автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Оценка энергетической безопасности территорий и принятие решений по развитию электроэнергетических систем с применением теории нечетких множеств

На правах рукописи

МЕЗЕНЦЕВ Петр Евгеньевич

ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ И ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ ПО РАЗВИТИЮ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ

Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2004

Работа выполнена в Институте теплофизики Уральского отделения Российской академии наук и на кафедре «Автоматизированные электрические системы» ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ».

Научные руководители - доктор технических наук, профессор

Богатырев Леонард Леонардович

Научный консультант - доктор технических наук, профессор

Мызин Анатолий Леонидович

Официальные оппоненты - доктор технических наук

Литвак Валерий Владимирович

кандидат технических наук Липаткин Владимир Анатольевич

Ведущая организация - Филиал ОАО СО - ЦДУ ЕЭС - ОДУ Урала

Защита состоится 17 марта 2004 г. в 14 часов 15 минут на заседании диссертационного совета Д 212.285.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» по адресу: г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ (главный корпус), ЭТФ, ауд. Э-406.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ-УПИ.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью) просим направлять в диссертационный совет Д 212.285.03 по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19, УГТУ-УПИ, ученому секретарю; факс: (3432) 74-38-84; e-mail: mez@itp.uran.ru

Автореферат разослан 13 февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Паздерин А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изменения экономической ситуации в стране, произошедшие за последние полтора десятилетия, привели к резкой смене как условий функционирования электроэнергетических систем, так и их управляющих структур. Такие изменения делают актуальным обращение к проблеме развития электроэнергетических систем в новых условиях и к таким ее разделам, как оценка текущего технического и экономического состояния и принятие управленческих решений по нейтрализации кризисных явлений и развитию объектов энергетических систем. Основное внимание в данной работе уделяется электроэнергетическим системам (ЭЭС). При этом в соответствии с принципами системного подхода ЭЭС рассматриваются во взаимосвязи с другими подсистемами энергетики и экономики.

В современном понимании системы энергетики (СЭ) определяются как открытые человеко-машинные системы, предназначенные для получения (производства, добычи), преобразования (переработки), транспортирования, хранения и распределения энергоресурсов и энергоносителей и снабжения этой продукцией потребителей. Такие системы представляют собой взаимосвязанные части: топливоснабжающие (по видам топлива), теплоснабжающие и электро-снабжающие.

В настоящее время СЭ характеризуются увеличением неопределенности условий функционирования и целей развития, что связано с изменениями, происходящими в управлении государством и экономикой в направлении рыночных преобразований. В новых условиях социально-экономического развития общества проявилась существенная ограниченность имеющихся методов системных исследований в энергетике, которые были главным образом ориентированы на централизованное управление отраслями народного хозяйства и на стабильное, предсказуемое развитие экономики. С ростом экономической самостоятельности территорий (субъектов РФ - областей, краев, республик) и формированием рыночных отношений в значительной мере расширяется круг субъектов системы управления энергетикой.

Отмеченные обстоятельства, требуют соответствующего развития средств и процедур обоснования и принятия решений по структурной и технической политике в энергетике на основе многокритериального анализа возможных альтернатив и достижения эффективного компромисса между заинтересованными сторонами.

Кризисные процессы последнего десятилетия и реформирование экономики и энергетики России привели к существенному снижению уровней ее экономической и энергетической безопасности. Это сопровождалось снижением надежности топливо- и энергоснабжения территорий. В связи с этим требуют развития методы анализа энергетической безопасности и выработки решений по развитию систем электроэнергетики.

Над проблемами энергетической безогшсиасти,-надежности и развития

систем энергетики плодотворно и

РАН, ИСЭ и ЭПС Коми НЦ УрО РАН, ИЭС Минэнерго России, ИЭ УрО РАН, УГТУ-УПИ и в других организациях. Однако до последнего времени еще недостаточно были проработаны вопросы учета неопределенности как в исходной информации, так и в формировании целей.

Системы энергетики обладают такими свойствами больших систем, как иерархичность структуры и выработки решений, неполнота информации, мно-гокритериальность и значительная инерционность развития. На основе этих свойств задачи развития и оценки состояния можно сформулировать как многокритериальный анализ альтернатив и классификацию состояний в условиях неопределенности. Для решения таких задач перспективно применение понятий и методов теории нечетких множеств.

В настоящей диссертационной работе рассмотрены вопросы оценки энергетической безопасности территорий РФ, надежности их топливо- и энергоснабжения и многокритериального анализа вариантов развития ЭЭС и их объектов - электрических станций в условиях неопределенности.

Объектами исследования являются электроэнергетические системы, электрические станции, их топливоснабжение и энергоснабжение обслуживаемых ими территорий.

Предмет исследования. Методы учета неопределенностей различного вида в задачах развития и классификации энергетических систем.

Цель работы. Разработка методов формирования и сравнения вариантов развития электроэнергетических систем и других взаимодействующих с ними систем энергетики и их объектов, прежде всего электрических станций, в условиях неопределенности и многокритериальности. Разработка методов оценки и диагностирование энергетической безопасности территорий и надежности топливо- и энергоснабжения их систем энергетики в условиях неопределенности.

Научная новизна работы

1. Разработан новый метод отбора рациональных вариантов в задачах развития электроэнергетических систем и их объектов - электрических станций при неопределенной исходной информации-

2. Разработан новый метод классификации состояний безопасности систем при неопределенной исходной информации.

3. Предложен статистический метод определения пороговых значений индикаторов состояния безопасности.

4. Решены практические задачи выбора в условиях неопределенности применительно к различным аспектам развития электроэнергетических систем.

5. Произведена оценка состояния территорий РФ регионального уровня и их систем энергетики по энергетической безопасности и надежности топливо-и энергоснабжения в условиях неопределенности.

Практическая значимость. Решены практические задачи, связанные: 1) с обоснованием рациональной концентрации электрогенерирующих мощностей; 2) многокритериальным районированием территории (в том числе и по экологическим'услбвиям/ сооружения электростанций); 3) исследованием

направлений технического перевооружения тепловых электрических станций; 4) оценкой потенциала и анализом направлений энергосбережения в ЭЭС; 5) классификацией состояния регионов РФ по энергетической безопасности; 6) оценкой состояния систем энергетики по надежности топливо- и энергоснабжения.

Реализация результатов. Результаты работы внедрены в Институте энергетических исследований РАН, Министерстве энергетики РФ, ГУ «Институт энергетической стратегии», Департаменте региональной политики и размещения производительных сил Министерства экономики и труда Свердловской области, что подтверждено 11 актами внедрения. Материалы исследований автора были использованы при подготовке аналитических докладов для Совета Безопасности РФ «О состоянии энергетической безопасности регионов России» (1999 и 2000) и «О состоянии живучести систем энергетики и надежности (бесперебойности) топливо- и энергоснабжения субъектов РФ» (2002) Апробация результатов работы. Основные результаты опубликованы в 23 печатных работах и обсуждались на 23 международный, всероссийских и региональных конференциях: X научная конференция по моделированию электроэнергетических систем (г. Каунас, Литва. 1991); Первая международная конференция Академии северного форума (г. Якутск, 1996); 67-е (г. Мурманск, 1996), 68-е (г. Санкт-Петербург, 1997), 69-е (г. Иркутск, 1998), 70-е (г. Сыктывкар, 1999), 71-е (г. Вышний Волочек, 2000), 72-е (г. Казань, 2001) заседания Всероссийского научного семинара с международным участием «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики»; Второй (1996), Третий (1997) и Четвертый (1998) Всероссийские научно-технические семинары, Пятая (1999), Шестая (2000) и Девятая (2003) Всероссийские научно-технические конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность», г. Томск; Первая региональная конференция «Роль инноваций в экономике Уральского региона» (Екатеринбург, Фонд ЦИБ, 1998); Межрегиональная научно-практическая конференция «Региональная стратегия устойчивого социально-экономического роста» (г. Екатеринбург, 1998); Российская научно-практическая конференция «Общероссийские и региональные проблемы обеспечения национальной безопасности» (г. Уфа, 1998); Всероссийская научно-техническая конференция «Энергосистема: управление, качество, безопасность» (г. Екатеринбург, 2001); Научно-практический семинар «Энергосберегающие техника и технология» (Уральские выставки - 2000, г. Екатеринбург, 2002 и 2003) Научно-практический семинар «Проблемы и достижения в промышленной энергетике» (Уральские выставки - 2000, г. Екатеринбург, 2002 и 2003), Международная научно-практическая конференция «Экономическая и энергетическая безопасность регионов России» (г. Пермь, 2003).

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и пяти приложений. Основная часть работы изложена на 137 страницах машинописного текста, включает 16 таблиц и 6 рисунков. Список литературы содержит 133 источника.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируется цель исследования, определяется методология исследования, указываются научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе приведена формулировка рассматриваемых в диссертации задач принятия решений по развитию электроэнергетических систем, методов диагностики энергетической безопасности в условиях неопределенности и дан обзор современных методов их решения. Сформулированы достоинства и недостатки этих методов. Обоснована необходимость применения методов нечеткой математики для учета неопределенностей в задачах развития электроэнергетических систем и оценки состояния безопасности систем энергетики.

Вопросы развития ЭЭС включают в себя широкий круг задач, которые в той или иной мере могут быть сформулированы как задачи классификации состояний и выбора рациональных вариантов. Диагностика энергетической безопасности территорий и надежности топливо- и энергоснабжения их систем энергетики по своей сути и математическому описанию является задачей распознавания образов.

В реальных условиях энергетические задачи, не содержащие неопределенностей, являются скорее редким исключением, чем правилом. Адекватное реальности представление энергосистемы практически всегда содержит различного типа неопределенности, отражающие такое естественное положение исследователя, при котором любое его знание относительно и неточно.

Принято различать следующие типы неопределенностей: неопределенность целей, неопределенность природы (условий развития или функционирования), неопределенность действий противника или партнера. В энергетике неопределенность целей связана с их нечеткой формулировкой или с многоцелевой ситуацией, неопределенность природы отражает степень нашего незнания изучаемого объекта и его окружения, а также невозможность определенного знания на прогнозный период, неопределенность действий партнера или противника - это неопределенности внешней, по отношению к рассматриваемой энергосистеме, среды.

