Оптимизация расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии: постановка задачи, агоритм решения, вычислительный эксперимент

Миронов, Денис Александрович

Темы диссертаций по экономике » Математические и инструментальные методы экономики

Оптимизация расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии: постановка задачи, агоритм решения, вычислительный эксперимент тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат

Ученая степень	кандидат экономических наук
Автор	Миронов, Денис Александрович
Место защиты	Пермь
Год	2009
Шифр ВАК РФ	08.00.13

Оптимизация расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии: постановка задачи, агоритм решения, вычислительный эксперимент - тема диссертации по экономике, скачайте бесплатно в экономической библиотеке

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии: постановка задачи, агоритм решения, вычислительный эксперимент"

На правах рукописи

МИРОНОВ Денис Александрович

ОПТИМИЗАЦИЯ РАСХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА ОПЛАТУ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ: ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, АГОРИТМ РЕ ШЕ НИЯ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕ РИМЕ НТ

Специальность 08.00.13 -Математические и инструментальные методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

ЗДПР233Э

ПЕРМЬ-2009

003467243

Работа выпонена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Пермский государственный университет.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук,

профессор Максимов Владимир Петрович

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор Дедов Леонид Анатольевич

кандидат экономических наук Потапов Дмитрий Борисович

Ведущая организация - государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина

Защита состоится 15 мая 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.189.07 при Пермском государственном университете по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15 в зале заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан л /Л апреля 2009 г. Ученый секретарь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Происходящие качественные изменения в отечественной электроэнергетике соответствуют общемировым тенденциям. В условиях реформирования отрасли некоторые задачи становятся все более актуальными. В связи с тем, что преобразования напрямую сказываются на потребителях электроэнергии, особое значение имеют те задачи, качество решения которых существенным образом влияет на финансово-экономические результаты деятельности потребителей. Одной из них является задача оптимизации энергопотребления, которая, как правило, предполагает разработку и принятие решений по энергосбережению, требующих определенных финансовых вложений. Тем не менее, важно отметить, что даже реализация малозатратных проектов, например, организационного характера, может дать ощутимый эффект. К их числу можно отнести проекты, обеспечивающие снижение издержек на энергоресурсы без снижения уровня энергопотребления.

В настоящее время реальная практика потребления электроэнергии существенным образом влияет на расходы по ее оплате. Исследования в области оптимизации энергопотребления велись и ранее, однако единого подхода к решению задачи по снижению издержек на энергоресурсы без снижения энергопотребления, учитывающего изменения в отрасли последних лет, пока не выработано. В связи с этим постановка задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии и разработка эффективного метода ее решения представляются актуальными.

Степень научной разработанности проблемы. В настоящее время существует достаточно обширный список научных трудов по вопросам, связанным с изучением отдельных сторон исследуемой области.

Электроэнергетика, будучи базовой отраслью подавляющего большинства экономических систем, всегда была объектом пристального внимания исследователей. Свидетельством этого являются работы следующих авторов: Б.Е. Ратшпсова, Л.Д. Гительмана, A.A. Макарова, JI.A. Мелентьева, A.C. Некрасова, Ю.В. Синяка, Н.И. Суслова, А.И. Татаркина, В.В. Хлебникова, A.B. Хританко-ва, В.И. Эдельмана, С. Стофта, С.Ханга, Г. Шаттлуорта и многих других.

Вопросы, связанные с оптимизацией энергозатрат, рассматривались Б.П. Борисовым, Г.Я. Вагиным, А.Б. Лоскутовым, В.В. Михайловым, Д. Реем, CJK. Сергеевым и другими.

Экономико-математическому моделированию отдельных аспектов деятельности предприятий посвящены работы таких авторов как К.А. Брагинский, В.Н. Бурков, Ю.В.Косачев, С.М. Гуриев, И.Е Кричевский, H.H. Куницына, Д.А. Новикова, Д.А. Поспелов, И.Г. Поспелов, Т.К. Сиразетдинов, A.A. Шананин и другие.

Однако, несмотря на наличие значительного количества работ по отдельным разделам исследуемой предметной области, необходимо отметить недостаточную изученность поставленной проблемы в целом и на стыках отдельных задач. В условиях либерализации рынков электроэнергии это обусловлено, прежде всего, существенными изменениями, происходящими в отечественной

электроэнергетике в последние годы, которые вынуждают потребителей электроэнергии оптимизировать свои расходы на ее оплату. В связи с этим возникла научная и практическая необходимость проведения настоящего диссертационного исследования.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является создание оптимизационной модели расходов предприятия на оплату электроэнергии, разработка и реализация агоритмов решения задачи оптимизации. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. На основе анализа существующих тенденций в отечественной электроэнергетике осуществить содержательную постановку задачи оптимизации расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии.

