Пасічна Майя Володимирівна Інформаційна технологія диверсифікації та оптимізації структури генеруючих потужностей енергетичних компаній : Пасечная Майя Владимировна Информационная технология диверсификации и оптимизации структуры генерирующих мощностей энергетических компаний

Краткое описание

Пасічна Майя Володимирівна, тимчасово не пра­цює: «Інформаційна технологія диверсифікації та опти- мізації структури генеруючих потужностей енергетичних компаній» (01.05.03 - математичне та програмне забез­печення обчислювальних машин і систем). Спецрада Д
у Київському національному університеті імені Тараса Шевченка

Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Міністерство освіти і науки України
Кваліфікаційна наукова
праця на правах рукопису
ПАСІЧНА МАЙЯ ВОЛОДИМИРІВНА
УДК 519.85:004.02
ДИСЕРТАЦІЯ
ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ДИВЕРСИФІКАЦІЇ ТА ОПТИМІЗАЦІЇ
СТРУКТУРИ ГЕНЕРУЮЧИХ ПОТУЖНОСТЕЙ ЕНЕРГЕТИЧНИХ КОМПАНІЙ
Спеціальність 01.05.03 – математичне та програмне забезпечення
обчислювальних машин і систем
Подається на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук
Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей, результатів і
текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело
____________ підпис, ініціали та прізвище здобувача
Науковий керівник - Заславський Володимир Анатолійович, д-р тех. наук, професор
Київ – 2018

ЗМІСТ
АНОТАЦІЯ………………………………………………………………………. 2
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, СКОРОЧЕНЬ,
ТЕРМІНІВ………………………………………………………………………... 17
ВСТУП……………………………………………………………………………. 18
РОЗДІЛ I. ПІДХОДИ ДО МОДЕЛЮВАННЯ В СЕГМЕНТІ ГЕНЕРАЦІЇ
ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ……….................................................................................... 25
1.1. Зміни в структурі генерації електроенергії країн за останні роки…... 25
1.2. Огляд математичного та програмного забезпечення в сфері
енергетики …….......................................................................................... 28
1.2.1. Оптимізаційно-імітаційні аспекти моделювання в енергетиці.............. 32
1.2.2. Застосування метод аналізу ієрархій при розв’язанні багатокритеріальних задач прийняття рішень………………………............... 35
1.2.3. Застосування сучасної теорії портфеля при оптимізації структури
генерації електроенергії……………………………………..................... 38
1.3. Принципи різнотипності та диверсності при моделюванні структури
генеруючих потужностей.......................................................................... 43
1.4. Вибір напрямків досліджень………….......…………………………….. 44
1.5. Висновки до розділу…………………………………………………….. 45
РОЗДІЛ II. СТРУКТУРА ІНФОРМАЦІЙНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ
СТРАТЕГІЧНОГО ПЛАНУВАННЯ СТРУКТУРИ
ЕЛЕКТРОГЕНЕРУЮЧИХ ПОТУЖНОСТЕЙ........................……………… 46
2.1. Постановка задачі диверсифікації та оптимізації структури
генеруючих потужностей електроенергії енергетичних
компаній……....................……................................................................. 46
2.2. Застосування методу аналізу ієрархій для розв’язання задачі
диверсифікації структури генеруючих потужностей електроенергії
енергокомпаній.......................................................................................... 49
2.2.1. Підготовка експертних даних для створення матриць суджень 49
15
методу аналізу ієрархій.............................................................................
2.2.2. Алгоритм методу аналізу ієрархій для розв’язання задачі
ранжування джерел генерації електроенергії енергокомпаній............. 52
2.3. Підходи до оптимізації часток джерел генерації електроенергії
диверсифікованої структури генеруючих потужностей
енергокомпаній.......................................................................................... 58
2.3.1. Балансування джерел генерації електроенергії диверсифікованої
структури генеруючих потужностей.......................………………......... 59
2.3.2. Аналіз стратегічного узгодження структури генеруючих
потужностей........................................………............................................ 61
2.4. Прогнозування структури генеруючих потужностей енергетичних
компаній...................................................................................................... 62
2.5. Висновки до розділу…………………………………………………...... 66
РОЗДІЛ III. СПЕЦИФІКА ФОРМУВАННЯ ДИВЕРСИФІКОВАНОЇ
СТРУКТУРИ ПОТУЖНОСТЕЙ ГЕНЕРАЦІЇ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ............ 68
3.1. Результати методу аналізу ієрархій для ранжування джерел генерації
електроенергії, критеріїв і факторів, що впливають на них................... 68
3.2. Балансування структури генеруючих потужностей електроенергії
компанії та його аналіз.............................……………………………..... 73
3.3. Аналіз структури генеруючих потужностей країн з точки зору
безпеки енергопостачання…………………………………................... 76
3.3.1. Класифікація та оцінка ризиків в енергетиці.......................................... 76
3.3.2. Ставлення енергетичних компаній до ризику......................................... 82
3.4. Результати аналізу стратегічного узгодження структури генеруючих
потужностей компаній .............................................................................. 85
3.5. Висновки до розділу.................................................................................. 88
РОЗДІЛ ІV: СЦЕНАРНЕ ПРОГНОЗУВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ
ОПТИМАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ ГЕНЕРУЮЧИХ ПОТУЖНОСТЕЙ…… 90
4.1. Організація вхідних даних сценарного прогнозування структури
16
генеруючих потужностей………………………...................................... 90
4.2. Результати прогнозування структури електрогенеруючих
потужностей на основі програмного середовища.................................. 94
4.3. Дослідження оптимальної диверсифікованої структури генеруючих
потужностей та тенденції її розвитку на майбутнє............................. 102
4.4. Висновки до розділу……………………………………………….......... 107
РОЗДІЛ V: ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ ДИВЕРСИФІКАЦІЇ
ТА ОПТИМІЗАЦІЇ СТРУКТУРИ ЕЛЕКТРОГЕНЕРУЮЧИХ
ПОТУЖНОСТЕЙ КОМПАНІЙ....................... 108
5.1. Архітектура програмного забезпечення диверсифікації та
оптимізації структури генеруючих потужностей компаній................... 108
5.2. Функціональні задачі та їх реалізація алгоритмами у середовищі
програмного забезпечення........................................................................ 110
5.3. Висновки до розділу 114
ВИСНОВКИ……………………………………………………………................ 115
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ………………………….................. 117
ДОДАТОК 1………………………………………………………….................... 141
ДОДАТОК 2………………………………………………………….................... 142
ДОДАТОК 3………………………………………………………….................... 145
ДОДАТОК 4………………………………………………………….................... 146
ДОДАТОК 5………………………………………………………….................... 147
ДОДАТОК 6………………………………………………………….................... 148
ДОДАТОК 7………………………………………………………….................... 149
ДОДАТОК 8………………………………………………………….................... 153
ДОДАТОК 9………………………………………………………….................... 156
ДОДАТОК 10…………………..…………………………………….................... 160
ДОДАТОК 11…………………......………………………………….................... 162
ДОДАТОК 12…………………………..…………………………….................... 164

