Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel

The account for the energy safety factors in the models of state’s economy supply with fuel should be done at the stage of the modeling of flows and the volume redistribution between exporters. The total amount of imports should be limited with regard to that of domestic productions.The proposed met...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автори:	Stohniy O.V., Kaplin M.I., Bilan T.R.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2012
Теми:	fuel supply energy safety factors model of production type production activity.
Онлайн доступ:	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/472
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	System Research in Energy
Завантажити файл:

Репозитарії

System Research in Energy

_version_	1871103861427535872
author	Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R.
author_facet	Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "Stohniy O.V.", "institution": null }, { "author": "Kaplin M.I.", "institution": null }, { "author": "Bilan T.R.", "institution": null } ]
author_sort	Stohniy O.V.
baseUrl_str	https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2026-07-18T12:57:40Z
description	The account for the energy safety factors in the models of state’s economy supply with fuel should be done at the stage of the modeling of flows and the volume redistribution between exporters. The total amount of imports should be limited with regard to that of domestic productions.The proposed methods of accounting for the requirements of energy safety are based on the concept of energy safety factors, together with their threshold values and are represented in the form of linear constraints of the linear programming problem.Linear constraints formed by the energy safety factors are expressed in terms of the variable volumes of products in the model of country’s supply with fuel, which is a model of the production type and is based on the concept of Kantorovich’s production activity.Applied to the abstract network of fuel supply with the use of the network analogies to generalize the ways of structuring the production activity, this model contains all the necessary structural tools to consider the energy safety indicators, which are determined by the functioning of a fuel supply system.
first_indexed	2026-03-24T02:01:53Z
format	Article
fulltext	38 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) УДК 004.942:622.68 О.В. СТОГНІЙ, канд. техн. наук, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН, Інститут загальної енергетики НАН України, м. Київ МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ВРАХУВАННЯ ФАКТОРІВ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ БЕЗПЕКИ В ЕКОНОМІКО-МАТЕМАТИЧНІЙ МОДЕЛІ ПАЛИВОЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КРАЇНИ Врахування вимог енергетичної безпеки здійснюється в моделі паливозабезпечення країни вже на етапі моделювання потоків та балансів палив. Обґрунтовано необхідність перерозподілу обсягів між країнами-експортерами та обмеження загальної величини імпорту відносно власного видобутку. Запропоновані методи врахування вимог енерге- тичної безпеки ґрунтуються на представленні факторів енергетичної безпеки у вигляді обмежень задачі лінійного програмування. Обмеження, утворені факторами енергетич- ної безпеки, виражено через змінні обсяги продуктів моделі виробничого типу, побудо- ваної на основі поняття технологічного способу Канторовича. Ключові слова: паливозабезпечення, фактори енергетичної безпеки, модель вироб- ничого типу, технологічний спосіб. МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБ’ЄКТІВ І СИСТЕМ Формування цілісної та замкненої системи показників (індикаторів) енергетичної безпеки має здійснюватися на основі виконання попе- реднього аналізу процесів, що відбуваються у сфері виробництва, постачання, розподілу та споживання енергоресурсів у країні, а також реальних та потенційних загроз енергетичній безпеці. Ці загрози мають розглядатися у кон- тексті зниження рівня захищеності життєво важливих інтересів населення, підприємств, муніципальних утворень і регіонів країни в цілому на поточний момент і у прогнозованій перспективі. Такі індикатори можуть мати як кількісні, так і якісні характеристики з визна- ченням для кожного показника межових інтер- валів зміни, в рамках яких вважається, що загрози енергетичній безпеці немає. Сьогодні для оцінки стану енергетичної без- пеки держави використовується «Методика розрахунку рівня економічної безпеки