2. Разработать экономико-математическую модель расходов на оплату электроэнергии и на ее основе осуществить постановку соответствующей задачи оптимизации.

3. Разработать метод и агоритмы решения задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии.

4. Разработать инструментарий, реализующий метод и агоритмы решения поставленной задачи и позволяющий проводить вычислительные эксперименты.

5. В ходе проведения вычислительного эксперимента показать адекватность модели, возможность ее практического применения и положительный эффект от оптимизации расходов на оплату электроэнергии без снижения уровня энергопотребления.

Объектом настоящего исследования являются принципы и механизмы ценообразования на розничных рынках электроэнергии и их учет в деятельности промышленного предприятия.

Предполагается, что предприятие является субъектом розничного рынка электроэнергии и имеет относительно гибкий технологический процесс, позволяющий с заданной периодичностью варьировать режим работы и уровень загрузки оборудования с целью снижения расходов на оплату электроэнергии.

Предметом исследования являются экономико-математические модели расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии, основанные на этих моделях метод и агоритмы оптимизации таких расходов и компьютерная реализация разработанных агоритмов.

Теоретической и методологической базой исследования являются работы ученых в области электроэнергетики, экономико-математического моделирования отдельных аспектов деятельности предприятий, теории оптимизационных задач, практического применения систем компьютерной агебры. В процессе написания работы использовались нормативно-правовые акты федерального и регионального значения, публикации известных экспертов в сфере электроэнергетики.

Основными методами исследования являются методы системного анализа, теории оптимизационных задач, методы экономико-математического моделирования и приемы программирования в системах компьютерной агебры.

Информационно-эмпирическая база исследования. Информационной базой для определения значений параметров модели послужила ежемесячная статистика по гарантирующим поставщикам и энергоснабжающим организациям ОАО АТС за 2007-2008 годы. В частности, в ходе вычислительного эксперимента использовались данные о нерегулируемых ценах на электроэнергию (мощность) для потребителей ОАО Пермэнергосбыт.

Диссертационная работа выпонена в рамках паспорта научных специальностей ВАК 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики, п. 1.2. Теория и методология экономико-математического моделирования, исследование его возможностей и диапазонов применения: теоретические и методологические вопросы отображения социально-экономических процессов и систем в виде математических, информационных и компьютерных моделей, п. 1.4. Разработка и исследование моделей и математических методов анализа микроэкономических процессов и систем: отраслей народного хозяйства, фирм и предприятий, домашних хозяйств, рынков, механизмов формирования спроса и потребления, способов количественной оценки предпринимательских рисков и обоснования инвестиционных решений, п. 2.1. Развитие теории, методологии и практики компьютерного эксперимента в социально-экономических исследованиях и задачах управления, п. 2.3. Разработка систем поддержки принятия решений для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях.

Наиболее существенными результатами, имеющими научную новизну и разработанными лично автором, являются:

1. Исследованы и обоснованы основные принципы и механизмы ценообразования на розничных рынках электроэнергии, существенные с точки зрения экономико-математического моделирования расходов на оплату электроэнергии.

2. Создана экономико-математическая модель расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии, учитывающая ключевые изменения, произошедшие в период реформирования отечественной электроэнергетики (формирование новой инфраструктуры отрасли, либерализацию рынков и т.д.).

3. Разработаны метод и агоритмы решения задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии, подразумевающие ее редукцию к серии задач линейного программирования.

4. Создан инструментарий, реализующий разработанные метод и агоритмы решения задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии с помощью систем компьютерной агебры.

5. В ходе вычислительного эксперимента показана адекватность разработанной модели, возможность ее практического применения и положительный эффект от оптимизации расходов на оплату электроэнергии без снижения уровня энергопотребления.

Теоретическая и практическая значимость исследования. Теоретическая значимость исследования состоит в создании теоретической и методологической основы для математического моделирования процессов, связанных с расчетами за электроэнергию. Кроме того, предложенные агоритмы решения

задачи оптимизации достаточно универсальны и могут использоваться для решения оптимизационныхзадачэтого же класса.

Практическая значимость настоящего исследования состоит в возможности использования его результатов для оптимизации расходов промышленных предприятий на оплату электроэнергии. В частности, модель может применяться потребителями электроэнергии при заключении и испонении договоров энергоснабжения, а также позволяет определять оптимальные с точки зрения минимизации расходов на оплату электроэнергии часы для пиковых нагрузок, режим работы, уровень загрузки оборудования и т.д. Таким образом, в части компьютерной реализации инструмента исследования разработанная модель имеет прикладной характер. Кроме этого, результаты исследования могут быть использованы при обосновании инвестиционных проектов по строительству производственных мощностей.

