Методи оцінки та прогнозування стану регіонального енергетичного комплексу

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Cеред численних проблем розвитку енергетики України важливе місце займають питання стабільного функціонування й розвитку енергетичного комплексу регіону. З огляду на роль енергетики в житті суспільства, на її прямі й зворотні зв'язки з економікою, енергетичний комплекс повинен розглядатися як частина більш складних економічних і соціально-політичних систем, підданих різному впливу факторів зовнішнього середовища. При цьому встановлення стабільного функціонування енергетичного комплексу, що визначає енергетичну безпеку території, є основною ланкою в реалізації поставленої мети.

Труднощі оцінки стану енергетичного комплексу посилюються в сучасних умовах, де проблеми аналізування й оцінювання можуть бути вирішені на основі взаємопогоджуваного обліку впливаючих факторів, і пов'язані з виконанням вимог на різних рівнях ієрархії керування регіоном. Одним з найбільш уразливих моментів у вирішенні даної проблеми є врахування впливу негативних факторів та оцінка стану енергетичного комплексу регіону, а також прогнозування кризового стану.

Практичні й теоретичні питання розвитку енергетичного комплексу, що встановлюють енергетичну безпеку території, розглядаються в роботах українських вчених С.П. Денисюка, І.М. Карпа, О.В. Кириленко, М.П. Ковалко, М.М. Кулика, І.В. Недіна, О.В. Новосельцева, Г.Г. Півняка, А.В. Праховника, Ю.Н. Руденко, Б.С. Стогнія, А.К. Шидловського та інших авторів.

Незважаючи на високий рівень досягнутих результатів, не вирішеними залишилися питання моделювання, оцінювання й аналізування факторів, що впливають на функціонування енергетичного комплексу в процесі визначення рівня стану енергетичного комплексу, в зв'язку з особливостями енергетичної галузі.

Процес аналізу існуючих і перспективних ринкових відносин пов'язаний з використанням і перетворенням великої кількості інформації. При цьому для підвищення об'єктивності оцінок необхідне проведення об'ємних досліджень інформації про стан території, визначення факторного поля, що формує енергетичну безпеку. Це, у свою чергу, вимагає розроблення інформаційного і методичного забезпечення, а так саме програмного забезпечення дослідження. Реалізувати таку задачу можливо в разі застосовування сучасного математичного апарату: дискримінантного аналізу, методу головних компонентів, методу факторного аналізу, методів прогнозування.

Відсутність методологічного підходу до оцінювання й аналізування стану енергетичного комплексу часто є причиною реалізації недостатньо обґрунтованих рішень. Тому ситуація, що виникла, вимагає розроблення методики, що дозволяє зробити оцінювання обмежень можливості виникнення кризових станів і відповідала б вимогам доступності, гнучкості й адаптивності до практичного застосування в сучасних умовах. Це й обумовило вибір теми дисертаційного дослідження, його структури й змісту.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є підвищення рівня стану енергетичного комплексу регіону за рахунок адекватної оцінки та аналізу функціонування енергоекономічних показників, прогнозування кризових явищ стану енергетичного комплексу для розробки підходів прийняття управлінських рішень.

Об'єкт дослідження - процес діагностування стану енергетичного комплексу регіону, що визначає стабільне функціонування на різних рівнях ієрархії.

Предмет дослідження - методологія оцінки та аналізу впливу факторів на енергетичний комплекс регіону.

Методи дослідження. Дисертаційне дослідження базується на результатах сучасних теоретичних і прикладних розробок вітчизняних і закордонних вчених в енергетичній галузі. Використано методи теорії ймовірностей і математичної статистики, прогнозування, розпізнавання образів, включаючи такі методи як дискримінантний аналіз, метод головних компонентів, Байєсовський метод прогнозування.

Відповідно до зазначеної мети дослідження основну увагу було приділено вирішенню наступних задач:

- побудова моделі оцінювання стану енергетичного комплексу регіону з використанням методів теорії ймовірностей і математичної статистики, розпізнавання образів, включаючи такі методи як дискримінантний аналіз, метод головних компонентів, орієнтованих на розрахунок показників енергетичного, макроекономічного, галузевого, соціального та інноваційного блоках впливу;

- обґрунтуванню та формуванню складу показників блоків впливу для оцінки стану енергетичного комплексу, спрямованих на забезпечення енергетичної безпеки регіону та критерії вибору варіантів відповідних рішень, орієнтованих на стабілізацію ситуації в енергетиці;

- формування факторного простору та аналізування впливу факторів на функціонування та розвиток енергетичного комплексу регіону з позиції досягнення енергетичної безпеки території;

- визначення стану енергетичного комплексу регіону за ступенем кризи, з використанням дискримінантного аналізу, для визначення характеру впливу факторів, що встановлюють можливість досягнення стійкого функціонування енергетичного комплексу регіону, за допомогою створення відповідних оцінок для визначення параметрів кризових явищ ;

- прогнозування стану енергетичної ситуації з точки зору кризових явищ, на основі Байєсовської процедури.

