Введение к работе
Актуальность работы обусловлена решением проблемы использования запасов топлива в области ресурсосбережения при производстве тепловой и электрической энергии на тепловых станциях.
В условиях реформирования энергетики вопросы энергосбережения, расхода топливно-энергетических ресурсов стали наиболее актуальными. Особую значимость данного направления обозначил в своём выступлении на заседании комиссии по модернизации экономики президент Российской Федерации (2010), назвав «энергоэффективность и энергосбережение» одним из пяти направлений инновационного развития России.
В рамках инновационного развития предприятий энергетики внимания заслуживает процесс управления, направленный на ресурсосбережение - систему мер по обеспечению рационального использования топливных ресурсов, главным образом за счет их экономии. От использования выработанных мероприятий ожидается не только непосредственная экономия ресурсов, но и устойчивость развития тепловой электростанции (ТЭС). Очевидный интерес при этом представляет топливное хозяйство тепловой станции. Его деятельность по определению потребностей в топливе и хранении без ущерба для производства электрической и тепловой энергии является важнейшим показателем эффективной работы станции.
Управление топливным хозяйством ТЭС является сложным процессом, требующим учета многих, порой трудно предсказуемых факторов, обуславливающих сложную структуру взаимосвязей. В этой связи реализация мер по обеспечению эффективного использования запасов топлива возможна посредством разработки и последующего использования моделей, построенных на передовых знаниях, интуиции и сочетания опыта экспертов. Их мнения и оценки, в совокупности с использованием современных программных средств, позволят систематизировать имеющуюся информацию и исследовать сценарии развития ситуаций в области ресурсосбережения.
Таким образом, назрела необходимость в системном анализе и разработке модели, реализация которой позволила бы с учетом сложности протекающих процессов выработать ряд мероприятий по повышению эффективности управления запасами топлива.
Практика системного анализа и выполненных соискателем научных изысканий показали достоинства применения когнитивного моделирования, как инструмента планирования и управления запасами топлива в области ресурсосбережения на ТЭС.
Объект исследования: система обеспечения топливом ТЭС.
Предмет исследования: процессы планирования при транспортировке, потреблении и хранении топлива в деятельности генерирующих компаний.
Цель работы заключается в системном анализе роли факторов ресурсосбережения и разработке когнитивной модели, позволяющей вырабатывать мероприятия по эффективному использованию запасов топлива на ТЭС.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели были рассмотрены и решены следующие задачи:
дана оценка роли мероприятий и возможностей применения инструментов моделирования в области ресурсосбережения при производстве тепловой и электрической энергий;
применительно к последующему моделированию и построению графиков поставок топлива выделены факторы и корреляционные взаимосвязи между ними, обуславливающие потребности в тепловой энергии, проведен когнитивный анализ ритмичности работы склада;
для процесса моделирования предварительно выполнены расчеты количественного и подбор качественного состава экспертов, обработаны результаты их мнений о роли и значимости влияния факторов на процессы в области ресурсосбережения;
используя предпочтения экспертов к выделенным факторам, выполнен модельный эксперимент построения графиков и определения разовой, экономически эффективной величины поставки топлива на склад.
Методы исследования. Теоретическое исследование сопровождалось построением алгоритмов, разработкой математических моделей, применением эвристических методов, теории матриц, математической статистики и теории вероятности. Для реализации алгоритмов использовались программные среды MathCad, SPSS, STATISTICA, Microsoft Office Excel, программная оболочка «КАНВА» и др.
На защиту выносятся:
-
когнитивная модель эффективного использования запасов топлива на ТЭС;
-
основные факторы с наличием степени их влияния на процесс ресурсосбережения;
-
методика подбора состава экспертов и согласованности их мнений в оценке значимости факторов;
-
количественные результаты модельных экспериментов, подтверждающих эффективность планируемых решений при управлении запасами топлива.
Научная новизна работы заключается:
-
в установлении зависимостей взаимного влияния трудно предсказуемых внешних и внутренних факторов ресурсосбережения, реализованных в модели посредством формирования матрицы смежности;
-
в разработке когнитивной карты прогнозирования ситуаций, построенной по принципу «причина-следствие», обеспечивающей при моделировании формирование эффективных управленческих решений;
-
в построении когнитивной модели позволяющей рассматривать и выявлять варианты ситуационного управления, реализация которых в области ресурсосбережения обеспечит эффективное использование запасов топлива на ТЭС.
Значение для теории заключается в использовании и демонстрации возможностей когнитивного моделирования, предполагающего учет полноты знаний и опыта специалистов в выработке и принятии эффективных управленческих решений в области ресурсосбережения на предприятиях энергетики.
Практическая значимость работы заключается в построении когнитивной модели, учитывающей в комплексе вопросы анализа, прогнозирования, экспертного оценивания и ситуационного управления, позволяющей снизить трудоемкость формирования графиков оптимальных объемов поставок на склад и повысить тем самым эффективность функционирования топливного хозяйства ТЭС.
Достоверность полученных результатов и выводов работы подтверждается удовлетворительным совпадением результатов моделирования с фактическими данными поставок и хранения угля на Абаканской ТЭЦ, использованием программы когнитивного моделирования, обоснованностью оценок экспертов и адекватностью примененной математической модели.
Соответствие диссертации паспорту специальности. В соответствии с паспортом специальности 05.14.01 - «Энергетические системы и комплексы» содержание представленной диссертации соответствует п. 5 «Разработка и исследование в области энергосбережения и ресурсосбережения при производстве тепловой и электрической энергии, при транспортировке теплоты и энергоносителей в энергетических системах и комплексах».
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы представлены и доложены на первом международном научно-техническом конгрессе «Энергетика в глобальном мире» (Красноярск, 2010); на XII совещании «Энергообеспечение и энергосбережение - региональный аспект» (Томск, 2011).
Личный вклад автора. Основные результаты и положения, изложенные в диссертации, методология решения поставленных задач выработана автором самостоятельно. Общая научная идея и возможные пути её реализации были рассмотрены при участии научного руководителя.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, из них 2 публикации в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации.
Объем и структура диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 118 наименований. Общий объем работы включает в себя 174 страницы текста, 37 рисунков и 25 таблиц и приложений на 31 странице.
