METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP
This article develops a quantitative methodology for evaluating and integrating a dynamic resilience criterion of local energy systems with Combined Heat and Power (CHP). Traditional optimization models, focused mainly on cost minimization under deterministic conditions, fail to reflect the stochast...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/942 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1860507085490356224 |
|---|---|
| author | Khodakivskyi, Vitalii |
| author_facet | Khodakivskyi, Vitalii |
| author_sort | Khodakivskyi, Vitalii |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-17T08:59:31Z |
| description | This article develops a quantitative methodology for evaluating and integrating a dynamic resilience criterion of local energy systems with Combined Heat and Power (CHP). Traditional optimization models, focused mainly on cost minimization under deterministic conditions, fail to reflect the stochastic and adaptive nature of resilience during crises such as warfare or infrastructure disruption. The proposed method introduces a multi-stage adaptive algorithm that calculates an effective resilience factor for each generation unit and integrates it directly into the objective function. The model employs non-linear and stochastic functions to simulate real-world effects-such as saturation, thresholds, and sudden shocks stemming from both technical failures and direct physical damages (e.g., from military strikes on CHP utilities or upstream infrastructure), and establishes an economic feedback loop linking technical resilience with operational efficiency. It also accounts for the influence of external support from international organizations and location-based security factors, such as CHP placement within Eco-Industrial Parks (EIPs). By formalizing resilience as a dynamic, state-dependent parameter, this approach enables proactive planning and resource allocation to prevent system collapse rather than merely respond to it. The methodology offers policymakers and system operators a decision-support tool for prioritizing modernization investments that balance cost efficiency and resilience under high uncertainty. The study concludes that embedding resilience metrics into optimization models significantly enhances the sustainability and security of Ukraine’s energy infrastructure during reconstruction and future crisis scenarios, and these models can be replicated to other countries. |
| doi_str_mv | 10.15407/srenergy2026.01.107 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:03:42Z |
| format | Article |
| id | systemreorg-article-942 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-24T02:03:42Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | systemreorg-article-9422026-03-17T08:59:31Z METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP Метод оцінювання критерію резильєнтності під час оптимізації локальної енергетичної системи з ТЕЦ Khodakivskyi, Vitalii resilience, local energy system, combined heat and power (CHP), stochastic modeling, district heating (DH), eco-industrial parks, energy security. енергетична система, когенерація, ТЕЦ, стохастичне моделювання, централізоване теплопостачання (ЦТ), екоіндустріальні парки, енергетична безпека. This article develops a quantitative methodology for evaluating and integrating a dynamic resilience criterion of local energy systems with Combined Heat and Power (CHP). Traditional optimization models, focused mainly on cost minimization under deterministic conditions, fail to reflect the stochastic and adaptive nature of resilience during crises such as warfare or infrastructure disruption. The proposed method introduces a multi-stage adaptive algorithm that calculates an effective resilience factor for each generation unit and integrates it directly into the objective function. The model employs non-linear and stochastic functions to simulate real-world effects-such as saturation, thresholds, and sudden shocks stemming from both technical failures and direct physical damages (e.g., from military strikes on CHP utilities or upstream infrastructure), and establishes an economic feedback loop linking technical resilience with operational efficiency. It also accounts for the influence of external support from international organizations and location-based security factors, such as CHP placement within Eco-Industrial Parks (EIPs). By formalizing resilience as a dynamic, state-dependent parameter, this approach enables proactive planning and resource allocation to prevent system collapse rather than merely respond to it. The methodology offers policymakers and system operators a decision-support tool for prioritizing modernization investments that balance cost efficiency and resilience under high uncertainty. The study concludes that embedding resilience metrics into optimization models significantly enhances the sustainability and security of Ukraine’s energy infrastructure during reconstruction and future crisis scenarios, and these models can be replicated to other countries. У статті запропоновано кількісну методологію для оцінки та інтеграції критерію динамічної стійкості, гнучкості та відновлення (резильєнтності) локальної (розподіленої) енергетичної системи з комбінованим виробництвом тепла та електроенергії (ТЕЦ). Традиційні моделі оптимізації, зосереджені переважно на мінімізації витрат за детермінованих умов, не відображають стохастичний та адаптивний характер резильєнтності під час криз, таких як воєнні дії або порушення роботи інфраструктури. Запропонований метод передбачає багатоступеневий адаптивний алгоритм, який обчислює ефективний коефіцієнт резильєнтності для кожної генераційної одиниці та інтегрує його безпосередньо в цільову функцію. Модель використовує нелінійні та стохастичні функції для моделювання реальних ефектів, таких як насичення, порогові значення, а також раптові потрясіння, спричинені як технічними збоями, так і прямими фізичними пошкодженнями, і встановлює економічний зворотний зв'язок, що пов'язує технічну резильєнтність з операційною ефективністю. Вона також враховує вплив зовнішньої підтримки з боку міжнародних організацій та факторів безпеки, пов'язаних із місцем розташування, таких як розміщення ТЕЦ в екоіндустріальних парках (ЕІП). Формалізуючи резильєнтність як динамічний параметр, що залежить від стану, цей підхід дозволяє здійснювати проактивне планування та розподіл ресурсів для запобігання колапсу системи, а не просто реагувати на нього. Методологія пропонує політикам та операторам систем інструмент підтримки прийняття рішень для визначення пріоритетності інвестицій у модернізацію, що забезпечують баланс між економічною ефективністю, стійкістю та відновленням в умовах високої невизначеності. У дослідженні зроблено висновок, що включення показників резильєнтності до моделей оптимізації підвищує надійність енергетичної інфраструктури України під час реконструкції та в майбутніх кризових сценаріях; цю модель можна відтворити в інших країнах. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2026-03-03 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/942 10.15407/srenergy2026.01.107 System Research in Energy; No. 1 (85) (2026): System Research in Energy; 107-116 Системні дослідження в енергетиці; № 1 (85) (2026): Системні дослідження в енергетиці; 107-116 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/942/835 |
| spellingShingle | resilience local energy system combined heat and power (CHP) stochastic modeling district heating (DH) eco-industrial parks energy security. Khodakivskyi, Vitalii METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP |
| title | METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP |
| title_alt | Метод оцінювання критерію резильєнтності під час оптимізації локальної енергетичної системи з ТЕЦ |
| title_full | METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP |
| title_fullStr | METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP |
| title_full_unstemmed | METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP |
| title_short | METHOD FOR EVALUATING THE RESILIENCE CRITERION DURING ITS OPTIMIZATION IN A LOCAL ENERGY SYSTEM WITH CHP |
| title_sort | method for evaluating the resilience criterion during its optimization in a local energy system with chp |
| topic | resilience local energy system combined heat and power (CHP) stochastic modeling district heating (DH) eco-industrial parks energy security. |
| topic_facet | resilience local energy system combined heat and power (CHP) stochastic modeling district heating (DH) eco-industrial parks energy security. енергетична система когенерація ТЕЦ стохастичне моделювання централізоване теплопостачання (ЦТ) екоіндустріальні парки енергетична безпека. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/942 |
| work_keys_str_mv | AT khodakivskyivitalii methodforevaluatingtheresiliencecriterionduringitsoptimizationinalocalenergysystemwithchp AT khodakivskyivitalii metodocínûvannâkriteríûrezilʹêntnostípídčasoptimízacíílokalʹnoíenergetičnoísistemiztec |