Библиографическое описание:Оптимизация режимов работы водохозяйственного комплекса на основе определения синергетической стоимости гидроресурса : научное издание / Т. В. Мятеж, Ю. А. Секретарев, С. С. Донченко [и др.]. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2025. - № 2. - С. 103-117. - ISSN 2220-4245.
Аннотация:В статье представлена разработанная методика оптимизации режимов работы водохозяйственного комплекса, учитывающая влияние природного аккумулятора гидроресурса - Каменской поймы. Основу исследования составляет оценка синергетической стоимости гидроресурса как интегрального показателя надежности, экологичности и социально-экономической эффективности. Целью работы является создание методологии, согласующей интересы энергетики, судоходства и экологии для повышения энергоэффективности водохозяйственных систем. Для достижения поставленной цели использованы методы водно-энергетического анализа, расчет гарантированной мощности ГЭС, блок оптимизации режимов работы гидроэлектростанции, а также применение теории предельной полезности и критерия максимизации прибыли (MR = MC). Методология основана на сочетании оптимизационных подходов и экономических принципов, позволяющих учитывать конфликт интересов между различными участниками водохозяйственной деятельности. Научная новизна заключается в предложении уникальных методик, не имеющих мировых аналогов: расчета гарантированной мощности, определения предельных издержек воды и использования кривых безразличия для балансировки интересов водопользователей. Разработанный подход позволяет обосновать тарифы на электроэнергию при заданном объеме выработки, а также решить обратную задачу - определить оптимальный уровень производства мощности при заданном тарифе. Результаты исследования применимы в управлении водохозяйственными системами, особенно в условиях стохастичности источников энергии, таких как гидроэнергетика. Предложенная методика может быть использована для повышения энергоэффективности, обеспечения экологической устойчивости и соблюдения неэнергетических требований при эксплуатации гидротехнических сооружений. Полученные данные подтверждены на примере Новосибирской ГЭС. Выводы демонстрируют высокую практическую значимость предложенных методик, их применимость в реальных условиях функционирования сложных водохозяйственных комплексов и потенциал для внедрения в стратегии устойчивого развития водного сектора.
The article develops a methodology for optimizing the operating regimes of a water management system, taking into account the influence of the natural reservoir of water resources - the Kamenskaya floodplain. The foundation of the research is the assessment of the synergistic cost of water resources as an integrated indicator of reliability, environmental friendliness, and socio-economic efficiency. The aim of the work is to create a methodology that reconciles the interests of the power industry, navigation, and ecology to enhance the energy efficiency of water management systems. To achieve this goal, methods of water-energy nexus analysis, calculation of hydropower plant (HPP) firm power, an optimization block for HPP operating regimes, as well as the application of marginal utility theory and the profit maximization criterion (MR = MC) were used. The methodology is based on a combination of optimization approaches and economic principles, enabling the consideration of conflicting interests among various stakeholders in water management activities. The scientific novelty lies in the proposal of unique techniques with no global equivalents: calculation of firm power, determination of marginal water costs, and the use of indifference curves for balancing the interests of water users. The developed approach allows for the justification of electricity tariffs for a given generation output, as well as solving the inverse problem - determining the optimal power production level for a given tariff. The research results are applicable to the management of water management systems, especially under conditions of stochastic energy sources, such as hydropower. The proposed methodology can be used to improve energy efficiency, ensure environmental sustainability, and comply with non-power requirements during the operation of hydraulic structures. The obtained data were validated using the case study of the Novosibirsk HPP. The conclusions demonstrate the high practical significance of the proposed techniques, their applicability in the real-world operation of complex water management systems, and their potential for integration into sustainable water sector development strategies.
Ключевые слова:hydroelectric power station, synergetic cost of hydro resources, optimization of the functioning of hydroelectric power plants, MARGINAL utility, water management complex, price of water for hydroelectric power plants, гэс, синергетическая стоимость гидроресурса, оптимизация функционирования ГЭС, неэнергетические требования, предельная полезность, водохозяйственный комплекс, цена воды для гидроэлектростанций