Для адекватного описания неопределенностей хорошо подходят особые нечеткие математические методы, основанные на теории нечетких множеств. Эта теория была предложена американским математиком Лотфи Заде в 1965 г. и предназначалась специально для представления неточных понятий, анализа и моделирования систем, в которых участвует человек. Принципиальное различие между нечеткостью и случайностью приводит к тому, что математические методы нечетких множеств совершенно не похожи на методы теории вероятностей. Они во многих отношениях проще вследствие того, что понятию вероятностной меры в теории вероятностей соответствует более простое понятие функции принадлежности в теории нечетких множеств.

В области развития электроэнергетических систем задачи выбора чрезвычайно многообразны по формальной постановке и по содержательному на-

полнению. Отсюда различны и методы их решения. Существует ряд подходов к описанию процесса выбора: критериальное описание выбора, описание выбора на языке бинарных отношений, описание группового выбора, описание выбора как решение задачи оптимального управления.

Для задач критериального выбора хорошо проработаны методы скаля-ризации, условной минимизации, уступок, функций полезности и поиска альтернатив с заданными свойствами. Язык бинарных отношений для задач выбора удобно использовать при отыскания области Парето. Решение задач группового выбора находится с применением минимаксного (максиминного) критерия и таких его модификаций, как критерии Севиджа и Гурвица.

Диагностирование энергетической безопасности территорий и надежности топливо- и энергоснабжения их систем энергетики в настоящее время проводится с применением методов дискриминантных функций и скаляризации на основе системного подхода и индикативного анализа.

Применение методов теории нечетких множеств для описания неопределенностей в задачах развития и диагностирования состояния энергосистем к настоящему времени затрагивает некоторые частные вопросы, такие как оценка состояния электротехнических устройств, решение задач управления функционированием электроэнергетической системы, начальное описание исходной информации для задач развития с последующим переходом к детерминированным методам линейного программирования.

На основании вышеизложенного представляется возможным применить методы теории нечетких множеств для описания неопределенностей и разработки методов решения задач диагностирования энергетической безопасности территорий и надежности топливо- и энергоснабжения их систем энергетики, а также задач развития электроэнергетических систем.

Во второй главе приведены основные определения и понятия теории нечетких множеств, необходимые для изложения применяемых в работе методов. Предложены методы определения результатов операций над нечеткими значениями параметров. Изложены методы решения задач выбора при нечетких значениях критериальных оценок на конечном множестве альтернатив и классификации при нечетком описании классов и значений индикаторов состояния.

В применении теории нечетких множеств к энергетическим задачам в настоящее время просматриваются два направления. Первое заключается в создании нечетких алгоритмов для получения нечетких решений на основе нечеткой информации. Другое представляет собой создание нечеткой топологии, основанной на определении нечеткого значения параметра и применении известных алгоритмов для нахождения решения задачи, которое из-за нечеткости топологии также будет нечетким. Оба этих направления интенсивно используются при решении прикладных задач.

В энергетических задачах алгоритмическое направление развивается в случаях, когда неопределенность приводит к новым формулировкам самой задачи. Задачи качественной оценки состояния системы и выбора варианта раз-

вития ЭЭС и электрических станций при нечетко сформулированной цели являются ярким примером алгоритмического направления применения теории нечетких множеств. Можно отметить в качестве их основной отличительной особенности наличие неопределенностей различного вида.

Топологическое направление применения теории нечетких множеств характерно для решения задач, которые уже успешно решались детерминированными методами, но в силу изменившихся условий внешнего окружения системы приобрели в настоящее время неопределенность в исходной информации и в формулировке математической модели. Это касается в основном задач развития систем энергетики. Постановка задачи не претерпевает каких-то серьезных изменений, и поэтому привлекательно применение старого алгоритма решения. Особенность заключается в необходимости учета нечетких значений в исходной информации и в параметрах модели.

Для описания нечетких значений предлагается экспоненциальная функция принадлежности (ФП) с бесконечной областью определения и ограниченной областью значений вида

где Ь и с - коэффициенты, определяющие степень нечеткости и положение на числовой оси.

Для определения значений коэффициентов в работе использованы точка начала нечеткой границы и ширина значимого диапазона неопреде-

ленности При этом значения коэффициентов определяются по

выражениям

1п(а)

с = <я;

Ь = --

(2)

Нечеткое значение параметра можно описать с использованием четырех коэффициентов: - начало нечеткой левой границы; - степень размытости левой границы; - начало нечеткой правой границы; - степень размытости правой границы. В интервале от начала левой границы до начала правой границы функция принадлежности имеет единичное значение. Так, можно записать нечеткое значение какого-либо параметра как последовательность четырех чисел:

Например, если нечеткое прогнозное значение установленной электрической мощности ЭЭС формулируется высказыванием «от 12 до 14 ГВт с пятипроцентной шириной границ неопределенности», то коэффициенты для аль-фауровня, равного 0,1 (а = 0,1), определятся следующим образом: 1п(0,1) ________ _ 1п(0,1)

с, =12; Ь,, = --

= 6,40; сп =\А\ЬП = —

■■ 4,70.

(12-0,05)2 (14.0,05)!

Графически такая ФП представлена на рис. 1. Для рассмотренного случая установленной электрогенерирующей мощности ЭЭС нечеткое значение запишется последовательностью чисел Ы={12;6,40;14;4,70}.

Другие возможные типы высказываний будут моделироваться как частные случаи общего: для точных границ 6 = оо, для единичных значений 6 = 0, для высказывания типа «около» с(/ =сп и т. д.

При решении задач выбора варианта развития и классификации состояний систем энергетики в большинстве случаев значения параметров приходится получать как некоторую расчетную величину на основе, нечеткой информации. Для выполнения расчетов необходимо определить арифметические операции над нечеткими* величинами. В общем виде эти операции записываются таким образом:

N. ГВт

Рис. 1. Графическое представление ФП высказывания «установленная мощность ЭЭС будет находиться в нечетком интервале от 12 до 14 ГВт»

= эир {х),цв ,

(3)

где знак о задает правила отображения или обозначает операцию.

Для того чтобы получить результат zeZ=X*Y операции ог необходимо для любой точки множества Ъ найти все возможные сочетания элементов из множеств Хи ^ связанных между собой условием ху = г-, и определить точную верхнюю границу ФП для г, рассчитываемую по определению скалярного произведения Хх У. На основании этого вводятся следующие правила для нахождения результата простых арифметических операций: Операция сложения нечетких значений х + у = % :

Произведение нечетких значений х • у = 1:

'хя Ал . ,1

>/7 > игП

уП <-хП

С-.Л = тт(. ■,-—-)■,сгП =схП ■

СуЛ СхЛ

Вычитания нечетких значений х - у = % :

-с>п>Ь:л =тт(^7;Ь^);сгЯ =схП -суЛ\Ь:П =тт(ЬхП\Ь(Л).

Деление нечетких значений х1у = %

(5)

(6)

Таким образом определяются основные арифметические операции над нечеткими значениями параметров, которые необходимы для получения расчетных величин.

Алгоритм решения задачи выбора основывается на следующих условиях: задано п альтернатив, и выбор необходимо осуществить по т критериям. При этом множество альтернативой множество критериев К являются четки-4 ми и конечными, а критериальные оценки альтернатив — нечеткими подмноже-

ствами универсальных множеств оценок, представляющими собой формализацию нечетких понятий.

Начальным пунктом решения задачи выбора является формулирование бинарных отношений предпочтения. Их, ввиду конечного числа альтернатив, можно записать в матричном виде. Элементом такой матрицы является максимальная степень, с которой одна альтернатива по рассматриваемому критерию может быть лучше другой.

Значения элементов матрицы нечеткого отношения предпочтения рассчитываются по формуле

rj = sup [min (u* (x), Mj (у),Мя (*> .У)}], (8)

x.yeX

где м,'(х),м}(у) - функции принадлежности оценок i-n uj-n альтернатив по критерию к \

fik„(x,y) - значение функции принадлежности отношения предпочтения к-то критерия.

В задачах энергетики отношение предпочтения обычно представляет собой отношение, нестрогого ппряпкя Тпгпя формула (8) принимает вид ' = sup [min щ (х), fjj (у)}]

rk

х.уеХ xiy

(9)

По этой формуле значение элемента матрицы бинарного отношения предпочтения определяется как максимальная степень, с которой альтернатива /'

может быть лучше альтернативы у. Из этого следует, что если абсцисса начала правой нечеткой границы /-й альтернативы больше или равна абсциссе начала левой нечеткой границы у-й альтернативы то значение элемента бинарного отношения предпочтения равно единице (г9 =1). В остальных случаях значение элемента матрицы бинарного отношения предпочтения определяется как ордината точки пересечения функций принадлежности альтернатив. Графически это представлено на рис. 2. Исходя из этого, разработаны правила расчета значений элемента матрицы бинарного отношения предпочтения:

(10)

С их использованием могут быть получены матрицы нечетких отношений предпочтения по всем критериям.

Далее для выбора рациональной альтернативы предлагается алгоритм, состоящий из четырех этапов:

1. На основании исходных бинарных отношений предпочтения строятся нечеткие отношения ¥ и определяющие множество эффективных альтернатив и ранжировку альтернатив в этом множестве с учетом важности критериев Я, соответственно:

= (*,>>),...,ря(х,>>)}, (И)

2. Определяются нечеткие подмножества недоминируемых альтернатив по этим отношениям:

Ух) = ¡-япр\/111ух)-.Г11(х,у)]1 (13)

уеХ

а/(х) = 1 - 8ир[Л0 (у, х) - на (х,у)]. (14)

усХ

3. Находится степень недоминируемости каждой альтернативы как пересечение множеств /л Л(х) и А@*(х):

»Г(х) = тт{»™(х), х)}. (15)

4. Рациональным считаются альтернативы с наибольшей степенью не-доминируемости.