Апробация работы. Основные идеи и результаты исследования докладывались и обсуждались на Региональной научно-практической конференции молодых ученых Экономика и управление: актуальные проблемы и поиск путей решения (Пермь, 2004 г.), на IV Международной научно-практической конференции Современный финансовый рынок РФ (Пермь, 2006 г.), на Международной конференции Комогоровские чтения. Общие проблемы управления и их приложения. Проблемы преподавания математики (Тамбов, 2007 г.), на научных семинарах Международной лаборатории конструктивных методов исследования динамических моделей под руководством профессора В.П. Максимова (Пермь;2005-2008 г.).

Результаты исследования апробированы на данных ОАО Очерский машиностроительный завод. В дальнейшем предложенные в исследовании подходы по оптимизации расходов на оплату электроэнергии планируется использовать при составлении производственных планов, что подтверждается актом о внедрении. Кроме этого, результаты исследования одобрены гарантирующим поставщиком электроэнергии на территории Пермского края (ОАО Пермэнер-госбыт) и в дальнейшем будут использоваться в качестве основы для оказания услуг по оптимизации расходов промышленных предприятий на оплату электроэнергии.

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 8 работах. Три работы опубликованы в изданиях, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и двух приложений. Основное содержание работы без учета приложений изложено на 136 страницах. В работе содержатся 15 таблиц и 91 рисунок. Список использованной литературы включает 85 источников.

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, приводится цель и задачи исследования, формулируется научная новизна, характеризуются используемые методы, кратко описывается содержание работы, отмечается ее практическая и теоретическая значимость.

В первой главе приводится обзор практических аспектов реформирования электроэнергетики. В частности, рассматриваются общие предпосыки, пути и

цели реформирования зарубежных энергосистем, дается обзор основных моделей структурирования электроэнергетики. Существенная часть главы посвящена реформированию отечественной энергосистемы.

Во второй главе осуществляется постановка задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии, приводится обзор основных предпосылок ее возникновения, рассматриваются используемые на практике варианты расчетов за электроэнергию.

В третьей главе предлагаются метод и агоритмы решения задачи оптимизации. При этом отдельно рассматриваются случаи осуществления расчетов по одноставочным и двухставочным тарифам. Кроме этого в главе описывается реализация агоритмов решения в системе компьютерной агебры.

В четвертой главе осуществляется постановка вычислительного эксперимента и анализ полученных результатов. В ходе вычислительного эксперимента используются исходные данные и числовые значения параметров, близкие к реальным и охватывающие конкретные условия, в которых работают предприятия Пермского края.

В заключении приводятся основные выводы и результаты диссертационного исследования.

В приложениях приводится листинг программ, реализующих разработанный метод решения задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Исследованы и обоснованы основные принципы и механизмы ценообразования на розничных рынках электроэнергии, существенные с точки зрения экономико-математического моделирования расходов на оплату электроэнергии.

Для розничных рынков электроэнергии дореформенного периода было характерна ситуация, при которой 100% электроэнергии реализовывались по тарифам,установленным государством.

В настоящее время действует механизм, обеспечивший трансляцию цен оптового рынка в цены на электроэнергию и мощность для розничных потребителей (кроме населения). Часть объемов поставляется розничным потребителям по регулируемой цене (тарифу), а часть - по цене, отражающей стоимость электрической энергии и мощности на конкурентном оптовом рынке (рис.1.).

В соответствии с существующим законодательством тарифы на электрическую энергию (мощность), применяемые на розничных рынках электроэнергии, дифференцируются по нескольким уровням напряжения и устанавливаются регулирующим органом одновременно в 3 вариантах:

- одноставочный тариф, включающий в себя поную стоимость 1 киловатт-часа поставляем ой электрической э нергии;

- двухставочный тариф, включающий в себя ставку за 1 киловатт-час электрической энергии и ставку за 1 киловатт электрической мощности;

- одноставочный (двухставочный) тариф, дифференцированный по зонам (часам) суток.

- реализовано потребителям исктроэнсргмм п ценам, сложившемся г' оптовом рынке электроэнергии

Электр отверти."Ч \

[ Электроэнергии,

| рынке на сутки | нперел

| ЭСК1Р011ГС|Я11Я,~~ [ | члисшая н:, I

| балаиснр.пошсм I

| рынке , -'-- '

- реагпопанс потребителям электроэнергии по гарпфим, угггсряиспггым регулирующим органом субъекта Федерации

Оптовый рынок электроэнергии (структура покупки)

Розничный рынок электроэнергии (структура реализации электроэнергии потребителям)

Рис.1. Взаимосвязь оптового и розничного рынков электроэнергии на примере деятельности энергосбытовой компании

Начиная с 2008 года, в Пермском крае одноставочные тарифы для розничных потребителей электроэнергии дифференцируются по диапазонам годового числа часов использования (далее по тексту - ЧЧИ) заявленной мощности (табл. 1).

