热电联产企业生产过程经济分析的热经济学方法

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1、技术经济综述热电联产企业生产过程经济分析的热经济学方法121张晓东，郑永刚，王修彦（1.华北电力大学，北京102206；2.中国电能成套设备有限公司，北京100011）［摘要］以火用分析为基础，分析了复杂能量系统的内部生产结构。按照经济分析的要求，利用数学求导的链式法则，建立了描述热力系统生产特性的热经济学模型，可分析在特定市场环境下企业利润最大化的边际条件、产品替代特性等经济性能指标。［关键词］热电联产；热经济学；利润；生产函数；火用分析［中图分类号］TM621［文献标识码］A［文章编号］100233

2、64（2005）11000603关于热电联产热、电两种产品的成本分摊问合于描述复杂能量系统生产关系的系统生产结构和热［1，2］［1，2］题和负荷分配问题，国内外已有较多的研究成经济学模型，从而可以进一步分析多种能量产品生产果。这些研究通常从技术的角度出发，通过分析热、电过程的边际产量、平均产量、边际收益等经济指标。两种产品的燃料消耗（燃耗）构成和成本构成，指导产品定价和运行优化，但并未考虑企业外部经济环境的1热力系统的热经济学模型影响。随着电力工业的市场化改革逐步深入，热力系统的规划设计和运行管理从单纯

3、追求降低燃耗转变为目前，热经济学分析主要用于描述热力系统成本全面降低生产成本和提高企业利润，企业生产活动的分布、成本形成过程、系统经济性诊断与运行优化等方经济指标分析成为企业管理和决策的重要依据。因面，本文的目标是建立描述复杂热力系统投入要素与此，将系统性能的分析同时放在经济和物理两个环境多种产品之间函数关系的热经济学模型。中进行，是十分必要的。热力系统分析的基础是系统的物理模型（图1），通常经济学不关心产品生产的具体技术，而注重包括系统的物理结构，工质流量、压力、温度、比火用，发生产过程的经济活动。生

4、产过程是以投入为开端、产电量WT，水泵功WC，各个生产过程单元的效率特性［4］出为终端的经济活动过程；热力学则以基本定律为等。图中燃耗x为输入锅炉的火用流量，B表示各股物基础，考察热力系统的能量利用水平和完善程度。将流热力学和经济学相结合的能量系统分析方法称为热经［5］济学方法。传统的热力学分析方法以能量分析为基础，但能量这个概念不能参与经济过程，不具有商品的属性，而火用（可用能）则同时反映能量的数量和品［6］质，具有在使用中消耗的商品属性。因此，热经济学方法以火用分析为基础。本文在热经济学理论的基础上

5、，提出了企业生产函数分析的热经济学方法。从热力学和经济学相结合的角度研究了热电联产企业的具体生产过程。以利润最大化为目标，初步建立了适图1热电联产系统物理模型基金项目：国家973基金资助项目，课题编号：G2000026307作者简介：张晓东（1969），男，博士研究生，华北电力大学动力系讲师，研究方向为电力市场、发电企业策略、先进能量系统。⑥热力发电·2005（11）技术经济综述的火用流量。B从生产目的分析，热力系统是多个生产热力系统热经济学模型的基本内容，其功能即表示复过程单元的有机组成。生产过程单元

6、可以是一个实际杂生产过程的生产函数。依据数学求导的链式法则，设备或多个设备的组合，一个实际设备也可以分解为可对系统进行分析求解。热经济学模型的具体形式应多个生产过程单元。生产过程单元总要生产一定的产符合研究需要，生产结构图和组元特性方程因分析目品P，同时消耗燃料F。生产过程单元之间的生产关的和使用方法的不同而有所不同。［6］系由系统的生产结构（图2）来描述，其中水泵效率简化为1，各生产过程单元的燃料F、产品P的定义见2利润最大化表1。在生产结构图中，生产过程单元总是单输入、单输出的，为了描述能量的分配和

7、汇合，引入两个虚拟组企业的生产活动以利润最大化为目标。对于热电元：汇合点（菱形，J）和分支点（圆形，S）。联产企业，企业技术设备保持相对稳定的生产过程称为短期生产过程。短期生产过程的投入要素包括可变要素和固定要素两个部分，微观经济学通常主要研究可变要素和产品之间的关系。以一个基于简单朗肯循环、背压式热电联产机组为例（图1），可变投入要素为燃耗x，其它随产量变化的投入要素可归入x处理；而运行维护维修（OM&R）费用中的一部分、投资以及其它固定开支则组成生产的固定成本Cf。系统的终端图2热电联产系统生产结构

8、产品为电能E和热能Q。与传统的分析方法不同，在表1生产过程单元的燃料与产品热经济学理论中，进入和离开系统的能量都是火用，而生产过程单元锅炉（1）汽轮机（2）换热器（3）不用热量来表示。考察一个技术有效的生产过程，系燃料FxB12-B13B13-B14统的产品输出由下式描述：产品PB12-B11WTB22-B21E=E（x，Q），Q=Q（x，E）（4）用向量y$=｛E，Q，-x｝表示系统的净产出向量，描述组元输入、输出动态特性的函数关系称为特