С применением предложенного методического подхода автором решен ряд практических задач принятия решений по развитию ЭЭС и их объектов -электрических станций - при нечеткой исходной информации.

Для оценки уровней энергетической безопасности территорий с участием автора разработан и успешно применяется индикативный подход (ИП). Он заключается в использовании для классификации состояний энергетической безопасности специальных показателей систем энергетики, называемых индикаторами безопасности. Индикаторы объединяются в блоки, представляющие собой объекты мониторинга энергетической безопасности.

С использованием ИП задачи диагностирования энергетической безопасности и надежности энергоснабжения формулируются как задачи распознавания образов в пространстве индикаторов. С учетом того, что при описании классов приходится иметь дело с неопределенностями разного рода, эта задача может быть представлена как задача распознавания при нечеткой исходной информации.

Для решения такой задачи предлагается методика, основанная на понятиях и математическом аппарате теории нечетких множеств. Ее начальным этапом является представление общетеоретической информации и суждений экспертов о рассматриваемой системе в виде описания классов. Классы описываются высказываниями типа: "Если А И В И ..., то это класс К". В этой записи А и В - условия, налагаемые на значения индикаторов, N - наименование класса. Например: «если индикатор // меньше 8 и индикатор /? больше 49, то это класс нормальных состояний». Для описания одного класса может быть ис-

пользовано несколько подобных высказываний, которые связаны между собой логической связкой «ИЛИ».

Высказывания могут формулироваться с применением лингвистических переменных, нечетких значений'параметров, нечетких отношений и нечетких логических связей. Применению логических связок ИЛИ, И соответствуют операции объединения и пересечения нечетких подмножеств соответственно. Они определены следующим образом:

где - функции принадлежности условий, налагаемых на значения

параметров.

При наличии описаний классов в виде набора высказываний по всем параметрам любая ситуация может быть отнесена к тому или иному классу. Распознавание предъявленной ситуации проводится путем определения степени её принадлежности каждому из классов с использованием формулы

где / - номер класса;

Я, - степень принадлежности ситуации классу с номером /; к - номер высказывания / -го класса; у - номер параметра; X - область значенийу-го параметра;

- ФП оценки ситуации поу-му параметру;

- ФП к-го высказывания поу-му параметру /-го класса.

Иными словами, чтобы определить степень принадлежности ситуации какому-либо классу, необходимо:

1) определить точные верхние границы пересечений функций принадлежности оценок ситуации и высказываний класса по отдельным параметрам;

2) определить минимальные значения этих точных верхних границ по параметрам;

3) определить максимальную из степеней принадлежности ситуации по высказываниям рассматриваемого класса.

При диагностике необходимо учитывать значения степеней принадлежности ситуации всем классам, с применением понятий четкой принадлежности, принадлежности в какой-то мере и минимальной, в смысле формирования суждений, степени принадлежности классу (а-уровня). На примере трехклассовой базы знаний, при степенях принадлежности ситуации классам

можно сформулировать следующее суждение о принадлежности рассматриваемой ситуации: «ситуация четко принадлежит первому классу, но при этом она в какой-то мере принадлежит второму классу и не принадлежит третьему классу».

/*(*) = тт(у(д:),Л.(х)) - И, М(х) = тах(у(х),Л(х)) - ИЛИ,

(16)

(17)

С применением изложенного метода классификации автором решались задачи диагностирования энергетической безопасности территорий и надежности топливо- и энергоснабжения их систем энергетики.

Третья глава посвящена практическим задачам выбора с применением разработанных методических подходов. В ней рассмотрены четыре задачи: обоснование рациональной концентрации генерирующих мощностей в Единой электроэнергетической системе (ЕЭЭС); многокритериальное районирование территории ОЭС Урала по экологическим условиям; формирование и сравнение вариантов технического перевооружения конденсационных электростанций; формирование и ранжирование направлений энергосбережения.

Задачи решались с применением разработанного автором программного комплекса МКА. Его основу составляет вышеизложенный метод выбора из конечного множества альтернатив по конечному числу критериев.

Концентрация генерирующей мощности в ЕЭЭС имеет некоторое концептуальное значение. Ее решение намечает направление, в котором рационально решать вопросы развития электроэнергетических систем. В качестве объекта исследования были приняты конденсационные электростанции (КЭС) на угольном топливе с агрегатахми единичной мощностью 800 и 500 МВт. Рассмотрено шесть альтернативных вариантов установленной мощности в диапазоне от 1,6 до 13,6 ГВт. При этом мощностью более 6,4 ГВт моделируется «куст» электростанций - две станции, сооруженные в пределах одного географического района.

Сравнительная эффективность данных вариантов определялась по четырем критериям: 1) динамическим удельным приведенным затратам на производство и распределение электроэнергии; 2) удельной потребности в земельных ресурсах для размещения электростанций; 3) удельной численности про-мышленно-производственного персонала; 4) экологическому ущербу от загрязнения окружающей среды.

Результаты сравнения показали, что при равенстве весовых оценок по критериям в область эффективных попадают варианты концентрации мощностей в диапазоне от 1,6 до 6,4 ГВт. При увеличении веса критерия экологических последствий наиболее эффективным становится вариант пониженной концентрации мощности (1,6 ГВт). «Кусты» станций являются неэффективными при всех расчетных условиях.

Актуальность задачи многокритериального районирования связана с тем, что территория электроэнергетической системы характеризуется большим разнообразием условий. Эти условия описываются совокупностью инженерных и географических показателей, среди которых наибольший интерес представляют показатели экологической группы. Это объясняется тем, что входящие в нее условия, по существу, являются экологическими критериями выбора рациональных мест размещения электрических станций. Таким образом, возникают задачи дифференциации территории по условиям сооружения электрических станций, в первую очередь - по экологическим условиям, и выявления

районов, наиболее благоприятных по экологическим условиям сооружения электрически* станций.

Указанные задачи в данной работе рассматривались применительно к конденсационным электрическим станциям как объектам, оказывающим наиболее сильное и многостороннее влияние на компоненты окружающей среды по сравнению с остальными объектами.

Для решения поставленных задач необходимо сплошное изучение территории региона с определением ее экологических характеристик. Наиболее подходящим способом для этого является получение интересующих экологических показателей для территориальных зон, отвечающих ячейкам международной метрической разграфки. Для этих ячеек определяются значения следующих показателей:

1) удельная средняя стоимость земель для территориальной ячейки; .

2) средняя плотность населения в территориальной ячейке;

3) удельная стоимость воды, используемой на безвозвратное водопотреб-ление электростанций (по замыкающим оценкам);

4) минерализация воды, используемой для технического водоснабжения;

5) удельные фоновые выбросы токсичных газов в атмосферу;

6) удельные фоновые выбросы пыли в атмосферу;

7) потенциал загрязнения атмосферы.

С использованием программного комплекса МКА выполнен многокритериальный анализ с целью выявления территорий, благоприятных по экологическим условиям сооружения электростанций.

Наиболее благоприятными для сооружения электростанций оказались районы верхнего течения р. Кама и низовья р. Иртыш. Они отличаются средними значениями стоимости воды и земельных угодий, низкими плотностью населения и фоновыми выбросами атмосферных загрязнителей.

В связи с отсутствием вводов новых и неуклонным ростом износа существующих электрогенерирующих мощностей возрастает актуальность технического перевооружения тепловых электростанций.

В процессе обобщения возможных, направлений технического перевооружения выделены три альтернативных варианта восстановления мощностей электростанций, подлежащих рассмотрению на стадии предпроектных разработок.

Вариант 1. Продление сроков службы энергетических объектов путем модернизации вспомогательного и основного энергетического оборудования с заменой физически изношенных элементов, в основном работающих в зонах высоких температур и давлений.

Вариант 2. Замена существующего оборудования новым с сохранением прежних типоразмеров.

Вариант 3. Замена существующего оборудования новым на базе новых технологий производства электроэнергии (природоохранных, энерго- и ресурсосберегающих).

Многокритериальный анализ данных вариантов технического перевооружения проведен на примере КЭС на угольном топливе установленной мощностью 2000 МВт с четырьмя энергетическими блоками единичной мощностью по 500 МВт каждый (К-5 00-240). В качестве общей альтернативы техническому перевооружению принято сооружение новой электростанции такого же типа (вариант 4").

Сопоставление рассматриваемых вариантов проводилось по трем "синтетическим" критериям - энергетическому, экономическому и экологическому, каждый из которых был представлен в виде совокупностей частных критериев (подкритериев).

По результатам проведенного многокритериального анализа в зону эффективности попадают варианты 1 и 3. Окончательный выбор между ними, очевидно, должен быть произведен проектно-экспертным путем.

Проблема энергосбережения в современных условиях перехода к рыночным отношениям обостряется в связи с дефицитом энергоресурсов и резким увеличением их стоимости. Ранее региональные программы энергосбережения представляли собой сумму программ отдельных предприятий и слабо отражали интересы собственно региона в рационализации энергопотребления. В настоящее время региональные интересы являются важной мотивацией разработки энергетической политики территорий и, соответственно, решения проблемы энергосбережения в регионе. Другим важным аспектом нового подхода к энергосбережению является рассмотрение процесса электрификации во взаимосвязи с энергосбережением. Эти процессы взаимно дополняют и обусловливают друг друга. Дополнительная электроэнергия, направляемая на замену дефицитного органического топлива в технологических процессах, обеспечивает качественный аспект энергосбережения. С другой стороны, сэкономленная в электрифицированных процессах электроэнергия направляется другим потребителям, что снижает потребность в генерирующих мощностях.

С учетом изложенного представляют интерес вопросы анализа взаимосвязи тенденций энергопотребления и энергосбережения, определение потенциала энергосбережения региона, в том числе в энергоснабжающей системе. Решение поставленной задачи выполнено применительно к региону Урала и включило в себя изучение возможностей использования потенциала энергосбережения в Свердловской энергосистеме.

Эффективность направлений энергосбережения целесообразно выполнять с позиций многокритериального анализа. В связи с этим возникают следующие задачи: 1) выявление основных направлений энергосбережения; 2) формирование системы критериев; 3) оценки направлений по выбранным критериям; 4) выполнение многокритериального анализа.

