.The aim of the study is to conduct basic calculations of optimal structure of own coal products for TPP regarding the possible imports at the lowest price that gives practical possibility to increase the reliability and efficiency for providing and using coal products in TPPs with varying consumer quality in reducing domestic production.To achieve this goal, meaningful mathematical formulation of the problem is formed. To solve the problem a special tool Solver in MS Excel spreadsheets was used.The solution of the problem provides the optimal structure of reserves of energy generation industry in the country with acceptable quality parameters at minimum cost regarding the imported coal products.The developed mathematical model for optimization of supplying TPP was tested, which coal products have basic thermophysical properties at the lowest price. An important feature of this model is considering possible supply of imported coal to the power plants of Ukraine. Based on the proposed the model of optimal structure of fuel supply for TPPs of anthracite and gas groups was obtained considering imported coal products, which satisfies the amounts of conventional fuel and its calorific value in accordance with design characteristics of power plants.The obtained results confirm increase the need in purchase cost of anthracite coal group given that attracting imports in the industry on average by 13.8% (1197552 trillion USD in prices as of 2014), which is primarily due to its quality properties and transport expenditures. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2015.03.013 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:00:50Z |
| format | Article |
| fulltext |
13ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2015, вип. 3 (42)
УДК 620.9:338.26 М.М. МАКОРТЕЦЬКИЙ, М.О. ПЕРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ,
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172,
м. Київ, 03680, Україна
ОПТИМАЛЬНА СТРУКТУРА ВУГІЛЬНОЇ ПРОДУКЦІЇ ДЛЯ ТЕС УКРАЇНИ
З ВРАХУВАННЯМ ІМПОРТУ
Запропоновано математичну модель оптимізації забезпечення ТЕС вугільною продукці-
єю з проектними теплофізичними властивостями при мінімальній вартості з врахуван-
ням марочного складу вугільної продукції власного виробництва та імпортованої.
Модель дозволяє провадити розрахунки обсягів постачання вугільної продукції
необхідного типу за прогнозними показниками якості та цінами світового ринку.
Проведено апробацію моделі при оптимізації постачання вугільної продукції для ТЕС,
що споживають антрацитове і пісне вугілля, з врахуванням імпорту з країн далекого
зарубіжжя та вугілля газової групи.
К л ю ч о в і с л о в а: вугільна продукція, марка вугілля, теплова електростанція, пали-
возабезпечення, математична модель, оптимізація.
На даний час та в довгостроковій перспекти-
ві головні позиції в енергобалансі України
належатимуть тепловим електростанціям
(ТЕС) на органічному паливі, в зв’язку з чим їх
надійне паливозабезпечення і ефективне пали-
вовикористання головним чином визначати-
муть надійність і економічність роботи ТЕС, і в
кінцевому рахунку – надійність енергопоста-
чання і енергобезпеки держави. Реорганізація
паливо-енергетичного комплексу (ПЕК)
України в цілому торкнулась, перш за все,
сфери паливозабезпечення та паливовикори-
стання на ТЕС. В системі паливозабезпечення
посилились такі негативні тенденції, як незба-
лансованість і неритмічність поставок палива
на ТЕС, протиріччя між підприємствами ПЕК
в оцінці вартості паливних ресурсів з врахуван-
ням їх показників якості, дефіцит енергетично-
го вугілля потрібних марок. У системі паливо-
використання наведені вище негативні явища
призвели до погіршення техніко-економічних
показників ТЕС, пришвидшеного зношування
обладнання, погіршення екологічної ситуації в
регіоні розміщення ТЕС, росту собівартості і
тарифів на електро- та теплову енергію.
Політика паливозабезпечення енергогене-
руючих компаній повинна бути спрямована на
оптимізацію структури паливних балансів
електростанцій, підвищення надійності їх
забезпечення паливом. Підвищення частки
використання вугілля в паливних балансах
ТЕС за рахунок зменшення обсягів викори-
стання газу і нафти досягається шляхом систе-
ми підсвічування. Очікувані тенденції в пали-
возабезпеченні ТЕС, орієнтовані на підвищен-
ня ролі вугілля на ТЕС і посилення екологічних
вимог, зумовлюють, по-перше – необхідність
змін у технологічній структурі виробництва
електроенергії, по-друге – підвищення спо-
живчої якості вугільної продукції.
Забезпечення ТЕС вугільною продукцією
необхідної якості є важливим фактором покра-
щання екологічної ситуації, яка в значній мірі
потерпає внаслідок спалювання високозольно-
го вугілля. Особливо, якщо враховувати геоло-
гічні особливості шахтопластів вітчизняних
вуглевидобувних підприємств, видобуте вугіл-
ля на яких, як правило, низької якості.
