Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні

The problem of grounding the optimal scenario of commissioning of new capacity of hydro generation at pumped storage power plants (PSPP) in Ukraine in accordance with its government program of hydropower development in the period up to 2026, which provides for the completion and commissioning of nex...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
1. Verfasser:	Stefanyshyn, Dmytro V.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainisch
Veröffentlicht:	The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2017
Schlagworte:	альтернатива гідроакумулююча гідроелектростанція оптимізація попарне порівняння прийняття рішень ризик невикористаних можливостей сукупний ризик сценарій
Online Zugang:	https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/96793
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	System research and information technologies
Завантажити файл:

Institution

System research and information technologies

_version_	1867334299840151552
author	Stefanyshyn, Dmytro V.
author_facet	Stefanyshyn, Dmytro V.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Dmytro V. Stefanyshyn", "institution": "Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України, Київ" } ]
author_sort	Stefanyshyn, Dmytro V.
baseUrl_str	http://journal.iasa.kpi.ua/oai
collection	OJS
datestamp_date	2018-04-04T16:37:16Z
description	The problem of grounding the optimal scenario of commissioning of new capacity of hydro generation at pumped storage power plants (PSPP) in Ukraine in accordance with its government program of hydropower development in the period up to 2026, which provides for the completion and commissioning of next power units at the Dniester and the Tashlyk PSPP and construction of the Kaniv PSPP, was examined. A solution to this problem was proposed based on pairwise comparison of alternatives by the criterion of the minimum total risk with taking into account the risk of unused opportunities, where as characteristics forming components of total risks of alternatives energy indicators and costs of commissioning of hydro aggregates were taken. The principal possibility of choosing the optimal scenario of commissioning of new power units on PSPP in Ukraine, which is burdened by lower total risk compared with other possible scenarios, was shown.
doi_str_mv	10.20535/SRIT.2308-8893.2017.4.01
first_indexed	2025-07-17T10:22:10Z
format	Article
fulltext	 Д.В. Стефанишин, 2017 Системні дослідження та інформаційні технології, 2017, № 4 7 TIДC ПРОГРЕСИВНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ, ВИСОКОПРОДУКТИВНІ КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИ УДК 519.8:502.3 DOI: 10.20535/SRIT.2308-8893.2017.4.01 УРАХУВАННЯ РИЗИКУ НЕВИКОРИСТАНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ПІД ЧАС ОБҐРУНТУВАННЯ ОПТИМАЛЬНОГО СЦЕНАРІЮ ВВЕДЕННЯ НОВИХ АГРЕГАТІВ НА ГІДРОАКУМУЛЮВАЛЬНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯХ В УКРАЇНІ Д.В. СТЕФАНИШИН Анотація. Розглянуто завдання обґрунтування оптимального сценарію вве- дення нових потужностей гідрогенерації на гідроакумулювальних електроста- нціях (ГАЕС) в Україні згідно з прийнятою урядом Програмою розвитку гід- роенергетики на період до 2026 р., у якій передбачено добудову і прийняття в експлуатацію чергових агрегатів на Дністровській і Ташлицькій ГАЕС, а та- кож будівництво Канівської ГАЕС. Запропоновано вирішення поставленого завдання на підставі попарного порівняння альтернатив за критерієм мініма- льного сукупного ризику з урахуванням ризику невикористаних можливостей, де як розрахункові характеристики, за якими формувалися складові сукупних ризиків альтернатив, приймалися енергетичні показники різних варіантів уве- дення агрегатів та їх вартість. Показано принципову можливість вибору опти- мального сценарію введення нових агрегатів на ГАЕС в Україні з меншим су- купним ризиком порівняно з іншими можливими сценаріями. Ключові слова: альтернатива, гідроакумулювальна гідроелектростанція, оп- тимізація, попарне порівняння, прийняття рішень, ризик невикористаних мож- ливостей, сукупний ризик, сценарій. ВСТУП На сучасному етапі розвитку електроенергетики гідроакумулювальні елект- ростанції (ГАЕС) розглядаються як найбільш ефективні джерела регулю- вання навантажень в об’єднаних енергетичних системах (ОЕС) в контексті забезпечення стійкості, живучості, надійності і безпеки ОЕС, особливо в країнах з великою часткою теплової і, зокрема, атомної енергетики [1–3], до яких належить і Україна [1]. На відміну, наприклад, від гідроелектростанцій (ГЕС) або високоманев- рених газотурбінних установок, ГАЕС поряд з регулюванням здатні забез- печувати ефективну акумуляцію надлишкової енергії (табл. 1) (частка ГАЕС становить понад 99% від ємності акумуляторів усіх типів [4]), здійснюючи таким чином подвійне регулювання потужності в ОЕС (табл. 2). Це стиму- Д.