Указанные задачи необходимо решать для трех производственных подсистем: энергогенерирующей, энергораспределяющей и энергопотребляющей. В настоящей работе рассмотрены первые две подсистемы электроэнергетики.

Задача многокритериального анализа направлений энергосбережения относится к классу задач сопоставления альтернатив. Однако это сопоставле-

ние выполняется специфично. Требуется провести ранжировку альтернатив по степени важности, но не сделать выбор одной из них, а определить их совокупную эффективность. Это предопределяет нестандартность самой процедуры анализа.

Основными показателями энергосбережения в ЭЭС являются удельные расходы топлива на отпущенную электро- и теплоэнергию и потери в электрических сетях. Анализ показывает, что на величину и динамику удельных расходов топлива оказывают влияние структура электрогенерирующих мощностей энергосистемы, уровни развития теплофикации, режимы работы электростанций и котельных, виды и качественные характеристики топлив, состояние энергетического оборудования и качество его обслуживания, степень освоенности нового оборудования, метеорологические условия, а также условия стимулирования энергосбережения в энергосистеме.

Потери электроэнергии в электрических сетях являются по сути расходом на транспорт электроэнергии, и их снижение имеет определенные технически обоснованные уровни. Выявление оптимального уровня потерь должно производиться при проектировании сетей энергосистем в увязке с вводом новых электросетевых объектов и средств компенсации реактивной мощности. Во время эксплуатации снижение потерь может достигаться при экономичном использовании оборудования, внедрении эффективных методов управления режимами и при совершенствовании учета потерь электроэнергии.

Рассмотрение факторов, влияющих на показатели энергосбережения Свердловской области, позволило сформировать перечень основных групп мероприятий и оценить потенциал энергосбережения по этим группам на перспективу. Общий потенциал экономии первичных энергоресурсов за счет снижения удельных,расходов топлива оценен в диапазоне 5,9-7,2 млн. т у.т./год, в том числе в электрических сетях - 0,07-0,23 млн. т у.т./год.

Анализ рассмотренных групп мероприятий показывает, что по большинству из них обеспечивается не только энергосберегающий эффект, но и целый ряд других эффектов: снижение вредного воздействия на окружающую среду и повышение надежности электроснабжения; ввод дополнительных электро- и теплогенерирующей мощностей с соответствующей экономией капиталовложений и материальных ресурсов; улучшение условий труда на энергетических объектах. Поэтому эффективность энергосбережения должна обосновываться на основе системного подхода и анализироваться комплексно с учетом многокритериальное™ задачи.

Сопоставление мероприятий по энергосбережению выполнено по совокупности критериев, которая получена путем анализа деятельности Свердловской энергосистемы и включает: 1) потенциал энергосбережения по направлениям и мероприятиям; 2) экономическую эффективность мероприятий; 3) экологическую эффективность; 4) реализуемость мероприятий; 5) условия для стимулирования энергосбережения.

В результате ранжировки альтернатив энергосбережения в элек-трогенерирующей части, при варьировании весовых коэффициентов при всех

критериях, наиболее эффективным мероприятием является техническое перевооружение энергоисточников. Наименее эффективными оказались утилизация энергетических ресурсов, повышение качества эксплуатации и ремонта оборудования. Остальные альтернативы остаются в основном устойчиво эффективными и занимают поочередно со второго по пятое место при варьировании весов критериев.

Ранжировка направлений энергосбережения в электрических сетях выявила в качестве наиболее эффективной альтернативу оптимизации режимов работы электрических сетей. Указанное мероприятие является сасым эффективным на всем диапазоне варьирования весов критериев. Совершенствование системы расчетов и технического учета электроэнергии устойчиво остается наименее эффективным мероприятием по снижению потерь в электрических сетях (даже при варьировании весов критериев). Остальные занимают поочередно со второго по пятое места в ряду эффективности мероприятий по энергосбережению в электрических сетях.

В четвертой главе рассмотрены задачи диагностирования энергетической безопасности и оценки надежности топливо- и энергоснабжения территорий электроэнергетических систем РФ в условиях неопределенности, а также сопутствующая им задача оценки пороговых значений индикативных показателей безопасности и надежности.

Энергетика рассматривается как один из основных факторов успешного экономического развития страны и укрепления ее национальной безопасности. Этому в значительной степени способствуют как богатые топливно-энергетические ресурсы страны (45% мировых запасов природного газа, 13% -нефти, 23% - угля и 14% - урана), так и созданный в предшествующие годы уникальный топливно-энергетический комплекс (ТЭК).

Отличительной особенностью ТЭК России является то, что он не только полностью обеспечивает нужды страны в энергоресурсах, но и значительную часть (более 30 %) производимых ТЭР поставляет на экспорт - в страны СНГ и дальнего зарубежья.

Энергетическая безопасность есть состояние защищенности граждан, общества, государства, экономики от угроз дефицита в обеспечении обоснованных потребностей в энергии экономически доступными энергетическими ресурсами приемлемого качества, от угроз нарушения бесперебойности энергоснабжения. При этом состояние защищенности - состояние, соответствующее в нормальных условиях обеспечению в полном объеме обоснованного спроса в энергии, в экстремальных условиях - гарантированному обеспечению минимально необходимого объема потребностей.

Для реализации вышеуказанных методик распознавания ситуаций в нечеткой информационной среде разработана обучаемая система распознавания образов (ОСРО). Она представляет собой оболочку, позволяющую формировать и изменять конфигурацию системы, заполнять и корректировать базу знаний и список распознаваемых ситуаций. Конфигурация определяется составом используемых параметров, наборами используемых высказываний (тезов), ло-

гических операций, терминов точности. Распознавание образов проводится по формуле (17). Кроме принадлежностей ситуации различным классам, находятся определяющие параметры и проводится ранжирование параметров по влиянию на принадлежность к тому или иному классу.

Для диагностики состояния энергетической безопасности вся совокупность индикаторов представлена в виде семи блоков, соответствующих различным аспектам функционирования систем энергетики. Это блоки: 1) обеспеченности электрической и тепловой энергией; 2) обеспеченности топливом; 3) структурно-режимный; 4) воспроизводства основных производственных фондов в энергетике; 5) экологический; 6) финансово-экономический; 7) энергосбережения и энергоэффективности.

Исходные показатели берутся из государственной и ведомственной статистической отчетности. Исходная совокупность показателей формируется для двух территориальных уровней: субъектов РФ и крупных регионов (экономических районов или федеральных округов).

База знаний для программы ОСРО сформирована с использованием пороговых значений индикаторов - численных значений, достижение или превышение которых фактическими значениями рассматривается как переход в область большей опасности нарушения нормального функционирования энергосистемы. В рассматриваемой постановке задачи диагностики энергетической безопасности пороговые значения являются нечеткими. Вербальное описание классов может быть представлено тремя высказываниями:

1) если значения всех индикаторов блока лучше предкризисного порога, то ситуация признается нормальной;

2) если хотя бы один индикатор блока хуже порога предкризиса, а значения всех других индикаторов лучше кризисного порога, то ситуация признается предкризисной.

3) если хотя бы один индикатор хуже порога кризиса, то ситуация признается кризисной.

Анализ результатов диагностирования, выполненного для территорий федеральных округов, показывает, что энергетическая безопасность оценивается как кризисная. Нормальным является лишь состояние по блоку обеспеченности электрической и тепловой энергией и экологическому блоку.

Основными причинами, приводящими к кризисное™, являются: низкий уровень инвестирования предприятий электроэнергетики; большая кредиторская задолженность предприятий энергетики и топливной промышленности; высокая зависимость регионов от какого-либо одного вида топлива и малые запасы угля и мазута у конечных потребителей; высокий уровень централизации производства электрической энергии.

Снижение уровня энергетической безопасности сопровождалось снижением ее важнейшей составляющей - надежности функционирования энергетических систем. Следует заметить, что до сих пор надежность систем энергетики анализировалась лишь как надежность технических систем, без учета их социально-экономических функций. В сложившихся условиях представляется акту-

альным оценить надежность топливо- и энергоснабжения по интегральным показателям работы энергосистем, рассматривая ее как свойство энергосистем, заключающееся в способности устойчивого снабжения потребителей топливом и энергоресурсами в требуемом объеме и заданного качества.

При участии автора разработана методика проведения индикативного анализа для оценки надежности топливо- и энергоснабжения систем энергетики территорий. Согласно этой методике выделено четыре уровня надежности: высокая, приемлемая, недостаточная и низкая. Оценка производится по девятнадцати индикаторам, объединенным в шесть блоков:

- балансовой надежности систем электроэнергетики;

- балансовой надежности систем топливоснабжения;

- структурной и режимной надежности систем электроэнергетики;

- живучести систем энергетики;

- надежности и работоспособности ОПФ систем энергетики;

- финансово-экономической надежности систем топливо- и энергоснабжения.

Схема исследования полностью совпадает с анализом энергетической безопасности. Анализ результатов оценки надежности топливо- и энергоснабжения территорий федеральных округов (ФО) показывает, что общая надежность топливо- и энергоснабжения во всех ФО оценивается как низкая. Лишь в Северо-Западном округе она в какой-то мере принадлежит классу недостаточной надежности.

Оценки по блоку балансовой надежности систем электроэнергетики находятся в диапазоне от «надежность недостаточная и в какой-то мере приемлемая» (Центральный ФО) до «надежность определенно низкая» (Сибирский ФО). Определяющим индикатором по блоку является отношение суммы располагаемой мощности электростанций и пропускной способности межсистемных связей к максимальной электрической нагрузке потребителей.

По второму блоку для Центрального, Уральского и Дальневосточного ФО надежность оценивается как низкая и недостаточная. Остальные округа признаются более или менее благополучными.

Обратная картина наблюдается по блоку структурной и режимной надежности систем электроэнергетики. Перечисленные округа имеют высокие и приемлемые оценки, а остальные - недостаточные и низкие, а определяется это коэффициентом готовности генерирующего оборудования.