Для Міненерговугілля України і НЕК
«Укренерго» задачі державного регулювання
діяльності підприємств енергетичної та палив-
ної галузей, надійності паливозабезпечення і
підвищення його конкурентоздатності входять
© М.М. МАКОРТЕЦЬКИЙ, М.О. ПЕРОВ,
І.Ю. НОВИЦЬКИЙ, 2015
14 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2015, вип. 3 (42)
М.М. МАКОРТЕЦЬКИЙ, М.О. ПЕРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ
до переліку першочергових [1].
Ситуація, що склалася в ПЕК країни, а
також вибір шляхів підвищення надійності та
ефективності системи паливозабезпечення і
паливовикористання зумовили необхідність
розробки математичного апарату для вибору
оптимальних шляхів і обсягів паливозабезпе-
чення енергогенеруючих об’єктів залежно від
цінового фактора конкретного виду вугільної
продукції [2].
Питанням надійності забезпечення та ефек-
тивності використання паливних ресурсів на
енергетичних об’єктах присвячено роботи
вчених М.М. Кулика [3], А.С. Астахова,
М.І. Щадова, Г.Л. Краснянського та ін.
Метою даного дослідження є проведення
базових розрахунків оптимальної структури
вугільної продукції власного виробництва для
ТЕС з врахуванням можливих імпортних
поставок за мінімальною вартістю, що дає
практичну можливість підвищити надійність та
ефективність забезпечення і використання на
ТЕС вугільної продукції різної споживчої яко-
сті в умовах скорочення можливостей власного
видобутку.
Ситуація у вугільній галузі склалась таким
чином, що забезпечення вугільною продукцією
економіки країни без залучення імпортного
вугілля останнім часом стало проблематичним.
Тому базу даних програмно-інформаційного
комплексу (ПІК) доповнено інформацією
щодо можливих поставок вугільної продукції
зарубіжного походження, а саме з країн:
В’єтнам, Венесуела, Казахстан, Китай,
Колумбія, ПАР, Перу, Польща, Росія, США.
Крім того, ПІК доповнено програмним блоком
для обробки цих даних і адаптації їх до задач
оптимізації поставок вугільної продукції на
енергетичні підприємства України.
Загальна вартість вугільної продукції, що
надходить на ТЕС, обчислюється відповідно до
встановленої базової ціни на вугільну продук-
цію із врахуванням теплофізичних характери-
стик її складових, а також знижок і надбавок за
транспортування і переробку на збагачуваль-
них фабриках, яку можна виразити формулою
(1)
де S – загальна вартість вугільної продукції на
всіх ТЕС України, грн;
G – кількість ТЕС;
Nk – кількість постачальників вугільної про-
дукції власного виробництва та імпортованої
на k-ту ТЕС;
M – кількість марок енергетичного вугілля
(в тому числі відповідних марок імпортного
вугілля з країн дальнього зарубіжжя) [4];
L – кількість видів вугільної продукції
(рядове вугілля, що відвантажується спожива-
чам, та продукти переробки на збагачувальних
фабриках – концентрат, проміжний продукт,
відсів, шлам);
– вартість 1 т готової вугільної продук-
ції, грн/т;
– обсяги готової вугільної продукції, т;
k, i, j, l – індекси ТЕС, постачальників
вугільної продукції, марки вугілля, видів
вугільної продукції відповідно.
Таким чином, математичну модель забезпе-
чення ТЕС вугільною продукцією із заданими
теплофізичними властивостями за мінімальну
ціну можна сформулювати як
(2)
при обмеженнях: на середньозважену калорій-
ність запасів палива кожної ТЕС та на потен-
ційні можливості постачальників.
Розв’язок задачі (2) забезпечує оптимальну
структуру запасів палива енергогенеруючої
галузі країни з допустимими параметрами яко-
сті при мінімальній вартості.
Розробка алгоритму, що реалізує цю модель,
передбачає наявність показників якості вугіль-
ної продукції, які є визначальними при розра-
хунку ціни цієї продукції.
В табл. 1 наведена оптимальна структура
палива для основних ТЕС, які споживають
енергетичне вугілля марок А і П. Це результат
розв’язку задачі (2), що задовольняє потреби
цих ТЕС як за обсягами умовного палива, так і
за його калорійністю відповідно до проектних
характеристик електростанцій.
