авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Система поддержки индикативного анализа энергетической безопасности россии

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Береснева Наталья Михайловна

система поддержки индикативного анализа

энергетической безопасности России

Специальность 05.13.18.

Математическое моделирование,

численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Иркутск – 2008

Работа выполнена в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН.

Научный руководитель кандидат технических наук, Сергей Михайлович Сендеров
Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Юрий Мечеславович Краковский кандидат технических наук, Ольга Николаевна Федяева
Ведущая организация Институт «Кибернетический центр» Томского политехнического университета

Защита состоится 25 марта 2008 г. в 14 часов 00 минут в зале заседания ученого совета на заседании диссертационного совета Д003.017.01 при Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН по адресу: 664033, Иркутск-33, ул. Лермонтова, 130.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 664033, Иркутск-33, ул. Лермонтова, 130, на имя ученого секретаря диссертационного совета.

Автореферат разослан ____ февраля 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 003.017.01,

доктор технических наук, профессор

А.М. Клер

Актуальность работы. Актуальность работы определяется актуальностью исследований проблемы обеспечения энергетической безопасности (ЭБ) России и актуальностью разработки инструментария для проведения этих исследований.

ЭБ России характеризуется как состояние защищенности ее граждан, общества, государства, экономики от обусловленных внутренними и внешними факторами угроз дефицита в обеспечении их обоснованных потребностей в энергии экономически доступными топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР) приемлемого качества в нормальных условиях и при чрезвычайных обстоятельствах, а также от нарушений стабильности, бесперебойности топливо- и энергоснабжения. В нормальных условиях указанное состояние защищенности соответствует обеспечению в полном объеме обоснованных потребностей, в чрезвычайных ситуациях – гарантированному обеспечению минимально необходимого объема потребностей.

Важным направлением решения задачи обеспечения ЭБ России и ее регионов является учет требований ЭБ при исследовании перспектив развития энергетики страны, что получило наибольшее распространение в работах Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (ИСЭМ СО РАН) (работы научных коллективов под руководством Н.И. Воропая, Л.Д. Криворуцкого, С.М. Сендерова и др.). В настоящее время в институте проводятся исследования, касающиеся выбора рациональных с позиций ЭБ направлений развития энергетики страны и ее регионов и формирования на их основе предложений по обеспечению ЭБ. Делается это на основе использования индикативного анализа перспективных состояний важнейших индикаторов ЭБ при сравнении их ожидаемых значений с соответствующими пороговыми значениями.



Основным средством указанных исследований является созданный в ИСЭМ СО РАН на основе методов комбинаторного моделирования инструментарий для формирования с учетом требований ЭБ направлений развития ТЭК. Множество направлений развития ТЭК в этом случае представлено в виде графа, каждый узел которого соответствует возможному состоянию ТЭК со своими особенностями топливо- и энергоснабжения, а дуга – траектории перехода ТЭК с одного временного уровня на другой со своей стоимостью. В данном инструментарии не были реализованы компоненты для отображения графов развития ТЭК и их анализа с позиций ЭБ. Особенность использования в поставленных задачах методов комбинаторного моделирования состоит в формировании значительного количества перспективных состояний энергетики страны и ее регионов. Отображение этих состояний на экране, а также отображение самих траекторий невозможно из-за их огромного количества. По этой же причине невозможен и их экспертный анализ с позиций ЭБ. Наличие подобных проблем обусловило необходимость решения проблемы отображения графов развития ТЭК и дальнейшего анализа их состояний и траекторий с позиций ЭБ, включая проведение индикативного анализа каждого возможного состояния ТЭК с учетом временного и территориального аспектов. Предлагаемый путь решения такой проблемы здесь – разработка системы поддержки индикативного анализа ЭБ страны.

При постановке исследований и создании инструментария было принято, что процесс подготовки результирующего графа развития ТЭК, его отображение и дальнейший экспертный анализ возможных состояний ТЭК и траекторий его развития с позиций ЭБ должны быть выполнены в специализированной интегрированной среде. При этом оценки состояний по важнейшим индикаторам ЭБ должны формироваться с помощью подсистемы расчета индикаторов ЭБ. Наглядный, доступный для экспертов индикативный анализ перспективных состояний ТЭК должен быть реализован в рамках подсистемы индикативного анализа возможных состояний ТЭК – специализированного «аналитического» инструмента, в котором с помощью элементов когнитивной графики проводился бы детальный анализ возможных состояний как в территориальном, так и во временном разрезах. В таком инструменте должны быть учтены основные положения методики проведения индикативного анализа ЭБ (нормирование значений индикаторов ЭБ, сравнение величин значений индикаторов ЭБ с их пороговыми значениями, получение качественной оценки ситуации с ЭБ в различных аспектах функционирования и развития энергетики территорий).