України», затверджена наказом Мінекономіки від 02.03.2007 р. № 60 [1]. Перелік наведених у ній показників енергетичної безпеки не повною мірою характеризує процеси, що відбу- ваються у сфері виробництва, постачання, роз- поділу та споживання енергоресурсів у країні (зокрема, не враховує монополізації ринку енергетичних ресурсів, змін у формах власності підприємств ПЕК, можливостей взаємозамі- щення паливно-енергетичних ресурсів тощо). Методикою також не передбачається оцінка зазначених процесів на рівні окремих галузей та регіонів України, а також можливості порів- няння стану тенденцій, які відбуваються у сфері енергетичної безпеки України, з іншими країнами. Останній момент має особливе зна- чення з огляду на те, що стан енергетичної без- пеки здійснює винятковий вплив на конкурен- тоспроможність національної економіки та привабливість країни для іноземних інвесторів. Виходячи з цього необхідно переглянути існуючі індикатори енергетичної безпеки та сформувати новий їх перелік, який дозволив би більш повно характеризувати процеси, що від- буваються у вказаній сфері на національному, регіональному та галузевому рівнях і впли- вають на життя та добробут кожного громадя- нина України (соціальний та екологічний аспекти). Перелік індикаторів енергетичної безпеки доцільно поділити за функціональни- ми ознаками на економічні, технічні, соціаль- ні, екологічні, а їх аналіз проводити не тільки© О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН, 2012 39 Методи та засоби врахування факторів енергетичної безпеки в економіко-математичній моделі паливозабезпечення країни на рівні країни, а й на рівні регіонів та окремих галузей ПЕК. Зазначене групування може вия- витися умовним, проте воно дозволяє конкре- тизувати джерела необхідної інформації. Граничні або порогові значення індикаторів мають визначатися з урахуванням поточної ситуації та прогнозних очікувань, враховуючи реальний стан національної економіки та мож- ливий вплив зовнішніх чинників. До складу індикаторів енергетичної безпеки, які визначаються станом системи паливозабез- печення, з наданого в [2] загального їх переліку, можуть бути вибрані такі: 1) енергоємність виробленої продукції, у кг у.п./грн – розраховується на галузевому та регіональному рівнях; 2) частка власних джерел у балансі паливно- енергетичних ресурсів (%) – розраховується на загальнодержавному та регіональному рівнях (місцеві енергоресурси); 3) частка імпорту палива з однієї країни (компанії) в загальному його обсязі (%) – роз- раховується на загальнодержавному рівні; 4) частка домінуючого енергоресурсу у виробництві теплової і електричної енергії (%) – розраховується на державному і регіонально- му рівнях; 5) частка домінуючого постачальника енер- горесурсів у споживанні валових паливно- енергетичних ресурсів (%) – розраховується на загальнодержавному, регіональному та галузе- вому рівнях; 6) частка ТЕС, спроможних працювати на двох і більше взаємозамінних видах палива (%) – розраховується на загальнодержавному, регіональному та галузевому рівнях; 7) зношеність основних виробничих фондів підприємств ПЕК (%) – розраховується на загальнодержавному, регіональному та галузе- вому рівнях; 8) частка коштів загального доходу підпри- ємств ПЕК, що виділяються на їх модернізацію та технологічне оновлення основних фондів – розраховується на загальнодержавному та галу- зевому рівнях; 9) забезпеченість резервними обсягами та ємностями для зберігання запасів паливно- енергетичних ресурсів (нафта, нафтопродукти, у тому числі мазут, газ, вугілля тощо), у добах – розраховується на загальнодержавному, регіо- нальному та галузевому рівнях; 10) співвідношення використання підзем- них сховищ газу для задоволення внутрішніх та експортних потреб, % – розраховується на загальнодержавному рівні; 11) рівень завантаженості транзитних потужностей (нафто-, газо- та енерготранс- портних систем), % – розраховується на загаль- нодержавному та галузевому рівнях; 12) рівень завантаженості основних вироб- ничих потужностей підприємств ПЕК, % – розраховується на загальнодержавному та галу- зевому рівнях; 13) частка експорту продукції, віднесеної до категорії критичного імпорту, від загальних обсягів її виробництва на підприємствах ПЕК, % – розраховується на загальнодержавному та галузевому рівнях; 14) співвідношення сумарної встановленої потужності електростанцій із максимальним фактичним навантаженням в енергосистемі (резервування), % – розраховується на загаль- нодержавному рівні; 15) коефіцієнт корисної дії енергогенерую- чих потужностей, % – розраховується на