В. Стефанишин ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2017, № 4 8 лює будівництво ГАЕС у світі, у тому числі і в тих країнах, у яких значна увага приділяється пришвидшеному розвитку нетрадиційних (альтернатив- них) технологій вироблення електроенергії, зокрема і тих, що використову- ють інші відновлювані джерела енергії (вітрові, геотермальні, сонячні елек- тростанції тощо). Т а б л и ц я 1 . Коефіцієнт корисної дії (ККД) різних технологій акумуляції електроенергії [2] Технологія акумуляції електроенергії ККД, % Літій-іонні акумулятори 90…95 Свинцево-кислотні акумулятори 80…90 Гідроакумуляція (ГАЕС) 75…80 Ванадієві відновно-окиснювальні акумулятори  75 Нікель-кадмієві, нікелеві металогідридні акумулятори 70 Повітряно-компресорні акумулятори адіабатичної дії  70 Повітряно-компресорні акумулятори 42…54 Водневі акумулятори  40 Т а б л и ц я 2 . Порівняльна характеристика маневрених якостей основних типів електростанцій [1] Час набору повної потужності, хв Тип електростанцій Технічний мінімум навантаження, % (відношення мінімальної допустимої потужності до встановленої) Діапазон регулювання, % Після зупинки Із «гарячого» стану Атомні 85…90 10…15 390…660 60 Теплові (вугілля, мазут) 70…80 20…30 90…180 20…50 Газотурбінні 0 100 15…30 0,5 ГЕС 0 100 1…2 0,25…0,5 ГАЕС 0 200 1…2 0,25…0,5 На 2011 р. за даними праці [4] загальна потужність ГАЕС у світі досяг- ла 127 ГВт. Найбільша частка встановленої потужності ГАЕС — у країнах Європейського союзу (ЄС), яка на 2009 р. складала 38,3 ГВт (36,8% від сві- тової) при 140 ГВт загальної потужності від гідрогенерації і майже 5% від потужності всіх електростанцій ЄС [5]. У світі налічується понад 460 великих ГАЕС, 63 з яких мають установ- лену потужність у турбінному режимі 1000 МВт і більше, ще дев’ять — до- будовуються. В Україні натепер працює три ГАЕС: Київська (234,5 МВт у турбінному режимі і 120 МВт — у насосному) — перша в Україні і на те- риторії країн бувшого СРСР, яку введено в експлуатацію ще в 1972 р. [6]; експлуатуються три агрегати на Дністровській (загальною потужністю в тур- бінному режимі 972 МВт і насосному — 1263 МВт) і два агрегати на Таш- лицькій ГАЕС (302 МВт у турбінному режимі та 633 МВт — у насосному). Основними їх функціями є регулювання частоти і графіка навантажень в ОЕС країни, формування аварійного резерву електроенергії. У Програмі Урахування ризику невикористаних можливостей під час обґрунтування оптимального … Системні дослідження та інформаційні технології, 2017, № 4 9 розвитку гідроенергетики на період до 2026 р. [7], яку схвалено Кабінетом Міністрів України в липні 2016 р., розглядається добудова Дністровської ГАЕС з уведенням в експлуатацію ще чотирьох агрегатів, після чого вона має стати шостою за потужністю ГАЕС у світі (2268 МВт), добудова Таш- лицької ГАЕС з уведенням в експлуатацію чергових чотирьох агрегатів з доведенням її потужності в турбінному режимі до 906 МВт, а також будів- ництво Канівської ГАЕС з установленою потужністю в турбінному режимі 1000 МВт. ЗАГАЛЬНА ПОСТАНОВКА ЗАВДАННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ, ЙОГО ФОРМАЛІЗАЦІЯ ТА МЕТА РОБОТИ Будівництво та експлуатація гідроенергетичних об’єктів, як показує практи- ка, пов’язуються зі значним ризиком [8–11], детальний аналіз, адекватна кількісна оцінка і належне врахування якого під час прийняття рішень являє собою надзвичайно складну міждисциплінарну проблему [10, 12–16]. Усі можливі ризики будівництва і експлуатації ГЕО (ГЕС, ГАЕС) важ- ко передбачити й ідентифікувати, адже і характер, і масштаб більшості впливів навколишнього середовища на об’єкти і об’єктів на довкілля, якісні і кількісні ефекти і наслідки, які так чи інакше реалізуються в майбутньому, тією чи іншою мірою є невизначеними або стохастичними. Можна ствер- джувати, що остаточного вирішення завдання аналізу, оцінювання і враху- вання всіх ризиків для кожного такого об’єкта незалежно від місця його роз- ташування, складу гідроспоруд, їх параметрів, гідроенергетичних показників тощо досягнути неможливо, хоча б тому, що цілі різних приро- докористувачів, економічні і соціально-екологічні пріоритети суспільства, місцевих общин, а також техніко-економічні та екологічні критерії й обме- ження постійно змінюються в часі. Тому національні стратегії більшості країн світу щодо розвитку потен- ційно небезпечних технологій, до яких, безумовно, належить і гідроенерге- тика, в контексті забезпечення їх екологічної і техногенної безпеки, орієн- туються на концепцію прийнятних, а не «ненульових» ризиків [10, 16, 17]. При цьому принципова неможливість досягнення «нульового» ризику може зумовлюватися і тим, що відмова від потенційно небезпечної діяльності (на- приклад, від будівництва ГАЕС) теж може бути обтяжена ризиком — ризи- ком невикористаних (або ж утрачених) можливостей [18]. Іншою концепцією, на яку можна спиратися під час керування безпе- кою складних технічних систем і технологій з урахуванням ризику, є концеп- ція розумно досяжного низького рівня ризику (risk as low as reasonably practicable) [16, 17] або ж раціонального ризику. Згідно з цією концепцією під час прийняття рішень на кожному етапі життєвого циклу об’єкта або технології мають відшуковуватися альтернативи, обтяжені меншими ризи- ками. Такий підхід дозволяє одночасно реалізовувати три принципи, які сприяють раціоналізації потенційно небезпечної діяльності: доцільності, оптимізації й адаптивізації (адаптивності) [10, 16, 17]. Урахування ризику під час прийняття рішень спрощується у випадку попарного порівняння альтернатив. Такий підхід, зокрема з урахуванням Д.