Блок живучести систем энергетики характеризуется низкими оценками для всех округов по причине ярко выраженной моноструктуры топливного баланса. Дополнительно можно отметить низкий уровень обеспеченности спроса на мощность теплоисточников в условиях резко возросшей потребности для Центрального и Северо-Западного округов.

Самое серьезное положение с точки зрения надежности топливо- и энергоснабжения сложилось в блоке работоспособности систем энергетики. Все индикаторы этого блока для всех округов находятся на низком или недостаточном уровне. Наряду с высокой степенью износа ОПФ в ТЭК наблюдаются

очень низкие темпы ввода и модернизации энергетических объектов (менее 1% в год). Такое положение может быть объяснено низкой инвестиционной привлекательностью энергетики из-за больших сроков окупаемости.

Еще одна причина плохого состояния ОПФ просматривается при анализе финансового состояния энергетики. По этому блоку все округа оцениваются неудовлетворительно, и связано это с большой кредиторской задолженностью. Соответственно самоинвестироваться энергетика не в состоянии.

С использованием порогов индикаторов энергетической безопасности и надежности топливо- и энергоснабжения осуществляется классификация территорий различного уровня и их систем энергетики. Их определение может быть произведено с применением экспертных процедур, применявшихся на начальном этапе разработки методики оценки энергетической безопасности территорий регионов и субъектов РФ. Далее, по мере развития работ, был предложен способ оценки пороговых значений на основе дискриминантного анализа.

Согласно разработанной методике, в пространстве индикаторов строятся поверхности раздела рассматриваемых пар классов. Для их построения используется обучающая выборка, состоящая из точек с известными состояниями по энергетической безопасности территорий или по надежности топливо- и энергоснабжения систем энергетики. Затем на этих поверхностях определяются пороговые точки как пересечения с линиями, соединяющими центроиды классов.

Уравнение поверхности, разделяющей классы 1 и 2, записывается следующим образом:

где X - вектор переменных в пространстве индикаторов;

Л/,, Мг, 5, — математические ожидания и ковариационные матрицы классов;

с/, и <72 - априорные вероятности появления объектов из первого и второго

классов;

- цены ошибочного отнесения объектов к классам 1 и 2.

Линия, проходящая через центроиды первого и второго классов с координатами Мг и Мт записывается уравнением

Х = Ь(М2 -Л/,)+А/|, (19)

где - параметр прямой.

Путем подстановки (19) в (18) получается уравнение относительно Ь\ 1п(с,9|)-0,5((^2 -АО+М, - А/, )г ^Г' (б(Л/2 - Л/,) + Л/, -Л/,)-1п|5||)-

После алгебраических преобразований это выражение приводится к стандартному виду квадратного уравнения:

г>5л,+И+4= о, (21)

в котором

4 = 0,5(Л/, - А/, )г (5Г1 + 52-' )(Мг - А/,), (22)

Л2 = (Л/, -Л/,У 5,*'(М, - Л/,), (23)

А, =Ч),5(А/2-Л/|)г51-,(М1-Л/|)-1п|^-+0,51П|||. (24)

Один из двух корней, удовлетворяющий условию 0 £¿>,£1, соответствует точке пересечения прямой и разделяющей поверхности на отрезке между центроидами классов. С использованием его и соотношения (19) определяются пороговые значения индикаторов безопасности между классами 1 и 2:

Графическая интерпретация статистического метода представлена на рис. 3.

Достоинством этого метода является то, что в результате расчета появляется система пороговых значений по всем индикаторам, с учетом их взаимосвязи.

С применением данной методики производилась оценка пороговых значений индикаторов энергетической безопасности территорий РФ и надежности их систем топливо- и энергоснабжения.

В заключении обобщены основные результаты работы и приведены возможные направления ее продолжения.

В приложениях приведены алгоритмы, схемы и материалы расчетов, не вошедшие в основную часть диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В диссертации разработаны методы учета неопределенностей при решении задач классификации состояний и принятия решений по развитию

ээс.

2. Разработан метод выбора рационального варианта развития электроэнергетической системы из конечного множества альтернатив по конечному множеству критериев при нечеткой исходной информации.

3. Предложен метод оценки состояния электроэнергетической системы по конечному набору классов при нечетких значениях показателей внешних условий и характеристик объектов системы.

(25)

60 70 80 90*>/"Г 100 110

Рис.З. Графическое представление статистического метода определения пороговых значений индикаторов

21. Экономическая и энергетическая безопасность территорий Уральского федерального округа / А.И. Татаркин, А.А. Макаров, А.А. Куклин, А.Л. Мы-зин, П.Е. Мезенцев и др. - Препринт. - Екатеринбург: ИЭ УрО РАН, 2003. -52 с.

22. Классификация состояний) и выбор'эффективных альтернатив развития с применением теории нечетких множеств / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, Л.Л. Богатырев, А.В. Калина, П.Е. Мезенцев и др. —Екатеринбург: ИЭ УрО РАН, 2003. - 65 с.

23. Мезенцев П.Е., Мызин А.Л., Богатырев Л.Л., Ананичева С.С. Анализ направлений энергосбережения в электроэнергетических системах // Материалы девятой Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность». - Томск: ТПУ, 2003. - С. 27-29.

ИД № 06263 от 12.11.2001 г.

Подписано в печать 26.01.2004 Формат 60x84 1/16 Бумага писчая Плоская печать Усл. печ. л. 1,13 Уч.-изд. л. 1.23 Тираж 100_Заказ 16. Бесплатно

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира 19

Ii - 31

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ И КЛАССИФИКАЦИИ СОСТОЯНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ С УЧЕТОМ ФАКТОРА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ.

1.1. Неопределенность в задачах развития электроэнергетических систем.

1.2. Методы решения задач выбора при развитии систем энергетики.

1.3. Классификация состояний территорий электроэнергетических систем по энергетической безопасности.

1.4. Нечеткие множества в задачах развития электроэнергетических систем.

Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИКИ И ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ.

2.1. Особенности решения энергетических задач методами нечетких множеств.

2.2. Основные понятия и определения теории нечетких множеств

2.3. Моделирование нечетких значений параметров.

2.4. Решение задачи выбора альтернатив развития электроэнергетических систем в условиях неопределенности и многокритериальности.

2.5. Диагностика энергетической безопасности территорий при нечетком задании классов и значений параметров.

2.6. Поддержка принятия решений по развитию систем энергетики на основе нечеткой информации.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

3.1. Обоснование рациональной концентрации мощностей электрических станций.

3.2. Многокритериальное районирование территории по условиям сооружения энергетических объектов.

3.3. Исследование направлений технического перевооружения 75 электрических станций.

3.4. Анализ направлений энергосбережения в электроэнергетических системах.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ДИАГНОСТИКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕРРИТОРИЙ И НАДЕЖНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИКИ.

4.1. Энергетическая безопасность территорий и надежность энергоснабжения систем энергетики.

4.2. Программа распознавания образов в нечеткой информационной среде.

4.3. Диагностика энергетической безопасности территорий федеральных округов Российской Федерации.

4.4. Оценка состояния систем энергетики по надежности энергоснабжения.

4.5. Определение пороговых значений индикаторов статистическим методом.

Выводы по главе 4.

Изменения экономической ситуации в стране, произошедшие за по* следние полтора десятилетия, привели к резкой смене как условий функционирования электроэнергетических систем, так и их управляющих структур. Такие изменения делают актуальным обращение к проблеме развития электроэнергетических систем в новых условиях и к таким ее разделам, как оценка текущего технического и экономического состояния и принятие управленческих решений по нейтрализации кризисных явлений и развитию объектов энергетических систем. Основное внимание в данной работе уделяется электроэнергетическим системам (ЭЭС). При этом в соответствии с принципами системного подхода ЭЭС рассматриваются во взаимосвязи с другими подсистемами энергетики и экономики.

В современном понимании системы энергетики (СЭ) определяются как открытые человеко-машинные системы, предназначенные для получения (производства, добычи), преобразования (переработки), транспортирования, хранения и распределения энергоресурсов и энергоносителей и снабжения этой продукцией. [108]. Такие системы представляют собой взаимосвязанные части: топливоснабжающие (по видам топлива), теплоснабжающие и электроснабжающие.

В настоящее время системы энергетики характеризуются увеличением неопределенности условий функционирования и целей развития [15,36,73,82,104], что связано с изменениями, происходящими в управлении государством и экономикой в направлении рыночных преобразований. В новых условиях социально-экономического развития общества проявилась существенная ограниченность современных методов системных исследований в энергетике, которые были главным образом ориентированы на централизованное управление отраслями народного хозяйства и на стабильное или, в значительной мере, предсказуемое развитие экономики. С ростом экономической самостоятельности территорий (субъектов РФ - областей, краев, республик) и формированием рыночных отношений в значительной мере расширяется круг субъектов системы управления энергетикой.

Отмеченные обстоятельства требуют соответствующего развития средств и процедур обоснования и принятия решений по структурной и технической политике в энергетике на основе многокритериального анализа возможных альтернатив и достижения эффективного компромисса между заинтересованными сторонами.

Кризисные процессы последнего десятилетия и реформирование экономики и энергетики России привели к существенному снижению уровней ее экономической и энергетической безопасности [1,25,33-35,129]. Это сопровождалось снижением надежности топливо- и энергоснабжения территорий. В связи с этим требуют развития методы анализа состояния энергетической безопасности (ЭнБ) и выработки решений по развитию систем энергетики.

Над проблемами энергетической безопасности, надежности и развития систем энергетики плодотворно и успешно работают в ИСЭМ СО РАН, ИНЭИ РАН, ИСЭ и ЭПС Коми НЦ УрО РАН, ИЭС Минэнерго России, ИЭ УрО РАН, УГТУ-УПИ и в других организациях. Однако до последнего времени еще недостаточно были проработаны вопросы учета неопределенности, как в исходной информации, так и в формировании целей.

Системы энергетики обладают такими свойствами больших систем, как иерархичность решений, неполнота информации, многокритериаль-ность и инерционность [112]. На основе этих свойств задачи развития и оценки состояния можно сформулировать как многокритериальный анализ альтернатив и классификацию состояний в условиях неопределенности. Для решения таких задач перспективно применение понятий и методов теории нечетких множеств [14,16,19,41,55,85,133].

