Задача управління розвитком енергетики в регіоні

      

                 Задача управління

    розвитком енергетики в регіоні 
 

    В Україні є значний потенціал основних видів вторинних і нетрадиційних джерел енергії, але їх практичне використання становить незначну частку в загальному споживанні енергії. 

    Розглянемо механізми управління, які передбачають розвиток шляхів виробництва енергії з нетрадиційних та вторинних джерел. 

    В якості нетрадиційних джерел енергії розглядаються:

• Біогаз
• Вітер
• Сонце
• Ріки
• Тепло-насосні установки
• Геотермальна енергія
• Відходи переробки сільськогосподарських культур

 
 

     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

В якості вторинних  джерел енергії  розглядаються:

• Попутний газ нафтових та газових родовищ
• Технологічне тепло промислових підприємств
• Технологічне тепло сільськогосподарського виробництва

 
 

  
 

В якості основних(традиційних) видів енергії розглядаються:

- кам’яне (буре) вугілля, 

- нафта і нафтопродукти, 

- природній і  скраплений газ,

- теплова енергія, 

- електрична  енергія, 

- деякі місцеві  види ресурсів (дрова, брикет, торф). 
 
 
 
 
 
 
 
 

Побудуємо математичну модель задачі визначення складу енергогенеруючих об’єктів регіону, які використовують нетрадиційні або вторинні джерела енергії:

     

 Позначимо

- об’єм енергії, який необхідний для сільськогосподарської сфери регіону,

- об’єм енергії, який необхідний для соціальної сфери регіону,

- об’єм енергії, який отримується від джерел енергії за меж регіона,

- об’єм енергії, який можна отримати від традиційних джерел енергії,

- об’єм енергії, який можна отримати від нетрадиційних джерел енергії,

- об’єм енергії, який можна отримати від вторинних джерел енергії,

- існуючий об’єм енергії, який отримується від нетрадиційних джерел,

- об’єм виробництва енергії кожного з об’єктів,

- кількість нетрадиційних джерел  енергії виду  , розміщення , марки ,

- множина видів нетрадиційних  джерел енергії,

- множина варіантів можливого розміщення в регіоні нетрадиційних джерел енергії і-го виду,

- множина марок обладнання з використання нетрадиційних джерел енергії і-го виду для виробництва електроенергії,

- існуючий об’єм енергії, який отримується від вторинних джерел енергії,

- кількість вторинних джерел  енергії виду  , розміщення , марки ,

- множина видів вторинних  джерел енергії,

- множина варіантів можливого  розміщення  в  регіоні  вторинних  джерел енергії  і-го виду,

- множина марок обладнання з використання вторинних джерел енергії і-го виду для виробництва електроенергії. 

Вибираємо критерієм для знаходження розв’язку задачі визначення складу енергогенеруючих об’єктів регіону, які використовують нетрадиційні та вторинні джерела енергії, мінімум дефіциту енергії регіону

min(( ))                                                                 (1)

Побудуємо обмеження для нетрадиційних джерел енергії:

  на об’єм енергії, який отримується від нетрадиційних джерел енергії

                                                                                      (2)

на об’єм виробництва в даному розміщенні обладнання

                                                                                      (3)

на кількість об’єктів можливого розміщення

                                                                                             (4)

                                                                                          (5)

                                                                                       (6)

де  - мінімальний необхідний об’єм виробництва енергії на даному розміщенні,

- об’єм виробництва енергії  по кожному з об’єктів в  залежності від виду обладнання,

- кількість можливих джерел  по кожному з видів нетрадиційних  джерел енергії.

Побудуємо обмеження для вторинних джерел енергії:

- на об’єм енергії, який отримується від вторинних джерел енергії

                                                                                         (7)

- на об’єм виробництва в даному розміщенні обладнання

,                                                                                        (8)

де  - мінімальний необхідний об’єм виробництва енергії на даному розміщенні,

-на кількість об’єктів можливого розміщення

                                                                                                (9)

                                                                                          (10)

                                                                                       (11)

 де - кількість можливих джерел по кожному з видів вторинних джерел енергії.