загальнодержавному та галузевому рівнях; 16) непродуктивні втрати при перетворенні, розподіленні та передачі енергії (окремо для всіх видів енергії), % – розраховується на загальнодержавному, регіональному та галузе- вому рівнях; 17) співвідношення інвестицій у підприєм- ства ПЕК із вартістю їх основних виробничих фондів, %; 18) частка підприємств ПЕК у формуванні загальних обсягів викидів парникових газів, % – розраховується з розбивкою по нормативних та понаднормативних обсягах на загальнодер- жавному, регіональному та галузевому рівнях. Вказаний перелік може доповнюватися іншими показниками, що визначаються галу- зевими особливостями споживання окремих видів палива. Оцінка рівня енергетичної безпеки за допо- могою різноманітних систем факторів енерге- тичної безпеки здійснюється, як правило, за відомими або наперед обчисленими парамет- рами стану енергетичного сектору держави. Таке застосування цих факторів дозволяє роби- ти вибір оптимальних режимів функціонуван- ня енергетики, отримувати інформацію щодо можливості кризових станів у галузі, аварій ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) 40 О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН тощо. Подібне оцінювання розглядає множину параметрів стану енергетики як наперед відому вхідну інформацію, на основі якої виконуються оцінки. Разом з тим для вироблення напрямків зміц- нення енергетичної безпеки такої складної взаємозв’язаної системи, як енергетика, апо- стеріорне оцінювання не дає можливості вказа- ти дійсно оптимальні шляхи підвищення рівня енергетичної захищеності економіки країни. Складність внутрішніх зв’язків у середині галу- зей енергетичного сектору породжує необхід- ність врахування безпекових факторів ще на етапі визначення оптимальних режимів функ- ціонування його підсистем і всієї енергетики в цілому. Навіть локальні внутрішньогалузеві обмеження, які накладаються вимогами енер- гетичної безпеки, на параметри стану енерго- системи можуть викликати істотні наслідки у всіх інших її підгалузях. Особливо виразно такий вплив відчувається в системі забезпечен- ня економіки паливними ресурсами. У цій стратегічній для кожної держави галузі постають питання джерел, напрямків поста- чання палив, їх задовільної якості для потреб споживачів, відповідності асортименту видів палива особливостям структури споживання. Вирішення цих питань має чітко виражену часову залежність, яка зумовлюється швидки- ми змінами світових ринків енергоносіїв, еко- логічними чинниками, вимогами підтримання в державі основних засад сталого розвитку. Тому врахування необхідного рівня енерге- тичної безпеки має здійснюватись апріорі, без- посередньо під час вирішення задач оптиміза- ції режимів функціонування, планування пер- спективних напрямків розвитку енергетичного сектору, кардинальних змін у структурі палив- ного балансу, викликаних природними, еколо- гічними, геополітичними чинниками. Деякі підходи до вирішення задачі врахуван- ня факторів енергетичної безпеки в оптиміза- ційних балансових моделях паливозабезпечен- ня є предметом дослідження цієї роботи. Ці підходи засновані на постулюванні наявності базової системи обмежень на змінні потоки паливних продуктів деякої оптимізаційної моделі, а також множини факторів енергетич- ної безпеки, які підлягають врахуванню. В свою чергу, фактори енергетичної безпеки являють собою функції від характеристик стану системи паливозабезпечення. Ці характеристи- ки в загальному випадку не співпадають з пото- ковими змінними моделі. Тому метою даного дослідження є розробка внутрішньо-притаман- них оптимізаційній моделі засобів додавання змінних характеристик факторів енергетичної безпеки до базової системи обмежень оптимі- заційної задачі. Ця задача розв’язується нижче за допомогою розробленої авторами системи мережних аналогій оптимізаційних моделей виробничого типу. До складу цієї системи вхо- дять математичні моделі вузла та лінії абстракт- ної мережі постачання паливних продуктів, що описуються в термінах потокових змінних. Нижче наводяться способи зв’язування цих змінних з характеристиками факторів безпеки в додаткових обмеженнях оптимізаційної зада- чі. Вказані обмеження розглядаються у кон- тексті згаданих мережних аналогій як додатко- ві елементи абстрактної мережі. Доведено, що залишаючись у межах цих аналогій можна повністю сформулювати обмеження енерге- тичної безпеки, що породжуються її обсягови- ми факторами. Врахування факторів енергетичної безпеки в економіко-математичній моделі паливозабез- печення. Дослідження впливу факторів енерге- тичної безпеки