Як постачальники в задачі розглядаються
лише ті підприємства, які видобувають вугілля
марок, проектних для конкретних ТЕС. Для
оптимізації структури вугільної продукції для
ТЕС, що споживають вугілля інших енергетич-
них марок, в програмі, що реалізує розглянуту
15ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2015, вип. 3 (42)
Оптимальна структура вугільної продукції для ТЕС України з урахуванням імпорту
модель, замість назви структурних підрозділів,
які видобувають вугілля відповідних марок,
введено вузли-постачальники імпортованої
продукції (табл. 2).
У модель також додатково введено ТЕС, що
використовують вугілля газової групи.
Відповідні розрахунки для споживачів газової
групи вугільної продукції наведені в табл. 3, 4.
Всі обчислювальні операції реалізовані в
структурі програмно-інформаційного ком-
плексу, що дозволяє в повній мірі використати
наявну в ній базу статистичних даних у сфері
вуглевидобувної і вуглепереробної промисло-
вості України.
ВИСНОВКИ
Проведено апробацію розробленої матема-
тичної моделі оптимізації забезпечення ТЕС
вугільною продукцією з основними теплофі-
зичними властивостями за мінімальною ціною.
Важливою особливістю цієї моделі є врахуван-
ня можливих поставок на енергетичні підпри-
ємства України вугільної продукції імпортного
Таблиця 1 – Оптимальна структура палива для основних ТЕС,
які споживають енергетичне вугілля марок А і П
Таблиця 2 – Порівняльна таблиця пропозицій на поставку вугілля імпортного походження
походження. На основі запропонованої моделі
отримано оптимальну структуру забезпечення
паливом ТЕС антрацитової групи і ТЕС газової
групи з урахуванням імпортованої вугільної
продукції, що задовольняє вимоги до обсягів
умовного палива і його калорійності відповідно
до проектних характеристик електростанцій.
Отримані результати свідчать про збільшен-
ня закупівельної вартості вугільної продукції
антрацитової групи за умов залучення імпорту
в середньому по галузі на 13,8% (1197,552 млрд
грн в цінах 2014 р.), що, насамперед, пов’язане
з його якісними властивостями і транспортни-
ми видатками.
1. Державне підприємство Національна
енергетична компанія «Укренерго». Мета та
напрямки діяльності [Електронний ресурс].
– Режим доступу: http://www.ukrenergo.ener-
gy.gov.ua/pages/ua/targetandspheresofrespon-
sibility.aspx.
2. Мнение эксперта: импортный уголь
выгоднее, чем субсидии для углепрома
[Електронний ресурс]. – Режим доступу:
ht tp://www.epravda.com.ua/rus/news/
2014/09/27/494273/.
3. Кулик М.М. Роль вугілля у формуванні
паливно-енергетичних балансів та оптиміза-
ція розвитку вугільної промисловості
України / М.М. Кулик // Проблеми загаль-
ної енергетики. – 2002. – Вип. 6. – С. 7–16.
4. Математична модель розвитку вугільної
промисловості України в умовах міжнарод-
ної конкуренції / О.В.Стогній, М.І. Каплін,
В.М. Макаров, Т.Р. Білан // Проблеми
загальної енергетики. – 2014. – Вип. 1(36). –
С. 24–32.
Надійшла до редколегії 25.09.2015
16 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2015, вип. 3 (42)
М.М. МАКОРТЕЦЬКИЙ, М.О. ПЕРОВ, І.Ю. НОВИЦЬКИЙ
Таблиця 3 – Обмеження на потреби ТЕС у вугільній продукції газової групи
Таблиця 4 – Оптимальна структура палива для ТЕС, що споживають вугілля газової групи
|
| id | systemreorg-article-65 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:03:27Z |
| publishDate | 2015 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/fa/3908d127879da4f5e1ccdc8c7a554ffa.pdf |
| spelling | systemreorg-article-652026-07-18T12:57:31Z Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports Оптимальна структура вугільної продукції для ТЕС України з врахуванням імпорту Makortetskiy M.M. Perov M.O. Novytskyi I.Yu. coal production, coal grade, thermal power plant, fuel supply, mathematical model, optimization. вугільна продукція, марка вугілля, теплова електростанція, паливозабезпечення, математична модель, оптимізація. Current situation in energy sector of the country, and selection of ways to improve the reliability and efficiency of supply and consumption of fuel caused the development of mathematical techniques for selecting optimal ways and volumes of fuel supply for power generating facilities based on price of coal production type.The aim of the study is to conduct basic calculations of optimal structure of own coal products for TPP regarding the possible imports at the lowest price that gives practical possibility to increase the reliability and efficiency for providing and using coal products in TPPs with varying consumer quality in reducing domestic production.To achieve this goal, meaningful mathematical formulation of the problem is formed. To solve the problem a special tool Solver in MS Excel spreadsheets was used.The solution of the problem provides the optimal structure of reserves of energy generation industry in the country with acceptable quality parameters at minimum cost regarding the imported coal products.The developed mathematical model for optimization of supplying TPP