В настоящей диссертационной работе рассмотрены вопросы оценки энергетической безопасности территорий РФ, надежности их топливо- и энергоснабжения и многокритериального анализа вариантов развития ЭЭС и их объектов - электрических станций в условиях неопределенности.

Целями диссертационной работы являются:

• разработка методов формирования и сравнения вариантов развития электроэнергетических систем и других системы энергетики и их объектов, прежде всего электрических станций, в условиях неопределенности и многокритериальности;

• разработка методов оценки и диагностирование энергетической безопасности территорий и надежности топливо- и энергоснабжения их систем энергетики в условиях неопределенности.

Реализация этих целей позволила получить следующие новые результаты:

• разработан новый метод отбора рациональных вариантов развития электроэнергетических систем при неопределенной исходной информации;

• разработан новый метод классификации состояний безопасности систем при неопределенной исходной информации;

• предложен статистический метод определения пороговых значений индикаторов состояния безопасности;

• решены практические задачи выбора в условиях неопределенности применительно к различным аспектам развития электроэнергетических систем;

• произведена оценка состояния территорий Российской Федерации регионального уровня и их систем энергетики по энергетической безопасности и надежности топливо- и энергоснабжения в условиях неопределенности.

При этом были решены несколько практических задач:

- обоснование рациональной концентрации электрогенерирующих мощностей;

- многокритериальное районирование территории по условиям сооружения энергетических объектов;

- исследований направлений технического перевооружения тепловых электростанций;

- анализ направлений энергосбережения в электроэнергетических системах;

- классификация состояния территорий федеральных округов РФ по энергетической безопасности;

- оценка состояния систем энергетики федеральных округов по надежности топливо- и энергоснабжения.

Результаты диссертации опубликованы в двадцати трех печатных работах, основными из которых являются пять [50,79,86,90,105], и получили апробацию на двадцати трех Международных, Всероссийских и региональных конференциях:

- X научная конференция по моделированию электроэнергетических систем. Каунас, Литва. 1991 г.;

- Первая международная конференция Академии Северного Форума. Якутск, 1996 г.;

- 67-е (г. Мурманск, 1996 г.), 68-е (г. Санкт-Петербург, 1997 г.), 69-е (г. Иркутск, 1998 г.), 70-е (г. Сыктывкар, 1999 г.), 71-е (г. Вышний Волочек, 2000 г.), 72-е (г. Казань, 2001 г.) заседания Всероссийского научного семинара с международным участием «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики»;

- Второй (1996 г.), третий (1997 г.) и четвертый (1998 г.) Всероссийские научно-технические семинары, пятая (1999 г.), шестая (2000 г.) и девятая (2003 г.) Всероссийские научно-технические конференции «Энергетика: экология, надежность, безопасность», г. Томск;

- Первая региональная конференция «Роль инноваций в экономике Уральского региона». Екатеринбург. Фонд ЦИБ, 1998 г.;

- Межрегиональная научно-практическая конференция «Региональная стратегия устойчивого социально-экономического роста», г. Екатеринбург, 1998 г.

- Российская научно-практическая конференция «Общероссийские и региональные проблемы обеспечения национальной безопасности», Уфа, 1998 г.;

- Всероссийская научно-техническая конференция «Энергосистема: управление, качество, безопасность». Екатеринбург, 2001 г.;

- Научно-практический семинар «Энергосберегающие техника и технология» (Уральские выставки - 2000), г. Екатеринбург, 2002 и 2003 г.г.;

- Научно-практический семинар «Проблемы и достижения в промышленной энергетике» (Уральские выставки - 2000), г. Екатеринбург, 2002 и 2003 г.г.;

- Международная научно-практическая конференция «Экономическая и энергетическая безопасность регионов России», г. Пермь, 2003 г.

Результаты работы внедрены в Институте энергетических исследований РАН, Департаменте СА и ФП Министерства топлива и энергетики Российской Федерации, Департаменте стратегического развития ТЭК Министерства топлива и энергетики Российской Федерации, ГУ «Институт энергетической стратегии» Министерства топлива и энергетики Российской Федерации, Департаменте региональной политики и размещения производительных сил Министерства экономики и труда Свердловской области, Департаменте структурных реформ в ТЭК Министерства энергетики Российской Федерации, что подтверждено одиннадцатью актами внедрения, приведенными в приложении 10. Материалы исследований автора были использованы при подготовке аналитических докладов для Совета безопасности Российской Федерации «О состоянии энергетической безопасности регионов России» (1999 и 2000 г.г.) и «О состоянии живучести систем энергетики и надежности (бесперебойности) топливо- и энергоснабжения субъектов РФ» (2002 г.).

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и десяти приложений. Основное содержание работы изложено на 137-и страницах машинописного текста, включает 16 таблиц и 6 рисунков.

В первой главе приведена формулировка рассматриваемых в диссертации задач принятия решений по развитию электроэнергетических систем, методов диагностики энергетической безопасности в условиях неопределенности и дан обзор современных методов их решения. Сформулированы достоинства и недостатки этих методов. Обоснована необходимость применения методов нечеткой математики для учета неопределенностей в задачах развития электроэнергетических систем и оценки состояния безопасности систем энергетики.

Во второй главе приведены основные определения и понятия теории нечетких множеств, необходимые для изложения применяемых в работе методов. Предложены методы определения результатов операций над нечеткими значениями параметров. Изложены методы решения задач выбора при нечетких значениях критериальных оценок на конечном множестве альтернатив и классификации при нечетком описании классов и значений индикаторов состояния. Приведен алгоритм информационной поддержки процесса формирования и выбора альтернатив развития систем энергетики.

Третья глава посвящена практическим задачам выбора с применением разработанных подходов. В ней рассмотрены задачи:

• обоснование рациональной концентрации генерирующих мощностей в Единой электроэнергетической системе (ЕЭЭС);

• многокритериальное районирование территории ОЭС Урала по экологическим условиям;

• формирование и сравнение вариантов технического перевооружения конденсационных электростанций;

• формирование и ранжирование направлений энергосбережения.

В четвертой главе рассмотрены задачи диагностирования энергетической безопасности и оценки надежности топливо- и энергоснабжения территорий электроэнергетических систем РФ в условиях неопределенности, а также сопутствующая им задача оценки пороговых значений индикативных показателей безопасности и надежности.

В заключении обобщены основные результаты работы и приведены основные направления продолжения работы.

Список литературы содержит 133 источника.

В приложениях приведены алгоритмы, схемы и материалы расчетов, иллюстрирующие и поясняющие некоторые детали выполненных исследований и не вошедшие в основную часть диссертационной работы.

Выводы по главе 4

1. Процессы реформирования экономики России привели к существенному снижению уровней экономической и энергетической безопасности. В связи с этим актуально решение задач анализа состояния энергетической безопасности с целью своевременного выявления угроз и выработки решений по их нейтрализации.

2. За последнее время расширился перечень причин нарушения бесперебойности энергоснабжения. Он, кроме технических, включает в себя социальные, политические, экономические и другие причины. В таких условиях становится необходимым рассмотреть надежность систем энергетики как свойство, характеризующее способность противодействовать отрицательному воздействию внешней среды.

3. Для оценки уровней энергетической безопасности и надежности топливо- и энергоснабжения территорий успешно применяется индикативный подход. Он заключается в использовании для классификации состояния энергетической безопасности и надежности некоторых комбинаций непосредственно оцениваемых исходных параметров - индикаторов. Эти индикаторы объединяются в блоки, отражающие некоторые характерные стороны в функционировании энергетических систем.

4. С применением предложенного метода распознавания образов в условиях неопределенности рассмотрена энергетическая безопасность федеральных округов РФ по данным 1999 года. Преимущество предложенного метода оценки энергетической безопасности территорий по сравнению с использующимся ранее методом скаляризации заключается в том, что он не требует более строгого обоснования пороговых значений и может быть применен при отсутствии точной информации о значениях индикаторов. Он дает возможность использовать информацию различного вида - детерминированную, качественную, экспертную, статистическую.

5. Этот метод хорошо себя проявляет при оценке перспективных состояний энергосистем, когда точных значений индикаторов вообще не мо. жет быть получено, а также при оценке состояния большого количества однородных объектов (территорий субъектов РФ, районных энергосистем). Очевидным недостатком метода является некоторая громоздкость и непривычный вид исходной информации и результатов.

Состояние федеральных округов РФ оценивается как кризисное. Основными причинами кризисности являются низкий уровень инвестирования и большая кредиторская задолженность энергетических предприятий, высокая зависимость регионов от одного вида топливного ресурса.

6. Оценка надежности систем топливо- и энергоснабжения этих регионов по данным 2001 года показывает, что недоинвестирование прошлых лет привело к снижению работоспособности основных производственных фондов, а кредиторская задолженность не позволяет многим энергопредприятиям проводить самоинвестирование.

7. Для целей индикативного анализа разработана и апробирована методика оценки пороговых значений индикаторов на основе дискрими-нантного анализа. Она позволяет получать величины пороговых значений индикаторов по обучающим выборкам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изменения экономической ситуации в стране привели к изменению • условий функционирования и принципов управления систем энергетики. Что привело к существенному снижению уровней экономической и энергетической безопасности, а так же надежности топливо- и энергоснабжения территорий. Это делает актуальным обращение к проблеме развития энергетических систем в новых условиях и к таким ее разделам, как оценка текущего технического и экономического состояния и принятие управленческих решений по нейтрализации кризисных явлений и развитию объектов энергетических систем.

Требуется так же соответствующее развитие средств и процедур обоснования и принятия решений по структурной и технической политике в энергетике на основе многокритериального анализа возможных альтернатив и достижения эффективного компромисса между заинтересованными сторонами.

Неопределенность в задачах развития электроэнергетических и других систем энергетики, и диагностирования состояния энергетической безопасности территорий является характерным свойством объектов исследования. Представляет интерес, с точки зрения адекватного представления информации, решать такие задачи с применением методов теории нечетких множеств.

