СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ РАЗВИТИЯ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ В ИЗОЛИРОВАННЫХ РАЙОНАХ

Шакиров В.А.¹, Фадеев В.А.²

¹Кандидат технических наук, доцент; ²аспирант, Братский государственный университет

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ПРОБЛЕМЕ РАЗВИТИЯ ГЕНЕРИРУЮЩИХ МОЩНОСТЕЙ В ИЗОЛИРОВАННЫХ РАЙОНАХ

Аннотация

В статье предлагается подход к оценке вариантов развития генерирующих мощностей в изолированном районе, основанный на анализе воздействий электростанций. Предложена модель, описывающая последствия строительства тепловой электрической станции. Описаны принципы анализа последствий развития генерирующих мощностей с использованием предложенной модели.

Ключевые слова и фразы: системный подход, развитие генерирующих мощностей, слабоструктурированная проблема.

Shakirov V.A.¹, Fadeev V.A.²

¹Candidate of technical science, associate professor, ²postgraduate student, Bratsk state university

SYSTEM APPROACH TO THE PROBLEM OF DEVELOPMENT OF GENERATING CAPACITY IN ISOLATED AREAS

Abstract

In this article an approach to the evaluation of variants of development of generating capacity in isolated areas, based on analysis of effects of power stations, is proposed. The model describing the consequences of thermal power plant building is proposed. Principles of analysis of consequences of development of generating capacity with proposed model is described.

Keywords: system approach, development of generating capacity, semi-structured problem.

Развитие генерирующих мощностей является сложной комплексной проблемой. Это связно с долговременными экономическими, экологическими, социальными последствиями принимаемых решений [1]. При принятии решений необходимо, помимо анализа многочисленных критериев, учитывать интересы различных групп лиц, работать в условиях неполной и размытой информации. Некоторые воздействия, которые оказывает электрическая станция, могут быть оценены количественно (например, ряд экономических и экологических показателей). Однако существуют воздействия, формализация которых затруднительна, например – социальные, биологические. По ряду показателей экономически нецелесообразно получение точных оценок, иногда не могут быть определены даже интервалы оценок, например, экологические последствия при добыче угля в неосвоенном районе. Таким образом, возникает проблема описания воздействий, агрегации разнородных оценок воздействий.

В качестве объекта исследования будем рассматривать проблему анализа последствий развития генерирующих мощностей в изолированном районе. Под изолированными районами будем понимать удаленные, малоразвитые и энергодефицитные районы. Вследствие удаленности, для энергетики таких районов является характерным либо полное отсутствие, либо наличие слабых связей с внешней энергосистемой. Учитывая изолированность, необходимо оценивать обеспеченность района энергоресурсами,  риски невостребованности мощности электростанции.

Представим систему воздействий электрической станции в виде взаимосвязанных подсистем однородных влияющих факторов. На рис. 1 представлен предлагаемый вариант декомпозиции системы, который можно рассматривать как модель анализа последствий ввода в работу тепловой электростанции (ТЭС) на угле в перспективном изолированном районе.

Прямоугольником отмечены целевые факторы, т.е. такие факторы, значения которых контролируется, окружностью – промежуточные факторы. Значения целевых факторов дают всю необходимую информацию о проблеме, исходя из ранее отмеченных особенностей.

Рис. 1 - Модель анализа воздействий  ТЭС в изолированном районе

Факторы «инвестиции», «запасы топлива», «риски невостребованности энергии» ограничивают диапазон возможных установленных мощностей ТЭС в районе. Эти факторы требуют предварительной работы экспертов, в задачу которых входит анализ источников финансирования, оценка возможных запасов топлива в районе. Наиболее ответственным является анализ возможных инвестиционных проектов в районе, которые могут быть реализованы после строительства ТЭС. Необходимо не только предварительно оценить энергопотребление возможных предприятий, но и риски того, что проекты не будут реализованы. В результате работы экспертов формируется необходимая информация по факторам «инвестиции», «запасы топлива», «риски невостребованности энергии» и определяется диапазон установленной мощности ТЭС, внутри которого будет проводиться моделирование последствий строительства и функционирования ТЭС.

Каждый вариант установленной мощности «запускает» модель – определяет экономический эффект за счет налоговых поступлений в бюджеты различных уровней, а также количество рабочих мест. Эти факторы влияют на целевой фактор «уровень жизни». Выбросы вредных веществ, добыча топлива влияют на целевой фактор «экологическая обстановка в районе», который в свою очередь влияет на «здоровье населения» и т.д. Таким образом, модель позволяет оценить последствия от реализации всех вариантов строительства ТЭС.

Особенностью модели является сочетание хорошо и плохо формализуемых факторов, связей. Так, для оценки выбросов в атмосферу, экономических воздействий может применяться аппарат имитационного моделирования [2]. Для анализа влияния экологической обстановки на здоровье населения, влияния экономической обстановки на уровень жизни потребуется применение подходов, позволяющих использовать преимущественно не количественную, а качественную информацию, аппарата теории нечетких множеств [3], когнитивного моделирования [4].

Оценки разнородных промежуточных факторов должны быть агрегированы в соответствующие оценки целевых факторов. Для этого может быть эффективно применен нечеткий вывод, который представляет собой преобразование входных переменных в выходные переменные на основе использования нечетких правил [3].  Процедура нечеткого вывода позволяет адекватно провести агрегацию воздействий, описываемых количественными и качественными оценками.

Так могут быть получены оценки последствий строительства для каждого варианта мощности электрической станции. Могут быть сформированы оценки для заинтересованных групп лиц – инвестора, администрации области или района, общественных организаций. Предлагаемая модель может быть положена в основу системы поддержки принятия решений.

Итак, сформулирована проблема развития генерирующих мощностей в изолированных энергодефицитных районах. Для анализа последствий принимаемых решений по строительству электрических станций предложена модель, позволяющая генерировать альтернативные варианты и многообразные последствия. Использование предложенной модели позволяет формализовать вышеописанную проблему и повысить качество принимаемых решений, снизить экологические, экономические и социальные риски.

Литература

1. Кини Р. Размещение энергетических объектов: выбор решений. М.: Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.
2. Кобелев Н.Б. Основы имитационного моделирования сложных экономических систем. – М.: Дело, 2003. – 336 с.
3. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH. – СПб.: Издательство БХВ-Петербург, 2005. – 736 с.
4. Горелова Г.В., Е.Н. Захаров, С.А. Радченко. Исследование слабоструктурированных проблем социально-экономических систем: когнитивный подход. – Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 2006. – 332 с.