на структуру паливозабезпечен- ня галузей національної економіки передбачає таку модифікацію економіко-математичної моделі паливозабезпечення, щоб розв’язки від- повідної задачі оптимізації структури паливо- забезпечення за видами палива автоматично задовольняли умови постачання паливних ресурсів, які задаються допустимими значен- нями показників (індикаторів) енергетичної безпеки. Визначення показника енергетичної безпеки в загальному вигляді можна подати формулою де βk – змінна величина k-го показника енер- гетичної безпеки, яка, наприклад, у нормалізо- ваному виразі, знаходиться в інтервалі [0, 1] і характеризує один із аспектів безпеки поста- чання енергоносіїв; – змінні параметри функціону- вання системи паливозабезпечення, що впли- вають на рівень безпеки постачання паливних ресурсів і від яких безпосередньо залежить k-й показник енергетичної безпеки згідно з його специфічним визначенням; ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) (1) 41 Методи та засоби врахування факторів енергетичної безпеки в економіко-математичній моделі паливозабезпечення країни – специфічна для кожно- го показника функція параметрів системи паливозабезпечення, що визначає k-й показ- ник енергетичної безпеки і залежить від пара- метрів. З іншого боку, економіко-математична модель системи паливозабезпечення, що подається у вигляді абстрактної мережі паливо- забезпечення, і розв’язок якої дає оптимальну структуру обсягів постачання енергоносіїв та відповідну цим обсягам систему цін, записується у вигляді де Yi,∑ – сумарний вхідний потік – надходжен- ня модельного паливного продукту, надалі про- дукту, у вузол i; Ykr,вх – вхідний потік продукту ребра r, потік продукту в ребрі r є вихідним для вузла k; Yir,вих – вихідний потік продукту ребра r, в свою чергу, потік продукту в ребрі r є вхідним для вузла i; Yi,вироб – власний виробіток продукту у вузлі i; Yi,спожив – споживання продукту у вузлі i; – технологічні коефіцієнти техспособів вузла і ребра моделі виробничого типу мережі, відпо- відно. Рівняння (2), (3) описують баланси потоків вузла i, а (4) – баланс ребра r мережної системи у форматі запису моделі виробничого типу. Рівняння (5), що утворюють додаткову підси- стему цієї моделі, являють собою фізично та/або технологічно зумовлені зв’язки на змін- ні Y, записані у формі співвідношень з нульовою правою частиною і позначаються в загальному вигляді Θl, l = 1, NДП де NДП – роз- мірність додаткової підсистеми. Визначення показника енергетичної безпе- ки (1) породжує рівняння для допустимої обла- сті в множині параметрів функціонування системи паливозабезпечення, від яких безпосе- редньо залежить цей показник: Тут βk – гранично-допустиме, порогове, напе- ред задане значення показника енергетичної безпеки, при перевищенні якого функціону- вання системи паливозабезпечення розгляда- ється як таке, що містить загрозу енергетичної безпеки за показником k. У свою чергу, параметри системи паливоза- безпечення xi, що входять до (7), як правило, можна виразити через змінні-продукти моделі паливозабезпечення Yk: , (8) де Nпеб – кількість параметрів функціонування системи паливозабезпечення, від яких залежить вся множина показників енергетичної безпеки; – специфічна залежність параметра xi показника енергетичної безпеки від змінних обсягів продуктів моделі паливозабезпечення. Дописування співвідношень (7) та (8) до додаткової підсистеми моделі виробничого типу (5) забезпечує врахування показників енергетичної безпеки в модельних розрахунках оптимальної структури паливозабезпечення. Пояснимо викладене вище на прикладі показника енергетичної безпеки «частка імпорту з одного джерела». Нехай в деякій системі показників він має індекс k. Цей показ- ник виражається максимальним значенням відношення обсягу імпортування продукту з джерела i до сукупного обсягу імпорту, тобто у даному випадку: . (9) Граничне значення даного показника у відсотковому виразі за даними міжнародних експертів не повинно перевищувати 30%, тобто βk = 0,3. ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 42 О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) Врахування (9) в моделі (2)–(6) вимагає розрахувати значення джерел імпорту через обсяги потоків продуктів моделі Yi і обмежити їх значення величиною βk. У формулі (9) згідно з позначеннями (1) x1 = Qi; x = Qімп,∑, тобто змінний параметр функціону- вання системи паливозабезпечення х1 співпа- дає з обсягом імпортування продукту із джере- ла імпорту i, як змінною продукту моделі. Очевидно, що цей параметр обов’язково є змінною величиною оптимізаційної задачі (2) – (6) і входить до одного з її балансових рів- нянь. Якщо розглядати імпорт як альтернатив- ний варіант виробітку, то цим рівнянням буде одне з рівнянь (2). Тобто для змінної х1, від якої залежить значення показника «частка імпорту з одного джерела», x1 = Ym = Qi і тут ми вважає- мо, що в загальній системі балансових рівнянь моделі індекс продукту імпорт з джерела і є m. Параметр х2 є сумою обсягів імпортування зі всіх джерел імпорту і не обов’язково є змінною- продуктом моделі, наприклад, достатньо дета- лізованої із диференційованим врахуванням джерел імпорту. У цьому випадку він має бути виражений через ці змінні. Якщо вважати, що всі обсяги імпорту із окремих джерел є продук- тами, тобто для кожного i знайдеться таке s, що Qi = Ys, то де Nді – число джерел імпорту моделі. Це співвідношення є формулою зв’язку (8) між параметрами показників енергетичної без- пеки та змінними-продуктами моделі, записа- ною для показника «частка імпорту з одного джерела», причому в даному випадку Остаточно, для врахування показника енер- гетичної безпеки, що розглядається в моделі паливозабезпечення, її додаткова підсистема (5) має бути доповнена рівняннями де es – вирівнювальні змінні з нульовим коефі- цієнтом у цільовій функції, які дають можли- вість показнику безпеки набувати значень в допустимому інтервалі [0, βk] (в даному випад- ку [0, 0,3]) залежно від інших умов, та коефі- цієнтів цільової функції моделі. Опишемо далі необхідне для врахування зга- даних показників енергетичної безпеки розши- рення моделі в термінах її конструктивних еле- ментів. До переліку продуктів моделі додається два продукти – основний продукт «сумарний обсяг імпортованого вугілля», а також допо- міжний фіктивний, що містить частки підсумо- вуваних обсягів від окремих джерел імпорту. Виробіток продукту «сумарний обсяг імпорто- ваного вугілля» здійснюється групою техноло- гічних способів, в кожному з яких споживаєть- ся весь обсяг вугілля, імпортованого з окремо- го джерела, і виробляється відповідна цьому обсягу частка сумарного обсягу вугілля. Кількість таких техспособів дорівнює кількості джерел імпорту і кожен з них виробляє один і той самий фіктивний модельний продукт, який можна назвати «проміжний продукт підсумову- вання», або «продукт перетворення окремого продукту в сумарний». Розрахунок сумарного обсягу імпорту здійснюється у ще одному, наступному техспособі, де всі частки «проміж- ного продукту підсумовування», що відпові- дають окремим джерелам, споживаються, а основний продукт моделі – «сумарний обсяг імпортованого вугілля» – виробляється. Така група (Nді + 1) технологічних способів назива- ється підсумовувальною конструкцією. У дано- му випадку, можна говорити, що продуктом всієї підсумовувальної конструкції є «сумарний обсяг імпортованого вугілля», як похідна від первинних продуктів моделі величина, яка і є необхідним параметром показника енергетич- ної безпеки. В табл. 1, в якій подано модельні конструкції, що забезпечують врахування показника енергетичної безпеки «частка імпор- ту з одного джерела», підсумовувальна кон- струкція утворюється рядками 1–6 зображеного в таблиці фрагмента набору даних моделі. Рядки 6–11 вміщують так звану розподільну конструкцію, яка здійснює розподілення сумарного обсягу імпортованого вугілля між чотирма змінними обсягами продуктів, які далі, наприклад, можуть споживатися в правій для всіх 43ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) Методи та засоби врахування факторів енергетичної безпеки в економіко-математичній моделі паливозабезпечення країни Таблиця 1 – Модельні конструкції для врахування показника енергетичної безпеки «частка імпорту з одного джерела» частині системи рівнянь балансу, в обсягах ν1 – ν4, стовпчик ПЧ у табл. 1. Якщо модель не перед- бачає безпосереднього споживання продуктів розподільної конструкції в заданих обсягах (ν1 – ν4), то існує можливість узгоджено пере- розподілити ці обсяги, або пов’язати їх з величинами обсягів інших продуктів. Ця мож- ливість забезпечується допоміжною підсисте- мою рівнянь моделі виробничого типу, приклад якої дається рядками 12–15 та 16–19 набору даних, наведеного в табл. 1. В силу рівнянь ряд- ків 12–15 встановлюється рівність обсягів про- дуктів розподільної конструкції відповідним обсягам підсумовувальної конструкції, викори- станої для розрахунку в межах моделі, або, іншими словами, утворення нового модельно- го продукту – «сумарного обсягу імпортовано- го вугілля», як необхідного для подальшого використання в моделі параметра показника енергетичної безпеки. Умова рівності обсягів розподільної конструкції обсягам підсумову- вальної може накладатися з міркувань подаль- шого диференційованого використання в моделі продуктів імпорту з окремих джерел із збереженням первинних обсягів їх надходжен- ня. Особливого значення ця умова набуває тоді, коли йдеться про так звані виділені лан- цюги постачання палива, що можуть мати місце в замкнених вертикально інтегрованих економічних структурах, переважно приват- них, але обсяги паливозабезпечення яких з необхідністю мають бути враховані в показни- 44 ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) О.