В работе приведены основные понятия и определения теории нечетких множеств. Предложен экспоненциальный вид функции принадлежности, обладающей свойствами выпуклости и бесконечности области определения. Для этого вида функции принадлежности сформулированы правила выполнения основных арифметических действий над нечеткими значениями величин.

Разработаны методы решения задач диагностирования состояния энергетической безопасности территорий и выбора варианта развития энергосистем при нечеткой исходной информации. Приведена схема построения системы информационной поддержки процесса принятия решения по развитию электроэнергетического объекта.

Разработаны программы многокритериального анализа вариантов развития электроэнергетической системы и распознавания образов при нечеткой исходной информации. Они реализуют возможности применения математического аппарата теории нечетких множеств для решения задач выбора из конечного множества альтернатив по коночному числу критериев и классификации состояний.

С применением разработанных программ решен ряд практических задач. При их решении продемонстрированы широкие возможности приложения нечетких алгоритмов к различным сторонам задач развития и классификации.

Обоснование рациональной концентрации мощностей электростанций выявило эффективность понижения установленной мощности станции при возрастании роли экологических критериев. При равнозначности экономических, социальных и экологических критериев эффективным оказывается вариант электростанции с повышенной установленной мощностью. Размещение в пределах одного географического пункта нескольких электростанций, так называемого "куста станций", не дает достаточного эффекта при всех вариациях значимости критериев.

Многокритериальное районирование территории ОЭС Урала по инженерно-географическим и экологическим условиям сооружения тепловых электрических станций позволило выделить три наиболее благоприятные ячейки международной географической разграфки. Их общими признаками являются сравнительно низкие значения плотности населения и фонового загрязнения при средней стоимости воды и отчуждаемых земельных ресурсах.

Решение задачи выбора направления технического перевооружения угольных конденсационных электростанций показало эффективность вари, анта, предусматривающего внедрение новых технологий на площадках старых электростанций. При ограниченных инвестиционных ресурсах наиболее предпочтительным становится вариант продления сроков службы существующего оборудования.

Ранжирование направлений энергосбережения на уровне выработки и распределения энергии показало, что наиболее эффективными являются техническое перевооружение электростанций и оптимизация режимов работы электрических сетей. Определяющими при этом являются показатели величины потенциала энергосбережения и экономичности при реализации мероприятий.

Для оценки уровней энергетической безопасности территорий и надежности топливо- и энергоснабжения территорий успешно применяется индикативный подход. Он заключается в использовании для классификации состояния энергетической безопасности и надежности некоторых комбинаций непосредственно оцениваемых исходных параметров - индикаторов. Эти индикаторы объединяются в блоки, отражающие некоторые характерные стороны в функционировании энергетических систем.

С применением предложенного метода распознавания образов в условиях неопределенности рассмотрена энергетическая безопасность федеральных округов РФ по данным 1999 года. Преимущество этого метода по сравнению с использующимся ранее методом скаляризации заключается в том, что он не требует более строгого обоснования пороговых значений и может быть применен при отсутствии точной информации о значениях индикаторов. При его применении может быть использована, наряду с обычной, детерминированной информацией, качественная, статистическая и экспертная информация представленная в виде нечетких высказываний или нечетких множеств.

1. Абалкин Л.И. Экономическая безопасность России: угрозы и их отражение // Вопросы экономики. - 1994. - № 12. - С. 4-13.

2. Абогян А.А., Таратутин В.В. Приемлемый риск критерий эффективности и безопасности АЭС // Атомная энергия. - 1990. - Т. 68. Вып. 2. -С. 68-79.

3. Айвазян 3., Кириченко В. Антикризисное управление: принятие решений на краю пропасти // Проблемы теории и практики управления. -1999.-№4.-С. 94-100.

4. Алтунин А.Е., Семухин М.В. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2000. - 352 с.

5. Ананичева С.С., Мардер Л.И., Мызин А.Л. и др. Разработка концепции энергосбережения и механизмов ее реализации в Свердловской области Раздел 3 / Отчет по НИР. Екатеринбург: Урал-ЭСОН, 1993. - 318 с.

6. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: Финансы и статистика, 2000. - 368 с.

7. Арзамасцев Д.А. Введение в многоцелевую оптимизацию энергосистем. Свердловск: УПИ, 1984. - 83 с.

8. Богатырев Л.Л. Диагностика аварийных состояний электроэнергетических систем. Свердловск: УПИ, 1983. - 80 с.

9. Богатырев Л.Л. К вопросу оценки и обеспечения надежности крупных энергообъединений // Электричество. 1990. — №5. - С. 1-9.

10. Н.Богатырев Л.Л. Оперативное управление аварийными режимами энергосистем на основе теории нечетких множеств // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. — 1988 № 1. - С. 33-43.

11. Богатырев Л.Л. Решение электроэнергетических задач в условиях неопределенности. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1995. - 115 с.

12. Богатырев Л.Л. Современные методы исследования электроэнергетических систем. Екатеринбург: УПИ, 1991. - 104 с.

13. Богатырев Л.Л. Управление аварийными режимами энергосистем в условиях неопределенности // Известия ВУЗов. Энергетика. 1982. - №5. - С. 3-9.

14. Богатырев Л.Л., Ильичев Н.Б. Использование теории нечетких множеств при управлении аварийными режимами энергосистем // Изв. ВУЗов. Энергетика. 1987. - № 10. - С. 48-50.

15. Богатырев Л.Л., Манусов В.З., Содьюмдорн Д. Математическое моделирование режимов электроэнергетических систем в условиях неопределенности. Улан-Батор: Изд-во МГТУ, 1999. - 348 с.

16. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989. -304 с.

17. Борисов А.Н., Глушков В.И. Использование нечеткой информации в экспертных системах // Новости искусственного интеллекта. 1991. -№3.-С. 13-41.

18. Бурбаки Н. Общая топология. М.: Наука, 1968. - 272 с.

19. Бушуев В.В. Энергетика и безопасность России // Промышленный вестник России, 1995. № 3. - С. 2-3.

20. Вапник В.Н., Червоненкис А.Я. Теория распознавания образов. М.: Наука, 1974.-414 с.

21. Верницкая И.В., Мардер Л.И., Мызин А.Л. и др. Учет многокритери-альности при выборе местоположения конденсационных электростанций // Энергетическое строительство. 1983. - № 1. - С. 58-60.

22. Виноградская Т.М., Рубчинский А.А. Бинарные координатные отношения в критериальном пространстве // Автоматика и телемеханика. -1981. -1. №3. С. 95-103. - И. №4. - С. 78-89.

23. Влияние энергетического фактора на экономическую безопасность регионов Российской Федерации / Л.Л. Богатырев, В.В. Бушуев, А.А. Кук-лин, А.Л. Мызин, А.И. Татаркин, П.Е. Мезенцев и др. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 1998. - 288 с.

24. Войтов О.Н. Детерминированные методы и алгоритмы определения управлений при коррекции режимов ЭЭС // Методы решения задач реального времени в энергетике. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1991.-С. 243-258.

25. Волкова Е.А., Кожов К.Б., Мардер Л.И., Мызин А.Л., Мезенцев П.Е. Методы системного анализа эффективности технического перевооружения тепловых электростанций // Электрические станции. 1995. - №1. — С. 2-8.

26. Воропай Н.И. Теория систем для энергетиков. Новосибирск: Наука. Сиб. Издательская фирма РАН, 2000. - 273 с.

27. Воропай Н.И., Клименко С.М., Криворуцкий Л.Д., Пяткова Н.И., Сендеров С.М., Славин Г.Б., Чельцов М.Б. О сущности и основных проблемах энер-гетической безопасности России // Изв. РАН. Энрегетика. 1996. — № 3. - С. 38-49.

28. Воропай Н.И., Криворуцкий Л.Д., Асланян Г.С., Ильин А.А. Об энергетической безопасности государства (характеристика проблем и методические основы исследования) // Энергетика и электрификация. 1995. -№ 3. - С. 49-51.

29. Воропай Н.И., Труфанов В.В. Математическое моделирование развития электроэнергетических систем в современных условиях // Электричество. -2000. -№10. С. 6-12.

30. Гамм А.З. Вероятностные модели режимов электроэнергетических систем. Новосибирск: ВО "Наука", 1993.-132 с.

31. Гафт М.Г. Принятие решений при многих критериях. М.: Знание, 1979.-64 с.

32. Данилов В.И. Модели группового выбора (обзор) // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. 1983. - №1. - С. 143-164.

33. Заде Л.А. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений // Математика сегодня. М.: Знание, 1974. — С. 5-49.

34. Интрилигатор М. Математические методы оптимизации и экономическая теорйя. М.: Айрис пресс, 2002. - 576 с.

35. Карпелевич Ф. И., Садовский Л.Е. Элементы линейной алгебры и линейного программирования. М.: Наука, 1967. - 312 с.

36. Кини Р.Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: Предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981. - 560 с.

37. Кирута А.Я., Рубинов A.M., Яновская Е.Б. Оптимальный выбор распределений в сложных социально-экономических задачах. JT.: Наука, 1980.-166 с.

38. Классификация состояний и выбор эффективных альтернатив развития с применением теории нечетких множеств / Татаркин А.И., Куклин А.А., Мызин A.JI., Богатырев JT.JI., Калина А.В., Мезенцев П.Е. и др. -Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2003. 65 с.

39. Комплексная методика диагностики энергетической безопасности территориальных образований Российской Федерации (вторая редакция). / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, A.JI. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: ИЭ УрО РАН, 2002. - 80 с.

40. Комплексная методика оценки надежности и живучести / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, В.Г. Литвинов, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. - 148 с.

41. Кондратьев А.И. Теоретико-игровые распознающие алгоритмы. М.: Наука, 1990.-272 с.

42. Конева О.В., Мокрый И.М. Моделирование экономических процессов дифференциальными уравнениями (проблемы, методология, инструментарий). Иркутск: СЭИ СО РАН, 1997. - 121 с.

