Материал: Використання методів ранжування для вирішення задач енергетичного бенчмаркінгу в системах теплопостачання

.                  (2.25)

Зважаючи на нерівномірність теплопостачання протягом доби, сезону, року ефективність енерговикористання в СКТ залежить від вирішення задач планування та управління:

.                       (2.26)

Це дає змогу сформувати комплексну модель рівня енергоефективності СКТ, яка має структурований вигляд, що визначається типом задач:

.            (2.27)

Залежно від глибини та напрямків проведення дослідження, які визначаються службою енергоменеджменту підприємства, аналізування енергоефективності виконується по кожній підзадачі або їх групі. Аналізування енергоефективності на основі (2.21) дає змогу виявити причини нераціональних витрат енергоресурсів, визначити "слабкі" місця в структурі та діяльності підприємства, скласти набір першочергових завдань для підвищення рівня енергоефективності.

2.4    Висновки

.        Енергетична ефективність підприємства теплопостачання, як складної енерготехнологічної системи розглядається з позицій якості функціонування всіх його об’єктів. Енергетичний бенчмаркінг ефективності енерговикористання базується на використанні сукупності показників та характеристик енергоефективності, які забезпечують опис технічного стану, ефективності організації режиму роботи та режиму електроспоживання системи і її структурних елементів.

. Дослідження сучасних інструментів аналізу, побудовано з урахуванням спільної двомірної оцінки енергоефективності виробництва теплоносія за допомогою поєднання загальноприйнятих і запропонованих показників. Ці два типи показників характеристики виробництва є взаємодоповнюючими і їх спільне використання в управлінні енергоефективністю забезпечить розширену інформаційну базу для прийняття рішень на різних рівнях управління енергозбереження - корпоративному, галузевому й міжгалузевому.

. Аналізуванняя основних критеріїв і показників ефективності виробництва, які в загальному вигляді були підрозділені на загальноприйняті та допоміжні (запропоновані), дозволяє сформулювати їхні переваги й недоліки. Використання тільки загальноприйнятих показників ефективності (ККД, питоме споживання і т.д.) дає можливість зробити певні висновки про окремі аспекти діяльності структурних елементів підприємства системи теплопостачання і динаміку їхніх змін, але, крім особливих випадків, не дозволяє надати загальну (інтегровану) оцінку енергоефективності підприємства як складної системи, що залежить від безлічі факторів, та ранжувати структурні елементи за рівнем енергоефективності. Використання багатокритеріальної оцінки суттєво підвищує ступінь комплексності енергоефективності виробництва. Однак протиріччя, що виникають при її визначенні, змушують шукати шляхи вдосконалення відповідної методології.

3. РЕЙТИНГОВЕ ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ОБ’ЄКТІВ ТЕПЛОПОСТАЧАННЯEquation Section (Next)

3.1    Правила оцінювання ефективності енерговикористання в підприємствах теплопостачання

3.1.1 Математична модель оцінювання рівня ефективності енерговикористання в котельнях підприємства теплопостачання

Ранжування соціально-економічних об’єктів будь-якої природи - складна проблема теорії ухвалення рішень і теорії колективного вибору. Дослідженню даної проблеми присвячена велика кількість літератури [58]. Ми зупинимося на окремих найбільш повних правилах ранжування. Такі правила застосовуються під час рейтингу наукових проектів [59] і проведенні тендерів [60], держав [19] тощо.

У процесі обробки і аналізу енерго-економічної інформації стану енергозбереження та рівня ефективності енерговикористання на котельнях теплопостачального підприємства скористаємося правилами ранжування. Для кожної котельні вираховуємо суму рангів, отриману від усіх експертів, спеціалістів у сфері енергозбереження, потім впорядковуємо цю суму. Ранг один дають навчальному закладу, який отримав найменшу суму, найнижчий ранг - навчальному закладу з найвищою сумою. Сформулюємо математичну постановку задачі ранжування.

Нехай досліджувана система складається зі скінченної множини  котелень  [138]. Кожну котельню  характеризує скінчена

множина  показників  Зі сформованої групи показників  використовують для ранжування найвпливовіші, на думку експертів показники   Кожний показник  піддається аналізу по відношенню до всіх котелень.

В якості критеріїв для ранжування використовуємо показники які розглядалися у розділі 2.

Це показники що були сформовані враховуючи основні складові організаційно-технологічного та технічного спрямування, які в повному обсязі відображають стан енергозбереження та рівня ефективності енерговикористання в котельнях підприємства в цілому за 2013 рік звітного періоду.

3.1.2 Модель ранжування за допомогою таксономічного показника

Для порівняння об'єктів, що описуються великою кількістю показників використовують таксономічний показник [61], який є синтетичною величиною, що є "рівнодіючою" всіх ознак, що характеризують дану властивість.

Етап 1. Стандартизація показників енергоефективності. Показники енергоефективності, що входять в матрицю спостережень (3.1), описують різні властивості об'єктів, є неоднорідними та мають різні одиниці вимірювання:

  (3.1)

В результаті стандартизації кожен стовпець перетвореної матриці представляє собою вектор, сума координат якого дорівнює нулю, а довжина вектора - одиниці.

