Территории Крайнего Севера, в число которых входит Республика Саха (Якутия), характеризуются суровыми климатическими условиями и длительным отопительным периодом. Строительство энергоисточников осложнено наличием вечной мерзлоты, а доставка грузов, включая топливо, во многих районах возможна только в непродолжительный период летней навигации [1]. Согласно Республиканской целевой программе «Газификация населенных пунктов Республики Саха (Якутия) в 2007–2011 годах и основные направления газификации до 2020 года» взят курс на расширение зоны газификации жилищно-коммунального хозяйства, расположенных на территории Якутии производственных объектов сельского хозяйства, промышленных и иных организаций, оптимизацию топливного баланса путем перевода котельных на газовое топливо [2–4]. Кроме того, строительство трассы газопровода «Сила Сибири» выбрано таким образом, чтобы газифицировать максимально возможное количество населенных пунктов [5]. В связи с этим, актуальными видятся вопросы, связанные со строительством и эксплуатацией энергоисточников, имеющих в своем составе газотурбинные установки (ГТУ), топливо (природный газ) для которых имеет более низкую цену, чем дизельное топливо для эксплуатируемых во многих отдаленных районах Якутии дизельных электростанций. Следует отметить, что наибольшую энергетическую и экономическую эффективности возможно достичь при работе ГТУ в режиме когенерации, а также с помощью использования технологий утилизации тепла уходящих газов [6].
В настоящей работе ставится задача оценки энергетической и экономической эффективностей работы ГТУ с утилизацией тепла уходящих газов в климатических условиях одного из регионов Крайнего Севера. Оценить возможные эффекты от выбора элементов технологической схемы энергоустановки, их оптимальных конструктивных характеристик, внедрения технологии утилизации теплоты уходящих газов, оптимальных тепловых и электрических нагрузок в различных режимах можно с помощью математического моделирования и оптимизации. В Институте систем энергетики им. Л. А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН разработан программно-вычислительной комплекс «Система машинного построения программ (СМПП)» [7]. Использование математических моделей, построенных с его помощью, позволяет проводить конструкторские и поверочные расчеты теплоэнергетических установок.