1. Особливості енергетичної галузі

Констатується складна ситуація енергетики, обумовлена неоднозначною економікою країни, а отже, і впливом цілого ряду факторів на функціонування енергетичного комплексу. На прикладі Полтавської області розглянутий галузевий профіль покупців енергоринку. Показано діаграми, що відбивають місткість ринку енергозбереження, а також структуру розподілу потенціалу по видах ТЕР.

Обґрунтовано висновок, що стабільне функціонування енергетичного комплексу - складна проблема, що повинна зважуватися на всіх рівнях, починаючи від державного апарату й включаючи сферу промисловості, виробничих систем, енергокомпаній, комунальних послуг.

У роботі на підставі літературного огляду по темі дисертаційного дослідження визначені сучасні можливі методи оцінки стану енергетичного комплексу. Встановлено, що для оцінки стану енергетичного комплексу варто застосовувати такі методи як факторний аналіз, метод головних компонентів, дискримінантний аналіз.

2. Вихідний склад факторів, що впливають на енергетичний комплекс Полтавської області

Прийнято вважати доцільним сформувати факторний простір показників з поетапним відбором факторів, що впливають. Як вихідна інформація за результатами теоретичного аналізу, в первісний склад включені 160 факторів. Після експертного відбору за результатами анкетування залишилося 70 факторів, які були згруповані в 6 груп.

Після другого туру анкетування та обробки результатів опитування фахівців-експертів за допомогою експертно-статистичних методів виявлено достатню погодженість думок фахівців, зроблено вибір сукупності факторів і встановлення їхньої переваги.

Для остаточного формування факторного простору енергетичного комплексу регіону застосовано аналітичний метод - метод головних компонентів.

;

R - матриця парних кореляцій;

Якщо попередня стандартизація даних не проводилася, то на даному кроці матриця елементи матриці Х для розрахунку S центрованої величини:

;

діагональна матриця власних (характеристичних) чисел:

Безліч значень лj знаходять рішенням характеристичного рівняння:

|R - лE| = 0.

лj - це характеристики варіацій, точніше, показники дисперсії кожного головного компонента.

У такий спосіб був визначений основний склад факторів для подальшого математичного моделювання: вироблена електроенергія, загальна кількість спожитої електроенергії, чистий імпорт електроенергії, максимальна потужність навантаження в зимовий режимний день, зроблено продукції народного вжитку, відпущено теплової енергії, вартість витрат на виробництво продукції, величина вантажних перевезень автотранспортом, довжина автомобільних доріг, кількість вантажних автомобілів, витрати на оплату праці, надходження в бюджет області, різниця дебіторської й кредиторської заборгованості, інвестиції в основні фонди, вартість основних фондів споживання ПЕР у галузі електроенергетики, загальне споживання ПЕР, споживання ПЕР у галузі чорної металургії, споживання ПЕР у галузі машинобудування й металообробки, споживання ПЕР у галузі хімічної й нафтохімічної промисловості, споживання ПЕР у галузі транспорту й зв'язку, трудові ресурси, загальний доход населення, чисельність населення, житловий фонд, чисельність зайнятого населення, обсяг іноваційних технологій, зроблено промислової продукції, кількість створених зразків нової техніки на території, кількість працівників, що виконують науково-технічні роботи, кількість організацій, що виконують науково-технічні роботи.

3. Показникі енергетичного комплексу

На підставі сформульованих показників енергетичного комплексу запропоновано два варіанти оцінки стану енергетичного комплексу за рівнем безпеки (покомпонентний аналіз й аналіз згорнутих векторів).

Для покомпонентного аналізу запропоновано оригінальні правила побудови шкали і сама шкала оцінки рівня безпеки по кожному з індикативних показників енергетичного комплексу, блокам та по регіону в цілому.

Для аналізу згорнутих векторів запропонована комбінація методу експертних оцінок і дискримінантного аналізу. Алгоритм аналізу наступний.