Для зняття впливу абсолютних величин, варіації значень показників та елімінування неявної значимості показників виконують попереднє перетворення, яке полягає в стандартизації ознак, що забезпечує перетворення матриці (3.1) в матрицю:

  (3.2)

де  стандартизоване значення властивості  для об'єкту  :

       (3.3)

де  середнє значення і середньоквадратичне відхилення властивості

       (3.4)

                   (3.5)

Етап 2. Диференціація ознак. Показники енергоефективності за характером їх впливу на ефективність енерговикористання об'єктів, поділяють на стимулятори та дестимулятори: показники, що мають позитивний вплив - є стимуляторами; показники, що мають негативний вплив - дестимуляторами. Це забезпечує можливість побудови еталону енергоефективності.

Етап 3. Побудова об'єкту-еталону. Еталон енергоефективності - реально не існуючий об'єкт, який характеризується кращими значеннями по кожному з показників ефективності енерговикористання та є вектором:

            (3.6)

де  - координати вектора, якими є кращі значення показників енергоефективності, визначені на основі матриці :

 якщо  (3.7)

 якщо            (3.8)

де  - множина стимуляторів.

За еталон може бути вибраний типовий об'єкт, значення показників енергоефективності якого рівні середнім арифметичним значенням показників в досліджуваній сукупності.

Етап 4. Визначення відстаней між об'єктами та еталоном. Відстань між окремими точками вектора , що представляє собою еталон енергоефективності, та точками вектора :

    (3.9)

Етап 5. Визначення таксономічного показника енергоефективності.

Модифікований таксономічний показник енергоефективності:

                                  (3.10)

                                (3.11)

                               (3.12)

                  (3.13)

Інтерпретація таксономічного показника енергоефективності полягає в наступному: об'єкт має тим кращий рівень енергоефективності, чим ближче значення таксономічного показника до одиниці.

Етап 6. Рангове рєйтингування. Рейтингування означає вибудовування деяких одиниць в певному порядку у відповідності із завчасно встановленими правилами та критеріями. Під час аналізування ефективності енерго-використання на об'єктах рейтингування дає змогу на основі порівняння показників енергоефективності певним чином розмістити їх серед інших споріднених об'єктів - виконати ранжування на основі визначених рейтингів.

Об'єкту, що має найкраще значення таксономічного показника  енергоефективності присвоюється найвищий ранг: . Відносно нього в порядку погіршення значення таксономічного показника виставляються ранги іншим об'єктам.

3.1.3 Модель ранжування за допомогою правила Борда

Популярний в теорії ранжирування метод (правило) французького математика Борда (Borda). Впорядкування, отримане цим методом, узагальнює думки всіх експертів або показників, враховуючи думку більшості.

Модель ранжування котелень за допомогою правила Борда має наступну структуру. По кожному показнику  впорядковуємо всі  котельні від кращого до гіршого з точки зору ефективності енерговикористання. За останнє місце  котельня отримує 0 балів, один бал за передостаннє і так далі, за перше місце  котельня отримує  бал. Згодом підраховуються бали, які отримані по кожному показнику. В загальному рейтингу на перше місце ставиться  котельня з найбільшою сумою балів і т. ін.

Алгоритм правила Борда [25], включає в себе наступну послідовність дій.

На початку формуємо матрицю спостережень. Вихідна множина складається з  елементів, що описані  ознаками; кожну її одиницю можна інтерпретувати як точку мірного простору з координатами, рівними значенням  ознак для котельні що розглядається. Матриця спостережень має наступний вигляд:

  (3.14)

де  - кількість навчальних закладів;  - найменування показників для оцінюван-ня;  - значення ознаки  для  навчального закладу.

Для значень, які включені до матриці спостережень, необхідно виконати нормування показників, оскільки вони мають різну "фізичну природу".

Нормування показників виконуємо наступним чином:

      (3.15)

Кожну котельню оцінюємо з використанням коефіцієнта Борда [62]. Для кожного показника коефіцієнт Борда визначаємо за формулою:

 (3.16)

тобто, для кожного -го показника домінант  по кількості . По коефіцієнтам, які визначаємо по кожному показнику, розраховуємо результуючий коефіцієнт  для кожного :

        (3.17)

де  - ступінь важливості критеріїв, який визначається нормалізованими значен-нями, тобто:

  (3.18)

За допомогою коефіцієнта Борда  котельні впорядковують за ступенем переважання, за необхідністю, ці коефіцієнти можна нормалізувати за стандартними правилам. Якщо розглядати питання визначення найкращої котельні , то її вибираємо, виходячи з умови:

                     (3.19)

3.1.4 Модель ранжування за допомогою правила Кондорсе

Застосування правила Кондорсе з метою ранжування котелень за рівнем ефективності енерговикористання формулюється наступним чином: найкращою котельнею називається така котельня і (за необхідності одна), яка краще будь-якої іншої по правилу більшості: рейтингових показників така що,  більше ніж тих показників , що більше ніж . Потім визначається найкраще з тих що залишилися і т.д.

Алгоритм правила Кондорсе [25], згідно якого проводився розрахунок включає в себе наступну послідовність дій.