Таблица 1. Одноставочные тарифы для прочих и бюджетных потребителей элекгро-энергии Пермского края в 2008 году, коп./кВтч (без НДС)

ЧЧИ заявленной мощности Диапазоны напряжения'

ГН ВН СН-1 СН-П НН

От 7000 и выше 121 127 139 162 185

От 6000 до 7000 133 138 152 178 199

От 5000 до 6000 149 154 169 199 218

От 4000 до 5000 172 177 194 230 246

От 3000 до 4000 184 189 208 246 263

От 2000 до 3000 197 203 222 263 282

2000 и менее 211 217 238 282 298

В настоящей работе под заявленной мощностью понимается средняя из наибольших значений электрической мощности (усредненной на часовых интервалах), потребляемой потребителем в часы максимальной нагрузки энергосистемы, за рабочие дни. Плановая величина заявленной мощности устанавливается на год с помесячной разбивкой и отражается в договоре энергоснабжения.

При использовании в расчетах двухставочных тарифов на электроэнергию потребители отдельно оплачивают потребляемую мощность и объем по-

1 ГН - генераторное напряжение, ВН - высокое напряжение, СН-1 - среднее напряжение I, СН-П -среднее напряжение [[, НН - низкое напряжение.

требленной электроэнергии (табл.2).

Таблица 2. Двухставочный тариф для потребителей электроэнергии Пермского края в 2008 году, (мощность- руб/кВт (в месяц), электроэнергия- коп./кВтч (без НДС)_

Диапазоны напряжения

ПН ГН ГН ГН ГН

- плата зам ощность 475,12 475,12 519,56 630,63 566,43

- плата за энергию 45,37 50,68 55,76 61,36 94,82

Тарифы на электроэнергию, дифференцированные по зонам суток

- ночная зона 39,22 44,53 49,62 55,21 88,67

- полупиковая зона 45,37 50,68 55,76 61,36 94,82

-пиковая зона 49,47 54,77 59,86 65,45 98,91

Очевидно, что используемые при тарифообразовании принципы вынуждают потребителей при наличии возможности потреблять электроэнергию более равномерно, переходя на многосменный режим работы.

В рамках существующей модели оптового рынка электроэнергии и мощности каждый час на основе спроса и предложения формируется рыночная цена электроэнергии и ежемесячно - рыночная цена мощности.

Потребители, имеющие интервальные приборы учета, позволяющие определять фактическое почасовое потребление, оплачивают часть электроэнергии исходя из цены, сложившейся на оптовом рынке в каждый час расчетного периода, и потребленного им и объема электроэнергии.

Использование многотарифных приборов учета, позволяющих определять фактическое потребление в течение отдельных зон суток расчетного периода, предполагает осуществление части расчетов исходя из сложившейся на оптовом рынке цены для каждой зоны суток расчетного периода и соответствующего ей потребленного объема электроэнергии.

Потребители, имеющие интегральные приборы учета, позволяющие фиксировать лишь суммарное потребление за определенный период времени оплачивают часть электроэнергии исходя из средневзвешенной цены и общего объема потребления в течение расчетного периода.

Таким образом, на розничных потребителей транслируются сигналы оптового рынка, когда цена электроэнергии в часы пик нагрузок достигает своих максимальных значений. Очевидно, что средневзвешенная цена для потребителей с интегральным учетом формируется без учета профиля нагрузит и включает в себя все ценовые риски. Вследствие этого для многих потребителей расходы на электроэнергию по показаниям интегральных приборов учета являются завышенными по сравнению с возможными расходами по показаниям интервальных и многотарифных приборов учета. В связи с этим у розничных потребителей появляется возможность оптимизировать свои затраты на электроэнергию, устанавливая интервальные и многотарифные приборы учета и потребляя ее в часы с наименьшей ценой.

Учитывая существующую специфику расчетов за электроэнергию и вола-тильность цен на оптовом рынке, розничные потребители вынуждены выбирать

" Под профилем нагрузки потребителя электроэнергии понимается распределение по часам суток его объемов потреблений электрической энергии.

тариф, способ учета электроэнергии, режим работы и профиль нагрузки предприятий таким образом, чтобы минимизировать совокупные издержки на электроэнергию.

2. Создана экономико-математическая модель расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии, учитывающая ключевые изменения, произошедшие в период реформирования отечественной электроэнергетики (формирование новой инфраструктуры отрасли, либерализация рынков и т.д.).

На основании проведенного анализа предметной области вводятся необходимые для постановки задачи переменные и параметры, целевые функции, система ограничений. Приводится общий видзадачи оптимизации.

Переменные и параметры. При постановке задачи вводится ряд переменных и параметров3.