В. Стефанишин ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2017, № 4 10 ризику невикористаних можливостей, уже використовувався [18] для порів- няння варіантів розвитку гідроенергетики в Росії на перспективу до 2030 р. [18] та вибору оптимального варіанта подальшого розвитку Дніпровського каскаду ГЕС [19]. Загальну формалізацію завдання прийняття рішень з урахуванням ри- зику невикористаних можливостей на підставі попарного порівнян- ня альтернатив наведено у праці [20], де сукупний (повний) ризик кожної з допустимих альтернатив визначається у вигляді лінійної комбінації можли- вих затрат та інших негативних ефектів і результатів l , пов’язаних з відпо- відним рішенням, та очікуваних позитивних ефектів і результатів (вигод, надбань, переваг) g , що можуть бути отримані у випадку альтернативного рішення, а задача багатокритеріальної оптимізації на зліченній множині до- пустимих альтернатив }{ iaΑ , ni ,1 , при їх попарному порівнянні, зво- диться до такої задачі оптимізації: ),(min\|{ ,,opt,opt,opt,opt ijjiiii rrraad  A )},( ji aa , nji ,0,  , ji  , (1) де jir , , ijr , — повні ризики відповідно альтернативи ia порівняно з ja та ja порівняно з ia : iiji glr , , ijij glr , , де il , jl і ig , jg — значення відповідним чином нормованих згорток критеріїв, що мінімізуються та мак- симізуються, для альтернатив ia і ja відповідно, подані як власні ризики та ризики невикористаних можливостей альтернатив ia , ja відповідно. Мета роботи — презентація можливості раціонального обґрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на ГАЕС в Україні, обтя- женого меншим сукупним ризиком порівняно з іншими можливими сцена- ріями у випадку реалізації прийнятої Програми розвитку гідроенергетики на період до 2026 р., у якій передбачено добудову і введення в експлуатацію чергових агрегатів на Дністровській і Ташлицькій ГАЕС, а також будівництво Канівської ГАЕС. ОЦІНЮВАННЯ КОМПОНЕНТ СУКУПНОГО РИЗИКУ АЛЬТЕРНАТИВ Як розрахункові характеристики, з яких формувалися складові власно- го (системного) ризику l альтернатив, розглядалися: різниця між установ- леними потужностями в насосному pN і турбінному tN режимах tp NN  , МВт; різниця між споживанням електроенергії pE в насосному режимі та її виробітком tE в турбінному режимі tp EE  , млн кВтгод, затрати на будів- ництво (уведення гідроагрегатів) K , млрд грн. Як характеристики, з яких формувалися компоненти ризику невикористаних можливостей g , роз- глядалися: установлені потужності в турбінному режимі tN , МВт; сумарна регулювальна потужність pt NN  , МВт; виробіток електроенергії tE , млн. кВтгод. Для спрощення задачі розглянуті розрахункові характеристи- ки, з яких формувалися компоненти сукупного ризику для кожної альтерна- тиви, вважалися рівноцінними. Урахування ризику невикористаних можливостей під час обґрунтування оптимального … Системні дослідження та інформаційні технології, 2017, № 4 11 Оскільки вибрані нами характеристики мають різні одиниці вимірю- вання, то кількісне оцінювання відповідних компонент сукупного ризику виконувалося в бальних одиницях на основі логарифмічної шкали [20]. Бальна оцінка деякого значення ky відповідної характеристики буде такою: ,lg)( 0,kkkk yyyr  де k — модуль; 0,ky — нуль-пункт на інтегральній логарифмічній шкалі довжиною L , балів, для параметра ky : min,max, lglg kk k yy L   ; min,0, lg kkk yy  , де max,ky ; min,ky — максимальне і мінімальне значення ky . Якщо min,ky = 0, припускаємо: 00, ky ; max,lg k k y L  , )0(r = 0. Складові сукупного ризику (системного ризику l та ризику невикорис- таних можливостей g ) кожної i -ї альтернативи відносно j -ї подаємо сума- ми бальних оцінок відповідних характеристик:    1 , k iki ll ;    1 , k jkj gg . Після формування бальних оцінок складових сукупного ризику для ві- дібраних допустимих альтернатив упорядковуємо їх та визначаємо функції сукупного ризику у вигляді лінійних комбінацій jir , = il + jg ; ijr , = jl + ig . РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧІ З ВИБОРОМ ОПТИМАЛЬНОГО СЦЕНАРІЮ ВВЕДЕННЯ НОВИХ АГРЕГАТІВ НА ГАЕС На першому кроці досліджень нами розглядалася множина з таких 11 альтер- натив: 0a — відмова від уведення нових потужностей на ГАЕС; 1a — уве- дення в експлуатацію агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС; 2a — добудова Ташлицької ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегатів 3, 4, 5, 6; 3a — уведення в експлуатацію агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС та добудова Ташлицької ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегатів 3, 4, 5, 6; 4a — будівництво Канівської ГАЕС; 5a — добудова Дністровсь- кої ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегата 4 другої черги та агрегатів 5, 6, 7 третьої черги; 6a — уведення в експлуатацію агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС та будівництво Канівської ГАЕС; 7a — добудова Таш- лицької ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегатів 3, 4, 5, 6 та будівництво Канівської ГАЕС; 8a — добудова Ташлицької ГАЕС з уведенням в експлуа- тацію агрегатів 3, 4, 5, 6, уведення в експлуатацію агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС та будівництво Канівської ГАЕС; 9a — добудова Д.