Анализ ныне существующего инструментария показывает, что до сих пор таких программных продуктов для проведения исследований развития энергетики России с позиций ЭБ предложено не было. Существуют специализированные системы для работы с графами произвольной семантики, есть инструментарий для индикативного анализа других предметных областей, в котором используются различные принципы проведения анализа объектов исследования. Однако в большинстве своем подобный инструментарий имеет узкую функциональную или предметную направленность, что требует его адаптации в случае его использования для решения задачи проведения анализа возможных состояний ТЭК и траекторий его развития.

Таким образом, цель работы заключается в исследовании и решении следующих проблем:

  1. Разработка принципов использования методов индикативного анализа в исследованиях проблемы ЭБ с привлечением методов комбинаторного моделирования.
  2. Адаптация специализированного программного обеспечения для представления результатов индикативного анализа ЭБ.
  3. Разработка системы поддержки индикативного анализа энергетической безопасности.

При этом на защиту выносятся и научную новизну составляют следующие основные положения:

  1. Принципы учета требований ЭБ при анализе графов развития ТЭК, созданных с помощью методов комбинаторного моделирования.
  2. Модель интегрированной среды для отображения графов развития ТЭК и их анализа с позиций ЭБ.
  3. Методика адаптации специализированного программного обеспечения для решения задачи отображения результатов индикативного анализа ЭБ.
  4. Cистема поддержки индикативного анализа ЭБ России.

Практическая значимость.

На основе предложенных принципов учета требований ЭБ при анализе графов развития ТЭК, модели интегрированной среды для отображения графов развития ТЭК и их анализа с позиций ЭБ, методики адаптации специализированного программного обеспечения для решения задачи отображения результатов индикативного анализа ЭБ России разработана система поддержки индикативного анализа ЭБ России. Данная система разрабатывалась в рамках программно-вычислительного комплекса (ПВК) «Корректива», предназначенного для выработки направлений корректировки вариантов развития ТЭК России и ее регионов с позиций обеспечения ЭБ. В данном комплексе при реализации этапов формирования графа развития ТЭК и его расчета на балансовой экономико-математической модели ТЭК России до выполнения данной работы отсутствовали:

  • блок анализа возможных перспективных состояний ТЭК с позиций ЭБ;
  • блок наглядного представления результатов вычислительных экспериментов и система поддержки их экспертного анализа.

Разработанная и защищаемая автором система поддержки индикативного анализа ЭБ России включает в себя подсистему расчета индикаторов ЭБ, интегрированную среду для отображения графов развития ТЭК и их анализа с позиций ЭБ, подсистему индикативного анализа возможных состояний ТЭК, и тем самым решает поставленные задачи.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на конференциях научной молодежи ИСЭМ СО РАН в 2005, 2006 году; на X Байкальской Всероссийской конференции «Информационные и математические технологии в науке, технике, образовании», XI международной конференции «Информационные и математические технологии в научных исследованиях».

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Изложена на 126 страницах.

Содержание работы.

Во введении обоснованы актуальность исследования проблемы обеспечения ЭБ России и ее регионов, необходимость совершенствования специализированного инструментария для исследования развития энергетики с применением методов комбинаторного моделирования, аргументирована необходимость разработки системы поддержки индикативного анализа ЭБ.

В первой главе раскрыта суть проблемы обеспечения ЭБ России и ее регионов, проведен анализ существующих методов исследования развития ТЭК страны и ее регионов с позиций ЭБ, а также дан обзор специализированного инструментария для проведения данных исследований (разработки научных коллективов ИСЭМ СО РАН под руководством Н.И. Воропая, С.М. Сендерова, Л.В. Массель и Института экономики УрО РАН под руководством А.И. Татаркина, А.А. Куклина).

Раскрыты основные задачи и цели исследования проблемы обеспечения ЭБ России и ее регионов и выделены основные направления исследования проблемы ЭБ:

  • оценка текущего состояния и перспектив развития ТЭК с позиций ЭБ (мониторинг, оценка угроз, выявление и прогноз узких мест и т.д.);
  • обоснование мер организационного, структурно-технологического и финансово–экономического характера по обеспечению ЭБ;
  • разработка методов и средств обоснования мероприятий по обеспечению ЭБ (математические модели, информационная технология).

Также в главе рассмотрены вопросы учета требований ЭБ при исследовании развития энергетики страны и ее регионов, предложенная в ИСЭМ СО РАН двухуровневая технология исследований при решении проблемы обеспечения ЭБ, позволяющая исследовать соответствующие особенности работы систем энергетики в ТЭК и на системном уровне. При этом верхний уровень указанной технологии представляют модели для проведения исследований по оценке состояния ТЭК при возможных возмущениях и их влияния на условия топливо- и энергоснабжения потребителей с позиций обеспечения ЭБ. Нижний уровень иерархии представляют отраслевые модели, позволяющие оценить потенциальные возможности федеральных систем нефте- и нефтепродуктоснабжения (ЕСН) и газоснабжения (ЕСГ) по удовлетворению потребителей соответствующими энергоресурсами как в нормальных условиях функционирования, так и в условиях чрезвычайных ситуаций.