На першому етапі за допомогою експертизи визначається ряд районів-зразків, що характеризують нормальний й анормальний рівень функціонування енергетичного комплексу. До районів-зразків відносимо ті райони, у яких найбільша погодженість думок експертів (погодженість думок оцінюємо за допомогою коефіцієнта конкордації). За даними районів, у яких найбільша погодженість думок експертів, виробляється формування двох матриць. За допомогою дискримінантного аналізу робимо класифікацію районів, що залишилися, на дві групи - нормальну й анормальну. Райони, що потрапили в анормальну групу, знову відправляються на експертизу, за результатами якої розділяють їх на дві групи - райони із кризовою та з передкризовою ситуацією. Використанням дискримінантного аналізу здійснюєм класифікацію районів, що залишилися, на дві групи з передкризовою й кризовою ситуацією.

Адаптований алгоритм розрахунку коефіцієнтів дискримінантної функції.

Інформація, що вводиться

Х1, Х2 - матриці районів зразків.

- вектор індикатора району, що підлягає класифікації,

де n - індекс району; p - індекс індикатора у векторі району.

Розрахункові співвідношення:

- канонічна дискримінантна функція, (1)

дех1 і х2 -дискримінантні змінні;

аі -коефіцієнти дискримінантної функції.

Для множин Х1 і Х2 середнє значення функції й дорівнює:

; , (2)

де хij - середнє значення j-ї ознаки в об'єктах i-ї множини.

Коефіцієнти дискримінантной функції з умови:

.

Тоді:

, (3)

де n -індекс району;

р -індекс індикатора у векторі району;

А -вектор коефіцієнтів дискримінантної функції.

Внутрішньогрупова варіація може бути вимірюваною сумою квадратів відхилень:

;

- транспонована матриця відхилень індикаторів матриці районів-зразків від їхніх середніх величин у першій групі,

- аналогічна матриця для другої групи.

,

де S* - об'єднана коваріаційна матриця.

.

Міжгрупова варіація:

.

Для знаходження вектора коефіцієнтів дискримінантнї функції необхідно максимізувати міжгрупову варіацію й мінімізувати внутрішньо групову, або:

.

Коефіцієнти дискримінантної функції:

, (4)

Для районів Полтавської області отримані дискриминантні функції.

Класифікація районів на дві группи з передкризовим та кризовим станом рівня енергетичної безпеки

Середнє значення функції для множини (М1) районів з передкризовим станом рівня енергетичної безпеки

= 211,111-87,978 + 30,284 +5,57 + 5,569 + 77,357 - 34,069 - 52,534- 28,890+ 9,555 - 41,945 -62,623 -5,021 + 22,401 + 74,703 -10,111 -21,951 + 44,262 + 33,672 -52,312 + 48,719 -6,771 -59,182 + 2,317 + 43,811 + 28,756 - 72,121 + 127,23 -24,358 = 248,068

Середнє значення функції для множини (М2) районів з кризовим станом рівня енергетичної безпеки

= 211,111-87,978 + 30,284 +5,57 + 5,569 + 77,357 - 34,069 - 52,534- 28,890+ 9,555 - 41,945 -62,623 -5,021 + 22,401 + 74,703 -10,111 -21,951 + 44,262 + 33,672 -52,312 + 48,719 -6,771 -59,182 + 2,317 + 43,811 + 28,756 - 72,121 + 127,23 -24,358 = -501,026

Константа дискримінації:

.

На основі даного алгоритму й методу експертних оцінок проведена класифікація районів Полтавської області на три групи з нормальним, передкризовим і кризовим рівнем стану енергетичного комплексу.

Висновки

енергетичний кризовий байєсовський

У дисертаційній роботі наведено нове рішення наукової задачі оцінки й аналізу стану енергетичного комплексу регіону. Наведено теоретичне узагальнення, що полягає в пропозиції нових підходів до оцінки й аналізу стану енергетичного комплексу регіону. На підставі результатів виконаного дослідження зроблені наступні висновки:

1.Стійке функціонування енергетичного комплексу регіону - це процес, що потребує виявлення взаємозв'язків значної кількості взаємодоповнюючих та взаємовпливаючих енергетичних, макроекономічних, галузевих, фінансових, соціальних аспектів. При цьому необхідне рішення задачі аналізу стану енергетичного комплексу, яка впливає на енергетичну безпеку регіону. Тому, для достовірної оцінки енергетичної ситуації потрібен взаємоузгоджений розгляд питань забезпечення енергетичної безпеки, реалізований в застосуванні методів чисельної оцінки факторів впливу.

2.Енергетична безпека регіону залежить від адекватної оцінки енергетичного комплексу, орієнтованої на її підтримку, і залежить від рівня індикаторів енергетичного, макроекономічного, фінансового, галузевого, соціального та інноваційного блоків. Основою формалізації аналізу стану енергетичного комплексу регіону є запропонований в роботі метод експертних оцінок для визначення й відбору факторів, що дозволяє на першому етапі сформувати первісний факторний простір, що складається з 160 факторів, а на наступному зменшити його розмірність до 70 факторів.