В. Стефанишин ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2017, № 4 12 Дністровської ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегата 4 другої черги, агрегатів 5, 6, 7 третьої черги та побудова Канівської ГАЕС; 10a — добудова Ташлицької ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегатів 3, 4, 5, 6, добудова Дністровської ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегата 4 другої черги, агрегатів 5, 6, 7 третьої черги та побудова Канівської ГАЕС. Нумерація альтернатив виконувалася за зростанням установленої потужності у турбінному режимі. Розрахункові характеристики порів- нюваних альтернатив наведено в табл. 3. Альтернативи з визначенням їх характеристик формували згідно з даними, наведеними в програ- мі [7]. Т а б л и ц я 3 . Розрахункові характеристики альтернатив ia , 10,0i Потужності, МВт Електроенергія, млн кВтгод ia tN pN tN + pN pN  tN tE pE pE  tE K , млрд грн * 0a 0 0 0 0 0 0 0 0 1a 324 421 745 97 388,5 515,5 127 2,796 2a 604 861 1465 257 582 785 203 14,9 3a 928 1282 2210 354 970,5 1300,5 330 17,696 4a 1000 1120 2120 120 1017 1153 136 11,98 5a 1296 1684 2980 388 1554 2062 508 11,196 6a 1324 1541 2865 217 1405,5 1668,5 263 14,776 7a 1604 1981 3585 377 1599 1938 339 26,88 8a 1928 2402 4330 474 1987,5 2453,5 466 29,676 9a 2296 2804 5100 508 2571 3215 644 23,176 10a 2900 3665 6565 765 3153 4000 847 38,076 * Вартість будівництва в цінах 2013 р. [7] Бальне оцінювання складових ризику альтернатив проводилося на інтег- ральній логарифмічній шкалі довжиною L = 10 балів. Результати бального оцінювання характеристик альтернатив зведено в табл. 4. Оптимальну альтернативу вибирали згідно з правилом (1) попарним порівнянням, починаючи з пари ),( 10 aa з відбором і збереженням на кож- ному кроці альтернативи, обтяженої меншим сукупним ризиком [20]. Результати попарного порівняння наведених альтернатив ia , 10,0i , показують, що відмова від уведення нових потужностей на ГАЕС ( 0a ) є найгіршою (найризикованішою) альтернативою і може надалі не розгляда- тися, а найкращою порівняно з будь-якою іншою альтернативою є альтерна- тива 1a — уведення в експлуатацію агрегата 4 другої черги на Дністровсь- кій ГАЕС. Урахування ризику невикористаних можливостей під час обґрунтування оптимального … Системні дослідження та інформаційні технології, 2017, № 4 13 Т а б л и ц я 4 . Результати бального оцінювання характеристик та складових сукупного ризику альтернатив ia , 10,0i Від’ємні характеристики Додатні характеристики ia tp NN  tp EE  K l tN pt NN  tE g 0a 0 0 0 0 0 0 0 0 1a 6,890 7,185 2,825 16,900 7,251 7,524 7,401 22,176 2a 8,357 7,881 7,422 23,660 8,032 8,294 7,903 24,228 3a 8,839 8,602 7,895 25,336 8,571 8,761 8,537 25,869 4a 7,210 7,287 6,823 21,320 8,665 8,714 8,595 25,974 5a 8,978 9,242 6,637 24,856 8,990 9,101 9,122 27,213 6a 8,102 8,265 7,399 23,767 9,017 9,057 8,997 27,070 7a 8,934 8,642 9,043 26,619 9,257 9,312 9,157 27,726 8a 9,279 9,114 9,315 27,708 9,488 9,526 9,427 28,442 9a 9,383 9,594 8,636 27,613 9,707 9,713 9,747 29,166 10a 10 10 10 30 10 10 10 30 Сукупні ризики jir , , ijr , заносилися в рядки таблиці рішень (рис. 1). ja ia 0a 1a 2a 3a 4a 5a 6a 7a 8a 9a 10a 0a – 22,18 24,28 25,87 25,97 27,21 27,07 27,73 28,44 29,17 30 1a 16,90 – 41,13 42,77 42,87 44,11 43,97 44,63 45,34 46,07 46,90 2a 23,66 45,84 – 49,53 49,64 50,87 50,73 51,37 52,10 52,83 53,66 3a 25,34 47,51 49,56 – 51,31 52,55 52,41 53,06 53,78 54,50 55,34 4a 21,32 43,5 45,55 47,19 – 48,53 48,39 49,05 49,76 50,49 51,32 5a 24,86 47,03 49,08 50,73 50,83 – 51,93 52,58 53,30 54,02 54,86 6a 23,77 45,94 47,00 49,64 49,74 50,98 – 51,49 52,21 52,93 53,77 7a 26,62 48,8 50,85 52,49 52,59 53,83 53,69 – 55,06 55,79 56,62 8a 27,71 49,89 51,94 53,58 53,68 54,92 54,78 55,43 – 56,87 57,71 9a 27,61 49,79 51,84 53,48 53,59 54,83 54,68 55,34 56,05 – 57,61 10a 30 52,18 54,23 55,87 55,97 57,21 57,07 57,73 58,44 59,17 – Рис. 1. Таблиця рішень для попарного порівняння альтернатив ia , 10,0i Для врахування можливості почергового введення нових агрегатів на Ташлицькій ГАЕС, зокрема і введення агрегата 4 другої черги на Дністров- Д.