Допустимые значения потребляемой мощности:

Ршп ~ минимальное (например, для освещения административных помещений) и максимальное значение потребляемой предприятием мощности;

рЩ - минимальное значение потребляемой предприятием мощности, позволяющее выпускать продукцию;

Все дни рассматриваемого периода делятся на рабочие и выходные. При этом предполагается, что профиль нагрузки потребителя в рабочие (выходные) дни одного и того же месяца неизменен.

Временные параметры:

Г/ - часы суток, соответствующие зоне суток г (г = {ночь, полупик, пик}) месяца (* = Ц2);

ТГ6*. ~ часы рабочих и выходных дней месяца к соответственно, в течение которых предприятие выпускает продукцию;

ТГ6'. ~ часы рабочих и выходных дней месяца к соответственно, в течение которых предприятие не выпускает продукцию, причем 7/

ГД - часы суток, используемые для определения величины заявленной мощности и контроля за ее соблюдением.

Объемы потребления:

- почасовые

объемы потребляемой предприятием электрической энергии соответственно в выходные и рабочие дни месяца к, ртЬ, 1 ч < х^ < р^ 1ч, />ыД Х 1 ч < х"] < рДД Х 1л,

где 1(1 = 1,24) - номер часа суток;

Хк =/-, ~ договорной объем потребления электроэнергии

в месяце к, где г,- число рабочих дней в месяце к, число выходных дней в

3 Единицы измерения мощности - кВт, единицы измерения электроэнергии -- кВт Х ч. Единицы измере-

ния тарифов и нерегулируемых цен на электроэнергию - руб./кВт-ч, на мощность - руб/кВт.

месяце к;

Х{ = V, +гк - объем потребления в течение зоны суток г ме-

сяца к;

X ы = ДГ, - годовой объем потребления электроэнергии.

Тогда ЧЧИрассчитывается следующим образом:

т Д = max mk} - максимальная заявленная в течение года мощность;

ell.12]

т. =-Ч-ЧЧ-Ч, к = 1,12 - максимальная заявленная в течение

тах(пмх{*^ };тах{*}} 1ч

месяца к мощность.

Тарифы на электрическую энергию (мощность), где п - уровень напряжения:

1г[а п - одноставочный тариф на электрическую энергию (мощность); 1г1а Д ~ одноставочный тариф на электрическую энергию (мощность) в зону суток г;

_ плата за мощность при двухставочном тарифе; 1г] - плата за электрическую энергию при двухставочном тарифе;

- плата за электрическую энергию в зону суток 2 при двухставочном

тарифе.

Нерегулируемые цены для розничных потребителей, рассчитывающихся по одноставочному тарифу:

, Д - нерегулируемая цена для розничных потребителей с интегральным учетом;

* - нерегулируемая цена в зону суток

г= ,),,Д/ - нерегулируемая цена для розничных по-

требителей с интервальным учетом в рабочие дни;

- нерегулируемая цена для розничных потребителей с интервальным учетом в выходные дни.

Нерегулируемые цены для розничных потребителей, рассчитывающихся по двухставочному тарифу:

с1,рТТ,, - нерегулируемая цена для потребителей с интегральным учетом;

4 Здесь и ниже для векторных и матричных переменных будем использовать запись J ^, где 171 -число строк, п - число стобцов. Таким образом, например, (а):41| - вектор-стобец с одной и той же компонентой а :(а)г4,, = col(a,..., а).

cif,rT7,P"

= fc^TTTTjU,, ~~ нерегулируемая цена для розничных потребителей с интервальным учетом в выходные дни;

с]-:ГГ: - нерегулируемая цена на мощность.

Доля электрической энергии (мощности), приобретаемой по регулируемым ценам:

/0 = (А) = (Д.-,Д2)> = = - доля электри-

ческой энергии и мощности соответственно, приобретаемой по регулируемым ценам в месяце к .

В качестве критерия оптимальности рассматривается критерий расходов на оплату электроэнергии, решается задача минимизации этого показателя.

Предполагается, что предприятие производит расчеты за весь объем электроэнергии по одному уровню напряжения. Вводятся целевые функции, описывающие годовые расходы на оплату электроэнергии, для некоторых вариантов тарифов и способов учета электроэнергии.

В случае одноставочного тарифа, дифференцированного по ЧЧИ, при интегральном учете целевая функция Fx имеет вид:

f,(*r,*r)=l((l-A)-Jf,-С * . + -AVd J->min.