Список литературы

ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі одержано результати, що у сукупності вирішують
проблему створення інформаційної технології та її складових, що використовуються
при побудові оптимальної структури генеруючих потужностей енергетичних
компаній країн, мають суттєве значення при науково-технічному супроводжені
таких систем з використанням математичних моделей, методів, та спеціалізованого
програмного забезпечення. У дисертаційній роботі отримані наступні наукові та
практичні результати:
1. На підставі систематизації наявних підходів і проблемних питань
розробки інформаційних технологій розроблено інформаційну технологію та її
складові для дослідження систем енергетики як систем критичної інфраструктури з
метою диверсифікації та оптимізації складу генеруючих потужностей, та їх науковотехнічного супроводження.
115
2. Формалізовано задачі диверсифікації та оптимізації структури
генеруючих потужностей, запропоновано алгоритм їх розв’язання у складі процедур
в єдиному інформаційному середовищі. Побудовано сценарії взаємозв’язків між
алгоритмами розв’язання задач і процедур візуалізації при диверсифікації та
оптимізації складу генеруючих потужностей, в яких використовуються нові ознаки
об’єктів оцінювання, що раніше практично не враховувались.
3. Досліджено задачу вибору та оцінки джерел генерації електроенергії на
принципах багатофакторного процесу прийняття рішень на основі експертних
даних. Сформовано набір показників, які різнопланово характеризують структуру
генеруючих потужностей.
4. Розроблено процедуру оцінки факторів зовнішнього середовища
(економічна ситуація, державне регулювання, ризики, тощо), яка застосовується для
аналізу балансування структури генеруючих потужностей в рамках
задач квадратичної оптимізації при лінійних обмеженнях і їх якісної оцінки. Це
надало можливість розрахувати рівень ризиків, притаманних джерелам генерації
електроенергії. Поняття оптимальної структури електрогенеруючих потужностей
розвинуто для застосування в частині виокремлення сукупності основних
властивостей, що впливають на неї.
5. Проведено комплексне експериментальне дослідження та прогнозування
складу електрогенеруючих активів із застосуванням оптимізаційних особливостей
задач лінійного програмування. Це дозволить розширити напрямок розробки
механізмів реалізації цілей енергетичних стратегій та стратегічних планів розвитку
енергетичних технологій.
6. На основі досліджених математичних моделей та алгоритмів розроблено
архітектуру програмного забезпечення диверсифікації та оптимізації структури
генеруючих потужностей. Приведені обчислювальні експерименти з перших трьох
частин розробленої ІТ демонструють, що мінімізація коефіцієнту узгодженості між
результатами моделей, що досліджуються і показниками реальної практики
приводить до збільшення дохідності компаній.
116
7. Сформульовано результати застосування інформаційних технологій
диверсифікації та оптимізації генеруючих потужностей для різних країн.