В. Стефанишин ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2017, № 4 14 ській ГАЕС, додатково порівнювали сім таких альтернатив: 1a — уведення агрегата 3 на Ташлицькій ГАЕС; 2a — уведення агрегата 3, 4 на Ташлиць- кій ГАЕС; 3a — уведення агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС; 4a — уведення агрегата 3, 4, 5 на Ташлицькій ГАЕС; 5a — уведення агре- гата 3 на Ташлицькій ГАЕС і агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС; 6a — уведення агрегата 3, 4 на Ташлицькій ГАЕС і агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС; 7a — уведення агрегатів 3, 4, 5 на Ташлиць- кій ГАЕС і агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС. Розрахункові характеристики відповідних альтернатив ia , 7,1i , на- ведено в табл. 5. Результати бального оцінювання їх характеристик зведено в табл. 6. Таблицю рішень для попарного порівняння альтернатив ia , 7,1i , показано на рис. 2. Підтверджено оптимальність попередньо відібраної аль- тернативи введення агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС. Т а б л и ц я 5 . Розрахункові характеристики альтернатив ia , 7,1i Потужності, МВт Електроенергія, млн кВтгод ia tN pN pt NN  tp NN  tE pE tp EE  K , млрд грн 1a 151 226,5 377,5 75,5 87,5 119 31,5 2,42 2a 302 453 755 151 175 238 63 5,6 3a 324 421 745 97 388,5 515,5 127 2,796 4a 453 679,5 1132,5 226,5 262,50 357,00 94,5 8,78 5a 475 647,5 1122,5 172,5 476,00 634,50 158,5 5,216 6a 626 874 1500 248 563,5 753,5 190 8,396 7a 777 1100,5 1877,5 323,5 651,00 872,50 221,5 11,576 Т а б л и ц я 6 . Результати бального оцінювання характеристик та складових су- купного ризику альтернатив ia , 7,1i Від’ємні характеристики Додатні характеристики ia tp NN  tp EE  K l tN pt NN  tE g 1a 0 0 0 0 0 0 0 0 2a 4,764 3,554 5,360 13,678 4,231 4,321 3,454 12,006 3a 1,722 7,148 0,923 9,793 4,660 4,238 7,428 16,326 4a 7,550 5,633 8,234 21,417 6,706 6,849 5,474 19,029 5a 5,679 8,284 4,907 18,869 6,996 6,793 8,440 22,229 6a 8,173 9,214 7,948 25,335 8,681 8,601 9,281 26,562 7a 10 10 10 30 10 10 10 30 Урахування ризику невикористаних можливостей під час обґрунтування оптимального … Системні дослідження та інформаційні технології, 2017, № 4 15 ja ia 1a 2a 3a 4a 5a 6a 7a 1a – 12,01 16,33 19,03 22,23 26,56 30,00 2a 13,68 – 30,00 32,71 35,91 40,24 43,68 3a 9,79 14,56 – 28,82 32,02 36,36 39,79 4a 21,42 33,42 37,74 – 43,65 47,98 51,42 5a 18,87 30,88 35,20 37,90 – 45,43 45,43 6a 25,33 37,34 41,66 44,36 47,56 – 55,33 7a 30,00 42,01 46,33 49,03 52,23 56,56 – Рис. 2. Таблиця рішень для попарного порівняння альтернатив ia , 7,1i На наступному кроці здійснювався вибір оптимальної альтернативи після введення в експлуатацію агрегата 4 другої черги на Дністровській ГАЕС. Сформовано нову групу із шести альтернатив, серед яких: 1a — до- будова Ташлицької ГАЕС з уведенням агрегатів 3, 4, 5, 6; 2a — добудова Дністровської ГАЕС з уведенням агрегатів 5, 6, 7 третьої черги; 3a — будів- ництво Канівської ГАЕС; 4a — добудова Ташлицької ГАЕС з уведенням агрегатів 3, 4, 5, 6 та будівництво Канівської ГАЕС; 5a — добудова Дніст- ровської ГАЕС з уведенням агрегатів 5, 6, 7 третьої черги та побудова Ка- нівської ГАЕС; 6a — добудова Ташлицької ГАЕС з уведенням агрегатів 3, 4, 5, 6, добудова Дністровської ГАЕС з уведенням в експлуатацію агрегатів 5, 6, 7 третьої черги та побудова Канівської ГАЕС. Розрахункові характери- стики альтернатив ia , 6,1i , та результати їх бального оцінювання зведено в табл. 7, 8. Таблицю рішень для їх попарного порівняння показано на рис. 3. Кращою альтернативою в цьому випадку виявилась альтернатива 3a — будівництво Канівської ГАЕС потужністю 1000 МВт. Додатково враховувалась можливість почергового введення нових аг- регатів на Ташлицькій ГАЕС при будівництві Канівської ГАЕС. Розглядали- ся сім відповідних альтернатив, як і в попередньому випадку введення агре- гата 4 на Дністровській ГАЕС. Підтверджено оптимальність альтернативи будівництва Канівської ГАЕС після уведення агрегата 4 на Дністровській ГАЕС. Т а б л и ц я 7 . Розрахункові характеристики альтернатив ia , 6,1i Потужності, МВт Електроенергія, млн кВтгод ia tN pN pt NN  tp NN  tE pE tp EE  K , млрд грн 1a 604 861 1465 257 582 785 203 14,9 2a 972 1263 2235 291 1165,5 1546,5 381 8,4 3a 1000 1120 2120 120 1017 1153 136 11,98 4a 1604 1981 3585 377 1599 1938 339 26,88 5a 1972 2383 4355 411 2182,5 2699,5 517 20,38 6a 2576 3244 5820 668 2764,5 3484,5 720 35,28 Д.В. Стефанишин ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2017, № 4 16 Т а б л и ц я 8 . Результати бального оцінювання характеристик та складових су- купного ризику альтернатив ia , 6,1i Від’ємні характеристики Додатні характеристики ia tp NN  tp EE  K l tN pt NN  tE g 1a 4,436 2,403 3,994 10,833 0 0 0 0 2a 5,160 6,181 0,000 11,341 3,280 3,062 4,457 10,799 3a 0,000 0,000 2,474 2,474 3,476 2,679 3,582 9,737 4a 6,668 5,480 8,105 20,253 6,734 6,487 6,486 19,708 5a 7,171 8,013 6,176 21,360 8,158 7,898 8,483 24,539 6a 10 10 10 30 10 10 10 30 ja ia 1a 2a 3a 4a 5a 6a 1a – 21,632 20,5704 30,5407 35,3718 40,8332 2a 11,341 – 21,0782 31,0485 35,8795 41,3409 3a 2,47377 13,273 – 22,1813 27,0124 32,4738 4a 20,2534 31,0525 29,9906 – 44,792 50,2534 5a 21,3597 32,1588 31,0969 41,0672 – 51,3597 6a 30 40,7991 39,7373 49,7075 54,5386 – Рис. 3. Таблиця рішень для попарного порівняння альтернатив ia , 6,1i На заключному кроці досліджень вибиралася оптимальна альтернатива після уведення агрегата 4 на Дністровській ГАЕС та побудови Канівської ГАЕС. Порівнювалися альтернативи: 1a — уведення агрегата 