В главе описана балансовая экономико-математическая модель ТЭК России, предназначенная для исследования развития энергетики России и ее регионов с позиций ЭБ. В математическом смысле данная модель представляет собой классическую задачу линейного программирования, в содержательном (энергоэкономическом) – модель, базирующуюся на традиционной территориально-производственной модели ТЭК, с блоками электроэнергетики, тепло-, газо- и углеснабжения, а также мазутоснабжения.





Также в первой главе дан анализ разработок, положивших начало современной информационной технологии исследования ТЭК, и используемого на сегодняшний день инструментария для исследования развития ТЭК с позиций ЭБ. При этом в исследованиях для получения наиболее достоверного решения желательно формировать как можно больше возможных перспективных состояний ТЭК, при условии реализации угроз ЭБ. Традиционная схема проведения исследований, основанная на детальном анализе ограниченного числа экспертно выбранных вариантов развития ТЭК не совсем эффективна в силу неполноты набора возможных вариантов, длительности и трудоемкости процесса подготовки и расчета каждого рассчитываемого сценария. Отсюда необходимость в использовании методов комбинаторного моделирования при исследовании развития энергетики с позиций ЭБ.

Вторая глава посвящена методологии исследования вариантов развития ТЭК с позиций ЭБ, формированию принципов создания системы поддержки индикативного анализа ЭБ России.

Каждое сформированное с помощью методов комбинаторного моделирования состояние характеризует отдельный вариант развития энергетики в конкретный момент времени, формируется путем различных сочетаний состояний отраслей энергетики по регионам в этот момент времени. Схема проведения исследований развития ТЭК России с позиций ЭБ с привлечением методов комбинаторного моделирования представлена на рис. 1.

 Схема проведения исследований-1

Рис. 1. Схема проведения исследований развития ТЭК России с позиций энергетической безопасности с привлечением

методов комбинаторного моделирования

Выделение рациональных с позиций ЭБ вариантов развития ТЭК осуществляется с помощью проведения индикативного анализа ЭБ, основанного на сравнении значений индикаторов ЭБ с их пороговыми или предельно допустимыми значениями, и подготовку на этой основе соответствующих выводов и рекомендаций. Качественно в процедуре индикативного анализа выделяется нормальная, предкризисная и кризисная ситуации в обеспечении ЭБ территорий.

Для проведения индикативного анализа в настоящее время используются важнейшие индикаторы ЭБ, удовлетворяющие двум требованиям: в совокупности они должны покрывать весь объем информационных потребностей задач обеспечения ЭБ; каждый индикатор, их совокупность должны обеспечить максимально возможную достоверность информации. Экспертно было выделено 10 важнейших индикаторов ЭБ, распределенных по блокам самообеспеченности, живучести системы топливо- и энергоснабжения, состояния основных производственных фондов. Список данных индикаторов предложен в таблице 1.

Далее во второй главе раскрывается основная проблема при проведении исследований с помощью методов комбинаторного моделирования, показываются возможные пути ее решения. Как отмечалось ранее, отобразить граф раз-

Таблица 1

Важнейшие индикаторы энергетической безопасности

Группа индикаторов Индикаторы энергетической безопасности
Блок самообеспеченности 1. Отношение величины суммарной располагаемой мощности электростанций региона к максимальной электрической нагрузке потребителей на его территории.
2. Отношение величины суммы располагаемой мощности электростанций и пропускной способности межсистемных связей региона с соседними к максимальной электрической нагрузке потребителей на его территории.
3. Доля собственных первичных ТЭР в потреблении котельно-печного топлива (КПТ) на территории.
Блок живучести системы топливо- и энергоснабжения 1. Доля доминирующего ресурса в общем потреблении КПТ на территории региона.
2. Доля наиболее крупной электростанции в установленной электрической мощности региона.
3. Уровень потенциальной обеспеченности спроса на тепловую энергию в условиях резкого похолодания (10 % наброс потребления) на территории региона
Блок состояния активной части ОПФ 1.Cтепень износа основных производственных фондов (ОПФ) электроэнергетики региона.
2. Степень износа ОПФ предприятий топливной промышленности территории.
3. Степень износа ОПФ в теплоэнергетике региона
4.Отношение ввода установленной мощности и технического перевооружения электростанций территории за предшествующий 5-летний период к установленной мощности на территории.


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.