В. СТОГНІЙ, М.І. КАПЛІН, Т.Р. БІЛАН ках загальнодержавного значення, таких як показники енергетичної безпеки. Рівняння рядків 16–19 пов’язують сумарний обсяг імпорту із обсягами імпорту з окремого джере- ла і забезпечують порогове значення показника енергетичної безпеки «частка імпорту з одного джерела» на рівні 30%. Коефіцієнти +1 у стовп- чиках 12–15 цих рядків є коефіцієнтами при ослаблювальних змінних, які перетворюють вихідні умови у вигляді нерівностей в рівняння. Коли значення ослаблювальної змінної в дея- кому оптимальному розв’язку моделі стає рів- ним нулеві, згаданий показник енергетичної безпеки досягає свого порогового рівня за обсягом імпорту з відповідного джерела. Таким чином, послідовне застосування підсумову- вальної і розподільної конструкцій моделі виробничого типу, разом із зв’язуванням необхідних змінних допоміжною системою рів- нянь пропорціонування, дає можливість виключно модельними засобами сформувати показники енергетичної безпеки в межах моде- лі виробничого типу, а також забезпечити зна- ходження їх значень у попередньо заданих допустимих інтервалах. Зупинимося тепер на засобах автоматизації врахування показників енергетичної безпеки в наборах даних моделі паливозабезпечення країни. Як вже наголошувалося вище, в основі структури цієї моделі лежить поняття техноло- гічного способу Канторовича, що забезпечує можливість безпосереднього розрахунку цін на продукти за відомого опти- мального розв’язку системи рівнянь балансу. Разом з тим специфічною властиві- стю даної моделі є побудова техспособів Канторовича для деякої абстрактної мережі, умови матеріально- го балансу якої співпадають з умовами балансу продук- тів реальної системи пали- возабезпечення. Основи цього підходу до моделю- вання системи постачання паливних ресурсів викладе- но в роботі [3], модель з ана- логічною організацією структури для власне мережних систем наведена в роботі [4], а систему рівнянь (2)–(5) якраз і записано для мережі, що опосередковує систе- му паливозабезпечення в економіко-матема- тичній моделі виробничого типу, що будується на понятті технологічного способу. Важливою для подальшого перевагою мереж- ної аналогії в моделюванні є регулярна структура мережі, яку, як правило, описують в термінах теорії графів. Саме наявність регулярної структу- ри дозволяє автоматизувати процес побудови технологічної матриці моделі виробничого типу за допомогою алгоритмів, розроблених в [4]. Ці алгоритми використовують запропоновані в [5] математичні моделі елементів графа мережі – ребра і лінії, для побудови техспособів Канторовича вказаних елементарних складових графа мережі. Утворена за допомогою цих алго- ритмів технологічна матриця автоматично містить структурно вірні баланси відповідних продуктів у кожному рівнянні системи обме- жень, а структура стовпчиків відповідає визна- ченню техспособу за Канторовичем. Розглянемо тепер послідовність врахування показника енергетичної безпеки в термінах мережної абстракції системи паливозабезпе- чення. На рис. 1 обсяги імпортованого вугілля з окремих джерел зображено вузлами 1–4. Згадана вище підсумовувальна конструкція, необхідна для розрахунку, або введення в модель, продукту «сумарний обсяг імпортованого вугіл- ля» утворюється додаванням до графа абстракт- ної мережі нового вузла, позначеного на рис. 1 Рис. 1. Підсумовувальна та розподільна конструкції, модельні засоби зв’язування/пропорціонування змінних у термінах модельних абстракцій вузла і лінії мережного подання моделі паливозабезпечення виробничого типу 45ISSN 1562-8965. Проблеми загальної енергетики, 2012, вип. 4 (31) Методи та засоби врахування факторів енергетичної безпеки в економіко-математичній моделі паливозабезпечення країни через X∑, та чотирьох ребер, які забезпечують надходження в цей вузол потоків обсягів вугілля з вузлів окремих джерел. Власне процедура під- сумовування обсягів, як така, виконується в межах математичної моделі вузла, детально опи- саної в [5], і відображена