3 на Ташли- цькій ГАЕС; 2a — уведення агрегатів 3, 4 на Ташлицькій ГАЕС; 3a — уве- дення агрегатів 3, 4, 5 на Ташлицькій ГАЕС; 4a — добудова Ташлицької ГАЕС з уведенням агрегатів 3, 4, 5, 6; 5a — добудова Дністровської ГАЕС з уведенням агрегатів 5, 6, 7 третьої черги; 6a — добудова Дністровської ГАЕС з уведенням агрегатів 5, 6, 7 третьої черги і уведенням агрегата 3 на Ташлицькій ГАЕС; 7a — добудова Дністровської ГАЕС з уведенням агре- гатів 5, 6, 7 третьої черги і введенням агрегатів 3, 4 на Ташлицькій ГАЕС; 8a — добудова Дністровської ГАЕС з уведенням агрегатів 5, 6, 7 третьої черги і введенням агрегатів 3, 4, 5 на Ташлицькій ГАЕС; 9a — добудова Дністровської ГАЕС та добудова Ташлицької ГАЕС. Розрахункові харак- теристики альтернатив та результати їх бального оцінювання зведено в табл. 9, 10. Таблицю рішень для попарного порівняння альтернатив ia , 9,1i , показано на рис. 4. Урахування ризику невикористаних можливостей під час обґрунтування оптимального … Системні дослідження та інформаційні технології, 2017, № 4 17 Т а б л и ц я 9 . Розрахункові характеристики альтернатив ia , 9,1i Потужності, МВт Електроенергія, млн кВтгод ia tN pN pt NN  tp NN  tE pE tp EE  K , млрд грн 1a 151 226,5 377,5 75,5 87,5 119 31,5 2,42 2a 302 453 755 151 175 238 63 5,6 3a 453 679,5 1132,5 226,5 262,50 357,00 94,50 8,78 4a 604 861 1465 257 582 785 203 14,9 5a 972 1263 2235 291 1165,5 1546,5 381 8,4 6a 1123 1489,5 2612,5 366,5 1253,00 1665,50 412,50 10,82 7a 1274 1716 2990 442 1340,5 1784,5 444 14 8a 1425 1942,5 3367,5 517,5 1428,00 1903,50 475,50 17,18 9a 1576 2124 3700 548 1747,5 2331,5 584 23,3 Т а б л и ц я 1 0 . Результати бального оцінювання характеристик та складо- вих сукупного ризику альтернатив ia , 9,1i Від’ємні характеристики Додатні характеристики ia tp NN  tp EE  K l tN pt NN  tE g 1a 0 0 0 0 0 0 0 0 2a 3,497 2,374 3,705 9,576 2,955 3,037 2,315 8,307 3a 5,543 3,762 5,690 14,995 4,684 4,813 3,669 13,166 4a 6,180 6,381 8,026 20,587 5,911 5,941 6,328 18,180 5a 6,807 8,537 5,495 20,839 7,939 7,792 8,647 24,378 6a 7,970 8,809 6,613 23,393 8,555 8,475 8,889 25,919 7a 8,915 9,061 7,751 25,728 9,093 9,067 9,115 27,274 8a 9,711 9,296 8,655 27,662 9,571 9,587 9,326 28,484 9a 10 10 10 30 10 10 10 30 ja ia 1a 2a 3a 4a 5a 6a 7a 8a 9a 1a – 8,31 13,17 18,18 24,38 25,92 27,27 28,48 30,00 2a 9,58 – 22,74 27,76 33,95 35,49 36,85 38,06 39,58 3a 15,00 23,30 – 33,18 39,37 40,91 42,27 43,48 45,00 4a 20,59 28,89 33,75 – 44,96 46,51 47,86 49,07 50,59 5a 20,84 29,15 34,01 39,02 – 46,76 48,11 49,32 50,84 6a 23,39 31,70 36,56 41,57 47,77 – 50,67 51,88 53,39 7a 25,73 34,03 38,89 43,91 50,11 51,65 – 54,21 55,73 8a 27,66 35,97 40,83 45,84 52,04 53,58 54,94 – 57,66 9a 30,00 38,31 43,17 48,18 54,38 55,92 57,27 58,48 – Рис. 4. Таблиця рішень для попарного порівняння альтернатив ia , 9,1i Д.В. Стефанишин ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2017, № 4 18 Кращою альтернативою на цьому кроці виявилася 5a — добудова Дні- стровської ГАЕС з уведенням агрегатів 5, 6, 7 третьої черги. ВИСНОВКИ Одним з підходів до обґрунтування програм і планів розвитку енергетики може бути врахування ризику під час прийняття рішень. При цьому під час обґрунтування доцільності введення нових потужностей гідрогенерації на ГАЕС з урахуванням ризику мають братися до уваги і ризики невикориста- них можливостей. У результаті проведених досліджень установлено, що найбільш доціль- ним сценарієм уведення нових потужностей гідрогенерації на ГАЕС в Укра- їні для реалізації Програми розвитку гідроенергетики на період до 2026 р., який дозволяє мінімізувати сукупний ризик включно з ризиком невикорис- таних можливостей, є сценарій, за яким на першому етапі рекомендується зосередити зусилля на введенні агрегата 4 на Дністровській ГАЕС, на дру- гому — на будівництві Канівської ГАЕС, на третьому — на добудові Дніст- ровської ГАЕС з уведенням агрегатів 5, 6, 7 третьої черги. Після цього може розглядатися можливість добудови Ташлицької ГАЕС з почерговим введен- ням агрегатів 3, 4, 5, 6. ЛІТЕРАТУРА 1. Розвиток теплоенергетики та гідроенергетики / Є.Т. Базеєв, Б.Д. Білека, Є.П. Васильєв та ін.; наук. ред. В.М. Клименко, Ю.О. Ландау, І.Я. Сігал. 2013. – 399 с. — Режим доступу: http://energetika. in.ua/ua/books/book-3/part- 2/section-2/2-8) 2. Vennerman P. Pumped storage plants – Status and perspectives / P. Vennerman, K.H. Gruber, J.U. Haaheim and al. // VGB Power Tech. — 2011. — N. 4. — P. 32–38. 3. Родионов В.Г. Оптимизация структуры генерирующих мощностей. Аккумуля- торы – накопители энергии // Энергетика: проблемы настоящего и возмож- ности будущего. — М.: ЭНАС, 2010. — С. 68–69. 4. Electric Energy Storage Technology Options: A White Paper Primer on Applications, Costs, and Benefits / Rastler et al. EPRI, Palo Alto, CA, 2010. — Available at: http://www.epri.com/abstracts/Pages/ProductAbstract.aspx Produc- tId=000000000001020676 5. International Energy Statistics. — Available at: http://www.eia.gov. 6. Поташник С.И. Каскад Среднеднепровских ГЭС: Опыт освоения и эксплуатации / С.И. Поташник. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 144 с. 7. Програма розвитку гідроенергетики на період до 2026 року. Схвалено розпо- рядженням Кабінету Міністрів України від 13 липня 2016 р. № 552-р. — Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/ laws/show/552-2016-%D1%80#n7 8. Ivashintsov D.A. Ecological and sociodemographic consequences of hydrotechnical construction (Problems of safety and risk) / D.A. Ivashintsov, D.V. Stefanishin, A. B. Veksler // Power Technology and Engineering. — 1993. — Vol. 27, Issue 12. — P. 685–691. 9. Environmental experience gained from reservoirs in operation. Trans. of the 18-th Int. Cong. on Large Dams. — Vol 2. — Q.69. Durban-South Africa, 1994. — 780 p. Урахування ризику невикористаних можливостей під час обґрунтування оптимального … Системні дослідження та інформаційні технології, 2017, № 4 19 10. Векслер А.Б. Надежность, социальная и экологическая безопасность гидротех- нических объектов: оценка риска и принятие решений / А.Б. Векслер, Д.А. Ивашинцов, Д.В. Стефанишин. — СПб.: ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 2002. — 591 с. 11. Гидроэнергетика и окружающая среда / Под общ. ред. Ю. Ландау и Л.А. Сиренко. — К.: Либра, 2004. — 484 с. 12. The use of risk analysis to support dam safety decisions and management. Trans. of the 20-th Int. Congress on Large Dams. — Vol. 1. — Q. 76. — Beijing-China, 2000. — 896 р. 13. Risk Assessment in Dam Safety Management. A reconnaissance of benefits, methods and current applications. ICOLD Bulletin 130. — Paris, 2005. — 276 р. 14. Качинський А.Б. Безпека, загрози і ризик: наукові концепції та математичні методи: моногр. / А.Б. Качинський; Ін-т проблем нац. безпеки Нац. акад. служби безпеки України. — К.: [б. н.], 2004. — 470 с. 15. Панкратова Н.Д. Оцінювання багатофакторних ризиків в умовах концептуальної невизначеності / Н.Д. Панкратова, Н.І. Недашківська // Кибернетика и системный анализ. — 2009. — № 2. — С. 72–82. 16. Стефанишин Д.В. Методологічні підходи до оцінки та врахування ризику в задачах забезпечення надійності і безпеки гребель / Д.В. Стефанишин, О.М. Трофимчук // Концепція захисту критичної інфраструктури: Стан, проблеми та перспективи її впровадження в Україні: зб. матеріалів міжнар. наук.-практ. конф. (7–8 листоп. 2013 р., Київ–Вишгород) Національний інститут стратегічних досліджень. Сер. «Національна безпека». — Вип. 5. — К., 2014. — С. 88–98. 17. Маршалл В. Основные опасности химических производств / В. Маршалл. — М.: Мир, 1989. — 671 с. 18. Стефанишин Д.В. Вибрані задачі оцінки ризику та прийняття рішень за умов стохастичної невизначеності / Д.В. Стефанишин. — К.: Азимут-Україна, 2009. — 104 с. 19. Стефанишин Д.В. Про перспективи гідроенергетики в Україні та вибір варіанту розвитку Дніпровського каскаду з врахуванням ризику / Д.В. Стефанишин // Гідроенергетика України. — 2010. — № 3. — С. 5–11. 20. Стефанишина-Гаврилюк Ю.Д. Прийняття рішень у природокористуванні з урахуванням ризику невикористаних можливостей на підставі попарного порівняння альтернатив / Ю.Д. Стефанишина-Гаврилюк, Д.В. Стефанишин // Системні дослідження та інформаційні технології. — 2016. — № 3. — С. 51–62. Надійшла 07.04.2017
id	journaliasakpiua-article-96793
institution	System research and information technologies
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2025-07-17T10:22:10Z
publishDate	2017
publisher	The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
record_format	ojs
resource_txt_mv	journaliasakpiua/90/a5a064350657045aa8bf9f560daea390.pdf
spelling	journaliasakpiua-article-967932018-04-04T16:37:16Z Considering the risk of unused opportunities when grounding the optimal scenario of commissioning of new units at pumped storage power plants in Ukraine Учет риска неиспользованных возможностей при обосновании оптимального сценария ввода новых агрегатов на гидроаккумулирующих электростанциях в Украине Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні Stefanyshyn, Dmytro V. alternative pumped storage power plant optimization pairwise comparison decision-making risk of unused opportunities total risk scenario альтернатива гидроаккумулирующая электростанция оптимизация попарное сравнение принятие решений риск неиспользованных возможностей совокупный риск сценарий альтернатива гідроакумулююча гідроелектростанція оптимізація попарне порівняння прийняття рішень ризик невикористаних можливостей сукупний ризик сценарій The problem of grounding the optimal scenario of commissioning of new capacity of hydro generation at pumped storage power plants (PSPP) in Ukraine in accordance with its government program of hydropower development in the period up to 2026, which provides for the completion and commissioning of next power units at the Dniester and the Tashlyk PSPP and construction of the Kaniv PSPP, was examined. A solution to this problem was proposed based on pairwise comparison of alternatives by the criterion of the minimum total risk with taking into account the risk of unused opportunities, where as characteristics forming components of total risks of