В случае одноставочного тарифа, дифференцированного по ЧЧИ, при интервальном учете целевая функция F2 имеет вид:

В случае одноставочного тарифа, дифференщрованного по ЧЧИ и зонам суток, при учете по зонам суток голевая функция F2 имеет вид:

^ (Г. = Z (0 - ) Х л_ Д - ^Гчь+, + +<1л, *г)+ Д + ei-.T" Х +^т

ХГ ))- min

В случае двухставочного тарифа при интегральном учете целевая функция Fa имеет вид:

г? ДлиЛ_ \ 1 ((л п нон/ноанЛ Л мощность , пмонрость _ мощиоаш ,

r4V"-t >JC4 )-Ph )'mt'iлia_t_i i * Pt 'mt'"n +

+ (1-k)Xt-ci-TZ + -Xtf)-* min

В случае двухставочного тарифа при интервальном учете целевая функция Fs имеет вид:

rf+.po мт\ _ \ 1 ((1 пл1011юсп1ь\ т ДZ мощность , пмо/цносшь .2 _мощноан* .

Г5VхА >Х** /~ /ЛУ1 Рк )'тк 'Сне'рег__к_ч + Рк ' тк '"п "t"

(t-A)-(v* -r-clrPT-r + 1-хГА Х//ХД2)->min

В случае двухставочного тарифа, дифференцированного по зонам суток, при учете по зонам суток целевая функция F6 имеет вид:

/^Г8' *Г)= (0 - """""")-'Х cljZTT + Ч +

, Л о \ / 2 но* v начь . Л нолуинк \/q/tvwic , /1 пик хгтк | .

+А -ХГ" хг""" +к2-""" -хг))-> min

Оптимальный профиль нагрузки предприятия дожен удовлетворять ряду ограничений, обусловленных спецификой процесса энергоснабжения.

Процесс энергоснабжения предполагает наличие какминимум трехгрупп ограничений.

1. Ограничения, обусловленные положениями договора энергоснабжения:

/=1 (=i

2. Ограничения, обусловленные особенностями технологического процесса и состава производственного оборудования:

- ограничения на скорость набора (снижения) потребляемой мощности:

<sk,teTr\k = V2,

-*Г. i sk, t ТГ\ k = 1,12,

где sk- максимальная скорость набора (снижения) потребляемой мощности, определяемая исходя из особенностей технологического процесса и состава производственного оборудования;

- ограничения на допустимые значения потребляемой мощности:

PZ Х14 й ХГ_, < рт и, /Е ТГ Д = 112,

PZ Ь< х"Г, < ртп . 1V, /6 ТГ\ к = 2.

3. Ограничения, вызванные запланированными ремонтными работами производственного оборудования, режимом работы или иными организационными моментами:

= 1% ' s ТГ6-, к = \Л2, х"Г, = Щ К ' е ТГ~. к = Ц2.

Таким образом, формулируются задачи оптимизации для следующих вариантов расчетов за потребленную электроэнергию.

А. В случае одноставочного тарифа, дифференцированного по ЧЧИ, при интегральном учете задача принимает вид:

F,(xrs,xrht((l-)-*tД . +А ХJf.fri, Д)-min (1)

с ограничениями:

1, если , =:

- > 7000, Хг.

2, если 6000 < Г,,, = Ч^ < 7000,

3, если 5000 < Г, =-

4, если 4000 < Т,, =

< 6000, -<5000,

5, если 3000 < Т =^^-<4000, б если 2000 <ГД,=^-<3000,

7, если Тяг -

- < 2000,

тах{тах{л(, ^тах^"*,}} _

тД =-^-:-25!-к = 1 12

т^=тахК}

= г, -хГ5, + -аГ..* = М2.

(лI {-1

к?'.о* ' е ТГб\ * = Ц2, 'е ТГ* Л = Ш, /С-\ч<хГ:<рт и, /е Г/"5*,к = 1Д2,

РГ' * *Г, Р. "1ч, б ГГ". * = Ш,

=Ршп -к <е *=1Д2.

(8) (9)

Б. В случае одноставочного тарифа, дифференцированного по ЧЧИ, при интервальном учете задача принимает вид:

с ограничениями (2)-(9).

В. В случае одноставочного тарифа, дифференцированного по ЧЧИ и зонам суток, при учете по зонам суток задача принимает вид:

нерп _сс! _к_ мочь . _по;1у/тк уюлуник , . ] пик

^поятчк

X"' ))-+ гпш

с ограничениями (2)-(9).

Г. В случае двухставочного тарифа при интегральном учете задача принимает вид:

+ О - Д ) Хк cl-;:y_Д + t-XД trД2) min

с ограничениями:

max{max{^);maxK",}} _ mt =-^-:-,еГ" , к = 1,12, (13)

xt = п -f>r,+v;. -|>гД*=иг, (H)

rp-o _ < sk, t g Г/"5*, к = 1,12,

к Jt-* I) ~ -

И" .Д - *Г,| - sk- ' е к =

/С 1ч S jcfо, < /?тД -1ч, f б ТГ\i = U2,

рГ -1ч s хГ, < р^ч, t 6 ТГ\ к = Ц2,

= Рш, 1ч> te TF6', к = 1Д2, 1". '6 ТГ~, к = 1,12.