в рівняннях вузла (2) і (3). Розподільна конструкція використовує спільно математичні моделі вузла і лінії [5]. Далі, для забезпечення рівності підсумову- ваних обсягів, розподілюваним в моделі, вико- ристано додаткові рівняння зв’язування обся- гів. Ці рівняння належать до допоміжної під- системи рівнянь моделі виробничого типу, а в мережному поданні цієї моделі вони означають рівність вхідних і вихідних потоків продукту у відповідних лініях мережі. На рис. 1 умови рів- ності цих потоків позначені пунктирними кри- вими І. Умова неперевищення порогового зна- чення показника енергетичної безпеки, що роз- глядається, виконується в моделі шляхом зв’язу- вання утвореного сумарного обсягу імпортова- ного вугілля з обсягами імпорту з окремих дже- рел у пропорції менше 0,3. В мережному подан- ні моделі ця умова виражається для обсягів імпорту з кожного джерела рівнянням небалан- су порогової частки обсягу продукту у вузлі під- сумовування і відповідного вихідного потоку. Небаланс враховується ослаблювальними змін- ними. Це зв’язування сумарного потоку вузла і окремих вихідних потоків ліній позначено пунк- тирними кривими ІІ на рис. 1. Розроблена авторами методика врахування фізично/технологічно зумовлених зв’язків між змінними обсягами в допоміжній системі рів- нянь економіко-математичної моделі вироб- ничого типу детально описана в роботі [6]. ВИСНОВКИ 1. Запропоновані методи врахування вимог енергетичної безпеки ґрунтуються на представ- ленні факторів енергетичної безпеки разом з їх пороговими значеннями у вигляді лінійних обмежень задачі лінійного програмування. 2. Лінійні обмеження, утворені факторами енергетичної безпеки, виражаються через змін- ні обсяги продуктів моделі паливозабезпечення країни, що є моделлю виробничого типу, побу- дованою на основі поняття технологічного спо- собу Канторовича. 3. Модель містить всі необхідні конструк- тивні засоби врахування показників енергетич- ної безпеки, які визначаються функціонуван- ням системи паливозабезпечення, що дозволяє її застосування до абстрактної мережі паливо- забезпечення з використанням мережних ана- логій для узагальнення способів структуруван- ня технологічних способів. 1. «Методика розрахунку рівня економіч- ної безпеки України», затверджена наказом Мінекономіки від 02.03.2007 р. № 60 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://me.kmu.gov.ua/control/uk/publish/arti- cle?art_id=97980&cat_id=38738 – Назва з екрана. 2. Земляний М.Г. До оцінки рівня енерге- тичної безпеки. Концептуальні підходи [Електронний ресурс]. – Режим доступу: www.db.niss.gov.ua/docs/energy/EnSecZeml.p df. – Назва з екрана. 3. Стогній О.В. Структурні особливості балансово-оптимізаційної моделі паливоза- безпечення країни / О. В. Стогній, М. І. Каплін // Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. – 2011. – Спец. вип. Ч. 1. – С. 138–145. 4. Новосельцев О.В. Балансово-оптиміза- ційна модель взаємозв’язаних систем транс- портування і розподілу паливно-енергетич- них ресурсів в контексті загальноенергетич- них балансів країни / О. В. Новосельцев, М. І. Каплін // Проблеми загальної енергетики. – 2009. – №20. – С. 62–68. 5. Костюк В.О. Структурна будова та роз- рахункові основи економіко-математичної моделі двомережної системи транспорту- вання й розподілу енергетичних продуктів підприємства водопостачання і водовідве- дення / В. О. Костюк, М. І. Каплін, В. Г. Загурський, В. П. Сидоренко // Проблеми загальної енергетики. – 2010. – Вип. 1(21). – С. 54–58. 6. Каплін М.І. Врахування балансово- енергетичних закономірностей в техніко- економічній моделі складнозамкненої гід- равлічної мережі системи водопостачання / М. І. Каплін, В. О. Костюк, В. П. Сидоренко // Проблеми загальної енергетики. – 2011. – Вип. 3(26). – С. 32–38. Надійшла до редколегії 8.11.2012
id	systemreorg-article-472
institution	System Research in Energy
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-07-19T01:14:55Z
publishDate	2012
publisher	General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	systemreorg/dd/7740ce9dfb56bc853eeeaab9caf6fbdd.pdf