    Таким чином можна визначити склад енергогенеруючих об’єктів регіону, які використовують нетрадиційні та вторинні джерела енергії. 
 

    Наступним кроком є перевірка фінансово-економічної можливості реалізації плану по будівництву і введенню енергогенеруючих об’єктів регіону у роботу.

   Нехай  - склад енергогенеруючих об’єктів регіону, які використовують нетрадиційні джерела енергії.

Множина задовольняє умовам (3)-(6).

   Позначимо - вартість реалізації плану по спорудженню, експлуатації об’єкту нетрадиційного джерела енергії та транспортування виробленої енергії до споживача.

- наявні фінансові ресурси, які можуть бути використані для реалізації плану по спорудженню, експлуатації об’єкту нетрадиційного джерела енергії та транспортування виробленої енергії до споживача.

    Нехай  - склад енергогенеруючих об’єктів регіону, які використовують нетрадиційні джерела енергії.

Множина задовольняє умовам (8)-(11).

Позначимо - вартість реалізації плану по спорудженню, експлуатації об’єкту вторинного джерела енергії та транспортування виробленої енергії до споживача.

- наявні фінансові ресурси, які можуть бути використані для реалізації плану по спорудженню, експлуатації об’єкту вторинного джерела енергії та транспортування виробленої енергії до споживача.

      Якщо обмеження

                                                                                       (12)                                                                                           (13)    виконуються, то ми можемо розпочати реалізацію плану або перейти до аналізу плану з точки зору інших вимог.         

       Якщо дані обмеження (12), (13) не  виконуються, то нам потрібно  розв’язати задачу системної  оптимізації .

 Припустимо, що регіон може додатково виділити або залучити надходження фінансів в розмірі , таким чином буде зформована область допустимих варіацій параметрів Ро у виді:

                                                                                             (14)

- кошти, яких не вистачає  для реалізації і-их планів нетрадиційних джерел енергії,

- кошти, яких не вистачає  для реалізації і-их планів вторинних джерел енергії,

- кошти, які регіон може виділити додатково.

Якщо  задача системної оптимізації буде мати розв’язок, то план можно прийняти до виконання.

    Якщо ж регіон не може надати  кошти у розмірі , то місцеві органи управління можуть провести розвиток енергетики за рахунок політики скорочення деяких програм. 
 
 
 
 
 
 

Використана література

  

1. Бурков В.Н., Джавахадзе Г.С. Экономико-математические  модели управления развитием  отраслевого производства. - М.:ИПУ  РАН, 1998.-86 с.

2. Бурков В.Н., Заложнев А.Ю., ЛеонтьевС.В.,

Новиков Д.А., Чернышев Р.А. Механизмы финансирования программ регионального развития.- М.: ИПУ  РАН, 2002. – 55 с.

3. Даргейко Л.Ф, Яремчук Т.Г О пакете прикладных программ для решения задач многокритериальной оптимизации.//Сложные системы управления.-Киев: Институт кибернетики им.В.М.Глушкова АН УССР, 1982.-с.52-56.

4. Михалевич В.С. , Волкович В.Л. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем.-М.:Наука, 1982.-286 с.

5. Новиков Д.А.  Механизмы функционирования многоуровневых организационных систем. - М.: Фонд "Проблемы управления", 1999.-241с.

6. Новиков Д.А., Цветков А.В. Механизмы стимулирования в многоэлементных организационных системах. - М.: Апостроф,2000.-178с.

7. Чаплінський Ю.П., Ширяєв А.О.Системна оптимізація як методологічна основа оцінки реалізуємості інвестиційних проектів.// «Економіко-математичне моделювання соціально-економічних систем», Збірник наукових праць.-Київ:МННЦІТіС, випуск 7, 2003.-с70-84.