(16) (17)

Д. В случае двухставочного тарифа при интервальном учете задача принимает вид:

Г [Драб мс\_ \ 1 (Л_ пнсщнос1гч.\ 2 мощность , пмощиость .1 мощность ,

mW }-ZjW1 Рк )'тк ' нёрег _к ^ Рк ' тк ' 1Гп +

(1-A)-(v,-хГ-с^ГТгГ +rt xr-c\T;p

с ограничениями (13)-(17).

Е. В случае двухставочного тарифа, дифференцированного по зонам суток, при учете по зонам суток:

Г- (>.fli't> vfrl пяющность\ 2 _ мощность , пмощиость f'- .иощноань ,

r<A"ti 'хк )Ч Рк Гтк'смрсг к а ^ Рк ' тк ' "л т

+0 - А ) fer* _. Х ХГ+^ГГ" Х ХГ"+-. - ХГ)+ (19)

+ k-itr--""'-ХГ .ХГ"" +tr-ХГ))~> rain

с ограничениями (13)-(17).

Для определения тарифа, способа учета электроэнергии, режима работы и профиля нагрузки предприятия решаются задачи (! )-(9); (10),(2)-(9); (11),(2)-(9); (12)-(17); (18),(13)-(17); (19),(13)-(17) и выбирается вариант, при котором расходы на оплату электроэнергии минимальны.

3. Разработаны метод h агоритмы решения задачи оптимизации рас-

ходов на оплату электроэнергии, подразумевающие ее редукцию к серии

задач линейного программирования.

Предлагаются метод и агоритмы решения задачи оптимизации. При

этом отдельно рассматриваются случаи осуществления расчетов по односта-

вочным и двухставочным тарифам.

Метод решения задач (1)-(9); (10),(2)-(9); (11),(2)-(9); (12>(17); (18),(13)-(17); (19),(13)-(17) основан на их сведении к серии задач линейного программирования с применением классических методов линейной оптимизации и конечного перебора допустимых значений дискретных параметров энергопотребления. В частности такой перебор производится применительно к следующим параметрам:

- режиму работы предприятия, как в рабочие, так и выходные дни (например, односменный, двухсменный и трехсменный);

- времени начала смены в рабочие и выходные дни (с заданным шагом).

В качестве оптимальных принимаются тариф, способ учета электроэнергии, режим работы предприятия, профиль нагрузки и т.д., доставляющие минимальное значение целевой функции.

На примере задачи (1 )-(9) дается описание агоритма перехода от исходной формы задачи к серии задач линейного программирования, который в дальнейшем используется при решении задач (10) и (11).

В задачах (1>(9); (Ю),(2)-(9) и (11),(2)-(9) функция сл(гД,), определяющая индексы переменных, входящих в целевые функции, является кусочно-постоянной.

Целевая функция (1) записывается отдельно для каждого диапазона ЧЧИ: ^ ,(хГ,хГ)= 1(0-А . + А-X,тт,если ТД >7000,

р, ,, + А-^"-; Д)^тт,еслитД, <2000.

Учитывая, что Г,,, =ЧЧ, где Хы известно, а т.м определяется выражениями (3)-(4), записываются ограничения для почасовых объемов потребления, позволяющие попасть в соответствующие диапазоны ЧЧИ:

если Г,,>7000, тогда \/к е {1,...Д2},У/ еГД выпоняются неравенства

ХР1Л < ^ ХГод .

~ 7000' ~~ 7000'

если 6000 < ГД, < 7000, тогда Ук е {1,...,12}, Х/с е Тм выпоняются неравенства X X

хГ6, < Ч, х1"", < Чоа., и Э к' е {1,...Д2}, г е Г , при котором выпоняется хотя бы 6000 6000 1 ' '" н

одно неравенство х,?"6. > Ч^ или х"'". > Ч;

*-' 7000 *-' 7000

если ТМ1 < 2000, тогда Эк' е {1,...,12}, (еГ,, при котором выпоняется хотя

бы одно неравенство х^. > Ч^ или х!"*. >

' -' 2000 ' -' 2000

Ограничения на скорость набора (снижения) мощности, входящие в каждую из задач (1Н9); (Ю),(2)-(9); (11),(2)-(9); (12)-(17); (18),(13)-(17); (19),(13)-(17) приводятся к виду, позволяющему применять методы линейной оптимиза-

Таким образом, задача (1)-(9) сводится к следующей серии задач: ТМ1 7000

Г, Х (*Г'.*Г)=(( . +А (20)

хГ. <Ч^Ц А = 1,12,* б Г, (21)

7ПП V '

7000 7000

+ = (22) = (23)

'е 37-% * = Ц 12, -хГ^)<зк, / И = 1,12,

/С 1" 2 *г, < яЩ, -IV, < с= 7Г", к = 1,12, *Г, =/>Д,,Д'К < е 7Г", = 1,12; 6000 < ГД, < 7000

*Г )= (0 - А) - + А ху2_Д) -> тш

7000 1 -' 70С ограничения (22)-(26);

раб < < ЧА = 1Д2, г е Г (28)

6000 " 6000 " ( '

ра > у > !м_ к е 12}, (' е Г (29)

1 7000 1 -' 7000 1 '

Г,,, <2000

А тт (30)

^ > у г". > 6 {] ]2}, е Г, (31)

"2000 *-' 2000 1 '

ограничения (22)-(26).

