Гнатюк В.И. Закон оптимального построения техноценозов, 2005 – главная страница

Адрес монографии в сети – http://gnatukvi.ru/ind.html

 

 

 

 

5.3. Реализация динамической модели электропотребления

 

5.3.1. Оценка потенциала энергосбережения техноценоза

 

 

Подготовка данных. Интерполяция норм электропотребления. Модельная реализация стохастических значений электропотребления. Порядок реализации программы.

 

 

Оценка эффективности разработанной методологии осложняется необходимостью осуществления практической внедренческой работы, растягивающейся на несколько лет. А ответ, как правило, необходимо иметь еще до принятия решения о внедрении методологии. Для решения этой задачи используется программа, позволяющая моделировать процесс реализации методики на глубину 5 – 7 лет и более. Программа реализована применительно к примеру, использовавшемуся в параграфах 5.1 и 5.2.

 

 

Подготовка данных

 

Задаем начало отсчета и считываем исходные данные: R – вектор рангов объектов техноценоза; W – матрица упорядоченных реальных данных по электропотреблению за рассматриваемый период (6 лет), кВт·ч; n – количество объектов; Rang – матрица рангов, соответствующих величине электропотребления каждого объекта за временной интервал.

 

 

 

Интерполяция норм электропотребления

 

Первоначально с использованием модифицированных программ прогнозирования, интервального оценивания и нормирования (п. 5.2) осуществляется кластерный анализ и интерполяция норм электропотребления объектов техноценоза на моделируемый единичный временной интервал (как правило, год) [15,20].

 

 

 

 

 

В основу расчетов здесь положен алгоритм имитационного моделирования с динамическими обратными связями [11,12,40]. В качестве стандартных процедур, отражающих процесс электропотребления объектов техноценоза, используются модифицированные методики прогнозирования, интервального оценивания и нормирования (п. 4.1, 4.2).

Реализация конкретных значений электропотребления объектов в процессе моделирования осуществляется с использованием преобразующих функций, основанных на законах распределения Гауссовом и Вейбулла – Гнеденко [1,65]. Возможен вариант моделирования с использованием только нормального распределения (п. 4.2). Собственно оценка эффективности и потенциала энергосбережения техноценоза выполняется по критериальным выражениям и системе ограничений, основанным на законе оптимального построения техноценозов (п. 3.3, 4.3) [12,20].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модельная реализация стохастических

значений электропотребления

 

Ввиду недостаточной исследованности ряда динамических параметров, описывающих процесс электропотребления техноценоза, в данной программе приняты два допущения [16]:

1. При отсутствии в системе управления техноценоза стимулирующих воздействий, направленных на энергосбережение, в качестве математического ожидания и стандарта принимаются соответствующие параметры нормы, вычисленной для кластера. В противном случае математическое ожидание уменьшается в k1 раз, а стандарт – в k2 раза.

2. Все полученные результаты электропотребления, превышающие норму, заменяются ее максимальным значением для данного объекта. В случае же если электропотребление объекта при моделировании окажется меньше нижней границы нормы, то в качестве электропотребления объекта принимается минимальное значение нормы.

 

 

 

 

 

Далее запишем полученные данные в файлы и визуализируем с помощью графиков результаты расчетов (рис. 5.38). В файл «C:\mathcad_dat\Dinam_1.xls» записываются моделируемые результаты электропотребления объектов техноценоза в будущем году при отсутствии мероприятий по энергосбережению, а в файл «C:\mathcad_dat\Dinam_2.xls» – моделируемые результаты электропотребления объектов техноценоза в будущем году в условиях проведения мероприятий по энергосбережению.

 

 

 

 

Рис. 5.38.

Сравнение электропотребления техноценоза

к исходу цикла моделирования для двух вариантов:

абсцисса – ранг объекта;

ордината – электропотребление, кВт·ч;

темная гистограмма – электропотребление объектов

при отсутствии мероприятий по энергосбережению;

светлая гистограмма на фоне темной –

электропотребление объектов в условиях

проведения мероприятий по энергосбережению

 

 

Приведенная выше программа позволяет моделировать процесс электропотребления объектов техноценоза на один временной интервал (как правило, год) вперед. После этого полученные результаты, ранее в теле программы записанные в файлы «Dinam_1.xls» и «Dinam_2.xls», должны в интерактивном режиме вне программы добавляться к исходной базе данных. При этом в отдельных файлах с одним и тем же именем «data.xls», но размещенных в разных папках, параллельно формируются две базы данных: одна с электропотреблением объектов при отсутствии мероприятий по энергосбережению, а вторая – с электропотреблением в условиях проведения мероприятий по энергосбережению. Далее отдельно для каждой из имеющихся электронных баз данных должны быть реализованы все расчетные программы статической модели, включая настоящую.

После получения новых результатов моделирования (на второй год) и добавления к базам данных расчеты повторяются в цикличном режиме. Количество прогонов модели соответствует требуемым глубине и точности прогноза. Очевидно, что в процессе моделирования имеет смысл содержать обе базы данных отдельно от рабочих файлов, размещенных в основной директории «C:\mathcad_dat». После каждого прогона модели и интерактивной модификации баз данных эти файлы, замещая предыдущие, должны экспортироваться в данную директорию как исходные для последующих расчетов. Операция может осуществляться вручную оператором либо автоматически в рамках программной оболочки более высокого уровня. Естественно, при этом должен быть сохранен исходный файл, содержащий данные по реальному электропотреблению объектов техноценоза за предыдущие годы функционирования.

Вычисления осуществляются в соответствии с алгоритмом, подробно описанным в предыдущей главе. В качестве ТЦ-критерия эффективности электропотребления техноценоза на ключевых этапах алгоритма используется целевой функционал, основанный на соотношении аддитивных интегральных показателей качества и затрат, а также системе ТЦ-ограничений, являющихся прямым следствием закона оптимального построения техноценозов. Все необходимые расчетные выражения обоснованы и приведены выше в главах 3 и 4.

 

 

 

 

Рейтинг@Mail.ru

При использовании материалов ссылки обязательны

Все права защищены © Гнатюк В.И., 2005

E-mail: mail@gnatukvi.ru