Анализ и прогнозирование производства электроэнергии Кыргызстана методом наименьших квадратов

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 332.055                                        

Электрическая энергия является основным фактором в развитии экономики любого государства и жизненно необходимым для существования человечества в мире. Любые промышленные предприятия считаются потребителем электрической энергии, поэтому необходимо снабжать ею все отрасли народного хозяйства. Среди них народного хозяйства Центральной Азии, в том числе Кыргызстана, полностью зависит от электроэнергии .

В странах Центральной Азии Кыргызстан в качестве основного энергетического источника использует гидроэнергетические источники, Казахстан — уголь, и запасы углеводородов, Узбекистан — уголь, экспорт природного газа, Таджикистан — cc) I гидроэнергетические ресурсы, а Туркменистан — газ и его экспорт.

Кыргызстан является особенным по гидрологическим ресурсам, так как водные ресурсы полностью формируются на собственной территории. В Киргизской Республике насчитывается более 2000 рек длиной свыше 10 км, а общая их длина составляет почти 35 тыс. км . Огромное значение в развитии и функционировании народнохозяйственного комплекса, наращивании водно-энергетических ресурсов, охране окружающей среды, формировании эффективного водного баланса имеют озера, водохранилища и пруды. Значительный объем воды сконцентрирован в озерах, мелких прудах, водохранилищах. Их общая площадь составляет 6836 кв. км. Преимущественно озера расположены в зоне высокогорья — 3–4 тыс. м над уровнем моря [1].

Гидроэнергетический потенциал рек составляет около 174 млрд кВт. час, а мощность — 19,8 млн кВт., основные объемы водных ресурсов сконцентрированы в 6580 ледниках, запасы которых составляют около 760 млрд м3.

В гидрологическом аспекте на территории Кыргызстана выделяют две области — формирования и рассеивания стока. К первой относится горная часть республики с высотными отметками более 2000 м, область рассеивания стока располагается непосредственно ниже области его формирования занимая территорию предгорных долин и внутригорных впадин.

В водном балансе преобладает превышение объема формируемых в республике водных ресурсов над объемом их потребления на территории Кыргызстана, поэтому они имеют межгосударственное значение. Структура водопользования в республике представлена следующим образом: около 90% от объемов водопотребления расходуются на нужды орошаемого земледелия, около 6% — на нужды промышленности, менее 3% на водоснабжение населения. Лесное, рыбное хозяйство, энергетика и сфера услуг в совокупности используют до 1% от суммарного внутреннего водопотребления .

Общий объем потребляемой в республике воды оценивается в 10–12 млрд м3/год. Потери воды при транспортировке в руслах рек, каналах, ирригационных сооружениях достигают 1,7–2,3 млрд м3. В силу природных (в основном рельефных) условий республики в обеспечении водой орошаемых земель участвуют, в основном, малые реки, под которыми подвешено около 800 тыс га или 76% всех орошаемых земель. Сток горных источников зарегулирован незначительно, только 80 тыс га (11%) земель орошаются из зарегулированных источников, остальные 720 тыс га орошаются живым стоком.

На балансе Департамента водного хозяйства и мелиорации находится государственный ирригационный фонд, который составляют межхозяйственный ирригационный фонд, который составляют межхозяйственные каналы протяженностью 5786,7 км, гидротехнические сооружения — 7659 единиц, гидропосты — 3236 единиц, насосные станции — 111 единиц, коллекторно-дренажные сети протяженностью 1187,1 км, водохранилища — 33 единицы общей емкостью 1617,3 млн м3, бассейны суточного регулирования (БСР) — 50 единиц, бассейны декадного регулирования (БДР) — 10 единиц [2].

Производственная база Киргизской электроэнергетической системы включает 9 крупных электростанций установленной мощностью 3746 МВт, включая 7 гидроэлектростанций установленной мощностью 3030 МВт и двух теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) установленной мощностью 716 МВт. Кроме того, эксплуатируется 9 малых гидроэлектростанций общей мощностью 38,5 МВт.

Так как энергосистема Кыргызстана полностью обеспечивает отрасли экономики и население республики электрической энергией и обеспечивает экспорт в другие страны. Имеет связь с государствами Центральной Азии по магистральным сетям 220–500 кВ и работает в едином энергетическом режиме. Через магистральные сети Казахстана имеется выход на энергосистему Российской Федерации. Кыргызстан является стабильным экспортером электроэнергии в Казахстан, Узбекистан и Китай. Объем экспорта составляет 2,0–2,5 млрд кВтч в год, который возможно увеличить до 3,0 млрд кВтч.

В Киргизской Республике ведется большая работа по финансовому оздоровлению энергетики, созданию конкурентной среды и привлечению инвестиций. Для этих целей проведена реструктуризация электроэнергетического сектора [3].

Поэтому анализ и прогнозирование выработки электроэнергии является актуальной задачей. Исходя из этого мы анализировали и прогнозировали производство электроэнергии в Кыргызстане. Динамика по производству электроэнергии с 2011 г. по 2019 г. В Кыргызстане приведены в Таблице.

Таблица.

ПРОИЗВОДСТВО ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ С 2011 г. ПО 2019 г. В КЫРГЫЗСТАНЕ

x i	1	2	3	4	5	%Xt = 15
y	13 016,6	13 118,4	15 429,5	15 728,0	15 115,2	Sy.=72 407 ,70
x i2	1	4	9	16	25	&? = 55
x i y i	13 017,6	13 120,4	15 432,5	15 732,0	15 120,2	5ХУ =72422,70

Как известно, задачу определения линейной функции, которая описывает заданный набор данных, можно сформулировать следующим образом: найти такие значения коэффициентов a и b, чтобы ошибка была минимальной [4].

e{a, b) = L"₌₁(y_n - f_n-)² = ^₌₁(y_n - (ax„ + b))²                      (1)

Условие минимума ошибки записывается в виде двух уравнений:

£^=1(yn - (axn + b))2 = 2 E£=1 - x„(y„ - ax„ - b) = 0 и

^^^' ^axn - b)² = -2 ^(y„ - ax_n - b) = 0 n~ 1                         n⁼ 1

Преобразование этих выражений приводит к системе уравнений для коэффициентов a и b, имеющий вид:

Решая эту систему, получим выражения для коэффициентов a и b:

^1 - c₂g₂

_{b =} ^1^2 - ^Cz91

Nc1 — C2

Для определения средние значения вычисления , , ²> и воспользуемся формулой (2) в следующем виде:

a < x² > +b < x >=< xy > . a < x > +b =< у >

Используя данные, определим уравнение для прогноза на электроэнергии в Кыргызстане.

[55a + 15b = 72422,70 I 15a + 5b = 72407,70

Да =

724222,70 15

72407,70  5

= 362113,5 - 1086115,5 = -724002

a=-14480,04; b=57921,66; y=-14480,04x+57921,66 9

В 2020 г. по сравнению с 2016 г. темп роста составила 116,12% или выросло на 10,2%. Если не будут приняты меры предосторожности, ожидается, что производство электроэнергии сократится на 0,96% через пять лет.