43. Корнилова Т.В., Каменев И.И., Степанова О.В. Мотивационная регуляция принятия решений//Вопросы психологии. 2001. - № 6. - С. 55-65.

44. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982.-432 с.

45. Кофман А. Методы и модели исследования операций: Пер. с франц. -М.: Мир, 1966.-423 с.

46. Криворуцкий Л.Д. Имитационная система для исследования развития топливно-энергетического комплекса. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1983. -125 с.

47. Криворуцкий Л.Д., Массель Л.В. Информационная технология исследований развития энергетики. Новосибирск: Наука. Сиб. издательская фирма РАН, 1995.-160 с.

48. Крысанова И.Н. Оптимизация развития электроэнергетических систем методами теории нечетких множеств: Автореферат дис. . канд. техн. наук: 05.14.01, 05.13.10 / Институт проблем энергосбережения АН Украины. Киев, 1993. - 24 с.

49. Кузьмин В.Б. Построение групповых решений в пространствах четких и нечетких бинарных отношений. М.: Наука, 1982. - 168 с.61 .Курош А.Г. Лекции по общей алгебре. М.: Наука, 1973 - 399 с.

50. Ларичев О.И. Наука и искусство принятия решений. М.: Наука, 1979. — 200 с.

51. Литвак В.В. Основы регионального энергосбережения (научно-технологические и производственные аспекты). Томск: Изд-во НТЛ, 2002.-300 с.

52. Литвак В.В., Силич В.А., Яворский М.И. Региональный вектор энергосбережения. 2-е изд. - Томск: STT, 2001. - 342 с.

53. Мазуров В.Д. Метод комитетов в задачах оптимизации и классификации. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. - 248 с.

54. Манов Н.А. Влияние особенностей систем энергетики на методические основы исследования и обеспечения их надежности // В кн.: Надежность систем энергетики. Новосибирск: Наука. Сибир. предп. РАН, 1999. -С. 56-63.

55. Мелентьев Л.А. Системные исследования в энергетике. М.: Наука, 1983.-456 с.

56. Методика анализа энергетической безопасности территорий различного уровня. / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, Л.Л. Богатырев, А.Л. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: ИЭ УрО РАН, 1998. -53 с.

57. Методы исследования и управления системами энергетики / Л.С. Беляев, Н.И. Воропай, Ю.Д. Кононов и др. Новосибирск: Наука, 1987. -374 с.

58. Миркин Б.Г. Проблема группового выбора. — М.: Наука, 1974. 256 с.

59. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию / Л.С. Беляев, О.В. Марченко, С.П. Филиппов и др. — Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 269 с.

60. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.-488 с.

61. Моисеев Н.Н. Методы оптимизации. М.: Наука, 1978. - 351 с.

62. Моисеев Н.Н. Элементы теории оптимальных систем. М.: Наука, 1975. - 528 с.

63. Мониторинг влияния энергетического фактора на экономическую безопасность субъектов Российской Федерации / А.И. Татаркин, О.А. Романова, А.А. Куклин, Л.Л. Богатырев, Л.И. Мардер, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Москва-Екатеринбург: УрО РАН, 1997. - 114 с.

64. Мониторинг инвестиционной безопасности региона / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, А.Ю. Домников, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. - 51 с.

65. Надежность систем энергетики: достижения, проблемы, перспективы / Г.Ф. Ковалев, Е.В. Сеннова, М.Б. Чельцов, П.Е Мезенцев и др.; Под ред.I

66. Н.И. Воропая. Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1999.-434 с.

67. Надежность топливо- и энергоснабжения и живучесть систем энергетики / Под ред. Н.И. Воропая, А.И. Татаркина. Екатеринбург: Изд-во Урал, ун-та, 2003. - 392 с.

68. Негойце К. Применение теории систем к проблемам управления. — М.: Мир, 1981.-179 с.

69. Нечаев В.В. Электроэнергетика России: Состояние и перспективы // Энергия. Экономика, техника, технология. 2000. - №1. - С 2-10.

70. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / А.Н. Аверкин, И.З. Батыршин, А.Ф. Блишун и др / Под ред. Д.А. Поспелова. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 312 с.

71. Новые информационные технологии в задачах оперативного управления электроэнергетическими системами / Н.А. Манов, Ю.Я. Чукре-ев, М.И. Успенский и др. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. - 205 с.

72. Оценка угроз экономической безопасности Урала / Л.И. Мардер, Л.Л. Богатырев, А.Л. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 1995. - 126 с.

73. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. М.: Наука, 1982. - 254 с.

74. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление. М.: Сов. радио, 1976. - 440 с.

75. Раскин Л.Г. Анализ сложных систем и элементы теории управления. -М.: Сов. радио, 1976. 344 с.

76. Растригин Л.А. Современные принципы управления сложными объектами. М.: Сов. радио, 1980. - 232 с.

77. Розанов М.Н. Управление развитием и функционированием электроэнергетических систем России и СНГ в условиях рыночной экономики // Формирование рыночных отношений в энергетике. Сыктывкар: КНЦ УрО РАН, 1994. - С. 26-40.

78. Руденко Ю.Н., Ушаков И.А. Надежность систем энергетики. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. - 328 с.

79. Рузавин Г.И. Логика и интуиция при принятии решений // Полигнозис. -2002. -№1.- С. 114-128.

80. Саати Т.Л. Математические методы исследования операций. М.: Воениздат, 1963. - 420 с.

81. Саймон Г.А. Рациональное принятие решений в деловых организациях: Нобелевская мемориальная лекция, прочитанная 8 декабря 1977; Пер. И.Е. Задорожнюка // Психологический журнал. I. 2001. - №6. -С. 25-34. - И. 2002. -№1. - С. 42-51.

82. Сеннова Е.В., Сидпер В.Г. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся топливоснабжающих систем. Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1987. - 221 с.

83. Серебрянников Н.И. О проблемах электроэнергетики // Электрические станции. 2000. - №12. - С. 15-19.

84. Системы поддержки принятия решений для исследования и управления энергетикой / Н.Н. Антонова, И.Н. Бобырева, Н.В. Бычкова, П.Е. Мезенцев и др. / Под ред. А.П. Меренкова. Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1997. - 162 с.

85. Ситуационное состояние надежности и живучести по итогам 2000 года / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, В.Г. Литвинов, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - 82 с.

86. Ситуационное состояние энергетической и экономической безопасности регионов Российской Федерации / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, Л.Л. Бога-тырев, Л.И. Мардер, А.Л. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: ИЭ УрО РАН, 1997 - 173 с.

87. Славин Г.Б., Чельцов М.Б. Энергетическая безопасность. Термины и определения / Под ред. Воропая Н.И. Иркутск: ИСЭМ СО РАН, 1999.-31 с.

88. Сравнительная диагностика экономической и энергетической безопасности Уральского федерального округа и Уральского экономического района / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - 79 с.

89. Степанов B.C., Степанова Т.Б. Эффективность использования энергии. Новосибирск: Наука, 1994. - 257 с.

90. Татаркин А.И., Бушуев В.В., Мастепанов A.M., Мезенцев П.Е. и др. Урал: проблемы повышения экономической и энергетической безопасности // Энергетическая политика. Вып. 1. 1999. - С. 2-8.

91. Теоретические основы системных исследований в энергетике / А.З. Гамм, А.А. Макаров, Б.Г. Санеев и др. Новосибирск: Наука, 1986.-335 с.

92. Теория выбора и принятия решений / И.М. Макаров, Т.М. Виноград-ская, А.А. Рубчинский, В.Б. Соколов. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. литературы, 1982. - 328 с.

93. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М.: СИНТЕГ, 1998.-376 с.

94. ТЭК и экономика России: вчера сегодня - завтра. Взгляд из 2001 года / Гос. учреждение «Ин-т энергет. стратегии». - М.: ГУ ИЭС, 2001. -112 с.

95. Тятюшкин А.И. Численные методы и программные средства оптимизации управляемых систем. Новосибирск: Наука, 1992. - 193 с.

96. Фельдбаум А.А. Основы теории оптимальных автоматических систем. -М.: Наука, 1966.-623 с.

97. Фишберн П. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978.-352 с.

98. Фукунага К. Введение в статистическую теорию распознавания образов. М.: Наука, 1979. - 368 с.

99. Ховард К.М. Принятие решений в процессах менеджмента // Современное управление. 2000. - №3. - С. 131-144.

100. Ципкин Я.З. Адаптивные методы принятия решений в условиях неопределенности // Автоматика и телемеханика. 1976. - №4. - С. 78-91.

101. Шрейдер Ю.А. Равенство, сходство, порядок. М.: Наука, 1971. — 254 с.

102. Экономическая безопасность регионов России в 1997 году / А.И. Татаркин, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, Л.Л. Богатырев, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: УрО РАН, 1999. - 69 с.

103. Экономическая безопасность регионов России в 1998 году / А.И. Татаркин, К.Б. Кожов, А.Л. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. -Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 54 с.

104. Экономическая и энергетическая безопасность территорий Уральского федерального округа / А.И. Татаркин, А.А. Макаров, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: Институт экономики УрО РАН, 2003. - 52 с.

105. Экономическая и энергетическая безопасность Ямало-Ненецкого автономного округа / В.В. Бушуев, А.А. Куклин, А.Л. Мызин, П.Е. Мезенцев и др. Препринт. Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - 42 с.

106. Энергетическая безопасность России (введение в проблему) / Н.И. Воропай, С.М. Клименко, Л.Д. Криворуцкий и др. Препринт СЭИ СО РАН. Иркутск, 1997. - № 3. - 57 с.

107. Энергетическая безопасность России / В.В. Бушуев, Н.И. Воропай, A.M. Мастепанов, Ю.К. Шафраник, П.Е. Мезенцев и др. Новосибирск: Наука. Сибир. издательская фирма РАН, 1998. - 302 с.

108. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года / Министерство энергетики Российской Федерации. М.: Минэнерго России, 2001.-544 с.

109. Юдин Д.Б. Вычислительные методы принятия решений. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. - 320 с.

110. Zadeh L.A. Fuzzy sets//Inform. Control. 1965. V. 8. - № 3. - P. 338-353.