spelling	systemreorg-article-4722026-07-18T12:57:40Z Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel Методи та засоби врахування факторів енергетичної безпеки в економіко-математичній моделі паливозабезпечення країни Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R. fuel supply, energy safety factors, model of production type, production activity. паливозабезпечення, фактори енергетичної безпеки, модель виробничого типу, технологічний спосіб. The account for the energy safety factors in the models of state’s economy supply with fuel should be done at the stage of the modeling of flows and the volume redistribution between exporters. The total amount of imports should be limited with regard to that of domestic productions.The proposed methods of accounting for the requirements of energy safety are based on the concept of energy safety factors, together with their threshold values and are represented in the form of linear constraints of the linear programming problem.Linear constraints formed by the energy safety factors are expressed in terms of the variable volumes of products in the model of country’s supply with fuel, which is a model of the production type and is based on the concept of Kantorovich’s production activity.Applied to the abstract network of fuel supply with the use of the network analogies to generalize the ways of structuring the production activity, this model contains all the necessary structural tools to consider the energy safety indicators, which are determined by the functioning of a fuel supply system. Врахування вимог енергетичної безпеки в моделях паливозабезпечення економіки держави має здійснюватись вже на етапі моделювання потоків та балансів палив. Це випливає з необхідності перерозподілення обсягів між країнами-експортерами або обмеження загальної величини імпорту при одночасному зростанні власного видобутку.Запропоновані методи врахування вимог енергетичної безпеки базуються на представленні факторів енергетичної безпеки разом з їх пороговими значеннями у вигляді лінійних обмежень задачі лінійного програмування.Лінійні обмеження, утворені факторами енергетичної безпеки, виражаються через змінні обсяги продуктів моделі паливозабезпечення країни, що є моделлю виробничого типу, побудованою на основі поняття технологічного способу Канторовича.В застосуванні до абстрактної мережі паливозабезпечення з використанням мережних аналогій для узагальнення способів структурування технологічних способів, ця модель містить всі необхідні конструктивні засоби врахування показників енергетичної безпеки, які визначаються функціонуванням системи паливозабезпечення. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2012-12-07 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/472 System Research in Energy; No. 4 (31) (2012): The Problems of General Energy; 38-45 Системні дослідження в енергетиці; № 4 (31) (2012): Проблеми загальної енергетики; 38-45 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/472/407 Copyright (c) 2012 Stohniy O.V., Kaplin M.I., Bilan T.R. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle	fuel supply energy safety factors model of production type production activity. Stohniy O.V. Kaplin M.I. Bilan T.R. Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel
title	Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel
title_alt	Методи та засоби врахування факторів енергетичної безпеки в економіко-математичній моделі паливозабезпечення країни
title_full	Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel
title_fullStr	Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel
title_full_unstemmed	Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel
title_short	Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel
title_sort	methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel
topic	fuel supply energy safety factors model of production type production activity.
topic_facet	fuel supply energy safety factors model of production type production activity. паливозабезпечення фактори енергетичної безпеки модель виробничого типу технологічний спосіб.
url	https://systemre.org/index.php/journal/article/view/472
work_keys_str_mv	AT stohniyov methodsandmeansoftheaccountforthefactorsofenergysafetyinaneconomicomathematicalmodelofcountryssupplywithfuel AT kaplinmi methodsandmeansoftheaccountforthefactorsofenergysafetyinaneconomicomathematicalmodelofcountryssupplywithfuel AT bilantr methodsandmeansoftheaccountforthefactorsofenergysafetyinaneconomicomathematicalmodelofcountryssupplywithfuel AT stohniyov metoditazasobivrahuvannâfaktorívenergetičnoíbezpekivekonomíkomatematičníjmodelípalivozabezpečennâkraíni AT kaplinmi metoditazasobivrahuvannâfaktorívenergetičnoíbezpekivekonomíkomatematičníjmodelípalivozabezpečennâkraíni AT bilantr metoditazasobivrahuvannâfaktorívenergetičnoíbezpekivekonomíkomatematičníjmodelípalivozabezpečennâkraíni

Methods and means of the account for the factors of energy safety in an economico-mathematical model of country’s supply with fuel

Репозитарії

Схожі ресурси