3.Під час визначення факторів, що впливають, на функціонування енергетичного комплексу регіону доцільне поетапне перетворення матриці вихідних факторів, для відбиття найбільш важливих властивостей стану безпеки регіону, без перекручування характеру існуючої ситуації. Використання методу головних компонентів дозволяє додатково знизити розмірність факторного простору за засобами його перетворення..

4.Під час виконання індикативного аналізу за ознаками ступеня кризи стану енергетичного комплексу доцільне використання методів по компонент-ного аналізу й скалярного аналізу, приведених до одного числа показників, що дозволяє зробити оцінку рівня стану енергетичного комплексу району. Покомпонентний аналіз багатомірних векторів дає можливість визначити рівень стану енергетичного комплексу не тільки в окремих районах області, але й діагностувати стан блоків індикаторів енергетичного комплексу й окремих індикаторів конкретного району. Цей метод надає також можливість особі, що приймає рішення, робити висновки про наявну ситуацію, аналізуючи показники блоків індикаторів енергетичного комплексу. Запропоновані в роботі правила одержання покомпонентних оцінок дозволяють побудувати ефективну шкалу оцінок індикаторів, блоків індикаторів енергетичного комплексу й району в цілому.

5.Діагностування стану з використанням методу дискримінантного аналізу, що передбачає скалярне порівняння згорнутих векторів, в повній мірі здатне задовільно впливати на встановлення енергетичної безпеки. Це дає можливість провести класифікацію районів за ступенем кризи, експертна оцінка яких неоднозначна. Крім цього, даний метод дозволяє зменшити вплив суб'єктивної складової експертизи, а при нагромадженні достатнього обсягу інформації в групах районів-зразків виключити цей вплив. Так, для Полтавської області, за результатами дослідження пропонується поділ районів на три групи - з нормальним, передкризовим і кризовим станом енергетичного комплексу.

6.В умовах швидкозмінюваного зовнішнього середовища потрібно врахування швидкомінливих факторів. Використання теореми Байєса для прогнозування індикативних показників потрібно розглядати як засіб, що дозволяє врахувати швидкомінливі фактори, що дуже важливо для динамічної економіки й енергетики України в умовах проведення політики енергозбереження й введення нових потужностей. Для побудови прогнозної моделі стану енергетичного комплексу регіону, цей метод є більше зручним і гнучким, чим класичний, і дозволяє враховувати вплив різнорідної апріорної інформації, наявної в розпорядженні експертів. Це необхідно для того, щоб в повній мірі врахувати короткі тимчасові ряди, які відображають швидкомінливу енерго-економічну ситуацію.

7.Моделювання районів Полтавскої області дало змогу визначити за рівнем енергетичної безпеки три групи: з нормальним рівнем - 11 районів, з передкризовим рівнем -10 районів, з кризовим рівнем - 4 района.

Література

1. Залунина О.М. Некоторые аспекты проблемы энергосбережения Проблемы создания новых машин и технологий. Научные труды Кременчугского государственного политехнического института. Выпуск 2/1999 (7).- С.170-173.

2. Трифонов В.Г., Луговой А.В., Залунина О.М. Кризис неплатежей за энергоресурсы. "Проблемы создания новых машин и технологий" Научные труды Кременчугского государственного политехнического института" 1999 г. Выпуск 1.- С.160-168.

3. Залунина О.М. О методике образования отпускного тарифа на теплоэнергоресурсы. Вестник Харьковского государственного политехнического уни-верситета 128`2000 технический прогресс и эффективность производства. ХГПУ- 2000.- С.222-226.

4. Трифонов В.Г., Залунина О.М. Изменение технико-экономических показателей ТЭЦ при применении новой методики расчета затрат на производство тепловой и электрической энергии при их комбинированной выработке. Проблемы создания новых машин и технологий. Научные труды Кременчугского государственного политехнического института. Выпуск 1/2000 (8).- С.230-235.

5. Розен В.П., Залунина О.М. Структура угроз энергетической безопасности и их характеристика. Вестник Национального Технического Университета “ХПИ” Сборник научных трудов Тематический выпуск “Технический прогресс и эффективность производства” 8-2`2000.- С.162-167.

6. Розен В.П., Залуніна О.М. Формування індикативних блоків для оцінки стану енергетичного комплексу регіону. Вісник технологічного університету Поділля №1, Хмельницький, 2007р..- С.147-150.

Размещено на Allbest.ru