alternatives energy indicators and costs of commissioning of hydro aggregates were taken. The principal possibility of choosing the optimal scenario of commissioning of new power units on PSPP in Ukraine, which is burdened by lower total risk compared with other possible scenarios, was shown. Рассмотрено задачу обоснования оптимального сценария ввода новых мощностей гидрогенерации на гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) в Украине в соответствие с принятой правительством Программой развития гидроэнергетики на период до 2026 г., в которой предусмотрено достройку и принятие в эксплуатацию очередных агрегатов на Днестровской и Ташлыкской ГАЭС, а также строительство Каневской ГАЭС. Предложено решение поставленной задачи на основе попарного сравнения альтернатив по критерию минимального совокупного риска с учетом риска неиспользованных возможностей, где в качестве расчетных характеристик, на основе которых формировались составляющие совокупных рисков альтернатив, принимались энергетические показатели различных вариантов ввода агрегатов и их стоимость. Показано принципиальную возможность выбора оптимального сценария ввода новых агрегатов на ГАЭС в Украине с меньшим совокупным риском в сравнении с другими возможными сценариями. Розглянуто завдання обґрунтування оптимального сценарію введення нових потужностей гідрогенерації на гідроакумулювальних електростанціях (ГАЕС) в Україні згідно з прийнятою урядом Програмою розвитку гідроенергетики на період до 2026 р., у якій передбачено добудову і прийняття в експлуатацію чергових агрегатів на Дністровській і Ташлицькій ГАЕС, а також будівництво Канівської ГАЕС. Запропоновано вирішення поставленого завдання на підставі попарного порівняння альтернатив за критерієм мінімального сукупного ризику з урахуванням ризику невикористаних можливостей, де як розрахункові характеристики, за якими формувалися складові сукупних ризиків альтернатив, приймалися енергетичні показники різних варіантів уведення агрегатів та їх вартість. Показано принципову можливість вибору оптимального сценарію введення нових агрегатів на ГАЕС в Україні з меншим сукупним ризиком порівняно з іншими можливими сценаріями. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2017-12-15 Article Article application/pdf https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/96793 10.20535/SRIT.2308-8893.2017.4.01 System research and information technologies; No. 4 (2017); 7-19 Системные исследования и информационные технологии; № 4 (2017); 7-19 Системні дослідження та інформаційні технології; № 4 (2017); 7-19 2308-8893 1681-6048 uk https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/96793/114242 Copyright (c) 2021 System research and information technologies
spellingShingle	альтернатива гідроакумулююча гідроелектростанція оптимізація попарне порівняння прийняття рішень ризик невикористаних можливостей сукупний ризик сценарій Stefanyshyn, Dmytro V. Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні
title	Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні
title_alt	Considering the risk of unused opportunities when grounding the optimal scenario of commissioning of new units at pumped storage power plants in Ukraine Учет риска неиспользованных возможностей при обосновании оптимального сценария ввода новых агрегатов на гидроаккумулирующих электростанциях в Украине
title_full	Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні
title_fullStr	Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні
title_full_unstemmed	Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні
title_short	Урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в Україні
title_sort	урахування ризику невикористаних можливостей під час обгрунтування оптимального сценарію введення нових агрегатів на гідроакумулювальних электростанціях в україні
topic	альтернатива гідроакумулююча гідроелектростанція оптимізація попарне порівняння прийняття рішень ризик невикористаних можливостей сукупний ризик сценарій
topic_facet	alternative pumped storage power plant optimization pairwise comparison decision-making risk of unused opportunities total risk scenario альтернатива гидроаккумулирующая электростанция оптимизация попарное сравнение принятие решений риск неиспользованных возможностей совокупный риск сценарий альтернатива гідроакумулююча гідроелектростанція оптимізація попарне порівняння прийняття рішень ризик невикористаних можливостей сукупний ризик сценарій
url	https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/96793
work_keys_str_mv	AT stefanyshyndmytrov consideringtheriskofunusedopportunitieswhengroundingtheoptimalscenarioofcommissioningofnewunitsatpumpedstoragepowerplantsinukraine AT stefanyshyndmytrov učetriskaneispolʹzovannyhvozmožnostejpriobosnovaniioptimalʹnogoscenariâvvodanovyhagregatovnagidroakkumuliruûŝihélektrostanciâhvukraine AT stefanyshyndmytrov urahuvannârizikunevikoristanihmožlivostejpídčasobgruntuvannâoptimalʹnogoscenaríûvvedennânovihagregatívnagídroakumulûvalʹnihélektrostancíâhvukraíní

Institution

Ähnliche Einträge