was tested, which coal products have basic thermophysical properties at the lowest price. An important feature of this model is considering possible supply of imported coal to the power plants of Ukraine. Based on the proposed the model of optimal structure of fuel supply for TPPs of anthracite and gas groups was obtained considering imported coal products, which satisfies the amounts of conventional fuel and its calorific value in accordance with design characteristics of power plants.The obtained results confirm increase the need in purchase cost of anthracite coal group given that attracting imports in the industry on average by 13.8% (1197552 trillion USD in prices as of 2014), which is primarily due to its quality properties and transport expenditures. Ситуація, що склалася в ПЕК країни, а також вибір шляхів підвищення надійності та ефективності системи паливозабезпечення і паливовикористання зумовили необхідність розробки математичного апарату для вибору оптимальних шляхів і обсягів паливозабезпечення енергогенеруючих об'єктів залежно від цінового фактора конкретного виду вугільної продукції. Метою даного дослідження є проведення базових розрахунків оптимальної структури вугільної продукції власного виробництва для ТЕС з урахуванням можливих імпортних поставок за мінімальною вартістю, що дає практичну можливість підвищити надійність та ефективність забезпечення і використання на ТЕС вугільної продукції різної споживчої якості в умовах скорочення можливостей власного видобутку.Для досягнення цієї мети сформульована змістовна та математична постановка задачі. Для вирішення задачі використано спеціальний інструмент електронних таблиць MS Excel "Поиск решения".Розв'язок задачі забезпечує оптимальну структуру запасів палива енергогенеруючої галузі країни з допустимими параметрами якості при мінімальній вартості з урахуванням імпортованої вугільної продукції. Проведено апробацію розробленої математичної моделі оптимізації забезпечення ТЕС вугільною продукцією з основними теплофізичними властивостями за мінімальною ціною. Важливою особливістю цієї моделі є врахування можливих поставок на енергетичні підприємства України вугільної продукції імпортного походження. На основі запропонованої моделі отримано оптимальну структуру забезпечення паливом ТЕС антрацитової групи і ТЕС газової групи з урахуванням імпортованої вугільної продукції, що задовольняє обсяги умовного палива і його калорійність відповідно до проектних характеристик електростанцій. Отримані результати доводять збільшення потреби закупівельної вартості вугільної продукції антрацитової групи за умов залучення імпорту в середньому по галузі на 13,8% (1197,552 млрд грн в цінах 2014 р.), що, насамперед, пов'язане з його якісними властивостями і транспортними видатками. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2015-11-05 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/65 10.15407/pge2015.03.013 System Research in Energy; No. 3 (42) (2015): The problems of general energy ; 13-16 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (42) (2015): Проблеми загальної енергетики; 13-16 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/65/52 Copyright (c) 2015 Makortetskiy M.M., Perov M.O., Novytskyi I.Yu. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | coal production coal grade thermal power plant fuel supply mathematical model optimization. Makortetskiy M.M. Perov M.O. Novytskyi I.Yu. Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports |
| title | Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports |
| title_alt | Оптимальна структура вугільної продукції для ТЕС України з врахуванням імпорту |
| title_full | Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports |
| title_fullStr | Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports |
| title_full_unstemmed | Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports |
| title_short | Optimal structure of coal production for TPP of Ukraine regarding imports |
| title_sort | optimal structure of coal production for tpp of ukraine regarding imports |
| topic | coal production coal grade thermal power plant fuel supply mathematical model optimization. |
| topic_facet | coal production coal grade thermal power plant fuel supply mathematical model optimization. вугільна продукція марка вугілля теплова електростанція паливозабезпечення математична модель оптимізація. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/65 |
| work_keys_str_mv | AT makortetskiymm optimalstructureofcoalproductionfortppofukraineregardingimports AT perovmo optimalstructureofcoalproductionfortppofukraineregardingimports AT novytskyiiyu optimalstructureofcoalproductionfortppofukraineregardingimports AT makortetskiymm optimalʹnastrukturavugílʹnoíprodukcíídlâtesukraínizvrahuvannâmímportu AT perovmo optimalʹnastrukturavugílʹnoíprodukcíídlâtesukraínizvrahuvannâmímportu AT novytskyiiyu optimalʹnastrukturavugílʹnoíprodukcíídlâtesukraínizvrahuvannâmímportu |