Задача (20)-(26) является задачей линейного программирования. Для сведения задач (27)-(29),(22)-(26) и (30)-(31),(22)-(2б) к задачам линейного программирования осуществляется их рассмотрение без учета ограничений (29) и (31) соответственно. Полученные результаты решения проверяются на предает выпонения таких ограничений. В случае их невыпонения применяется сим-

плекс-метод в рамках конечного перебора, в ходе которого для каждой пары (*',/'):*'= 1,12,г'ету** и (Г,t"):k"= ij2,t"eГ,""* записывается такое ограничение. В качестве оптимального принимается решение, доставляющее минимальное значение целевой функции.

Для уменьшения размерности задач (20)<26); (27)-(29),(22>(26) и (30)-(31),(22)-(26) осуществляется их декомпозиция. В результате декомпозиции каждая задача сводится к двенадцати (по числу месяцев в году) задачам меньшей размерности, что при наличии возможности позволяет решать их паралельно. Для задачи (20)-(26) это выглядит следующим образом :

Ъ...ЖГ.-С )= О-А)-+ АХ Xfii. min (32)

^ Hizl s ,е г (33)

- 7000 *-' 7000 v

ограничения (22)-(26), записанные для рассматриваемого месяца.

Таким образом, задача (1)-(9) свелась к серии задач линейного программирования. С помощью предложенного агоритма аналогичным образом можно осуществить переход от исходной формы задач (10),(2)-(9) и (П),(2)-(9) к серии задач линейного программирования.

На примере задачи (12)-(17) дается описание агоритма перехода от исходной формы задачи к серии задач линейного программирования, который в дальнейшем применяется кзадачам (18),(13)-(17) и (19),(13)-(17).

Ограничения на скорость набора (снижения) мощности, входящие в задачи (12)-(17); (18),(13)-(17), (19),(13)-(17), преобразуются, как это было показано ранее.

Для приведения задачи (12)-(17) к виду, позволяющему приметать методы линейной оптимизации, ограничения (13) и (16) записываются следующим образом:

/>Г-Ь<*Г: <тД-lv, teTfnT^k = Ц2, рЩ -1" < гГ, - щ-1ч, t 6 ТГ" г\ТДк = 1,12,

PZ Ь * < Ршж -lv, , И ТГ6' \ТД,к = ш, рХ *Г, * Рш, 1ч, /6 тг \ТДк = 1,12, где mt (t = l,12) с заданным шагом принимает значения от ;>",'*' до ртх.

Задача (12)-(17) свелась к серии задач линейного программирования:

jrivP06 ' _ \' (fi д.нощностЛ 2 _мощиг)С111ь . п.иощииспп, __люнрюат .

Г*УСк >Хк j\\l~ Pt l'mh 'C,i,r,j к Д +Pt ~mk'K + ..

. " " (34)

+ (l-A)-(*. cl^ZTMk-X

t er,"" r\TД, к = Ц2, PZ 14 ^ xf", f/l'. I e Tf* n ГД, к = 1,12,

' __(35)

/C-lMSjtf.SiWK ге7Г'\7ДД = и2,

/С 1" i хГ, < Pm,s-и, t 6 ТГ \ги, * = 1,12, с ограничениями (22), (24), (26).

Таким образом, решение задачи (12)-(17) свелось к конечному перебору с

заданным шагом значений тк ( = 1,12) и применению симплекс-метода. В качестве оптимального принимается решение, доставляющее минимальное значение целевой функции.

Для уменьшения количества рассматриваемых вариантов при решении задачи (34),(35),(22),(24),(26) осуществляется ее декомпозиция, как это было показано ранее для задачи (20)-(26). В результате декомпозиции исходная задача сводится к двенадцати (по числу месяцев в году) задачам меньшей размерности.

По аналогии с задачей (12)-(17) предложенный агоритм решения может быть применен к задачам (18),(13)-(17) и (19),(13)-(17).

4. Создан инструментарий, реализующий разработанные метод и агоритмы решения задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии с помощью систем компьютерной агебры.

Метод и агоритмы решения задачи оптимизации реализованы в виде процедур в системе компьютерной агебры MAPLE. В частности, созданы две отдельные процедуры для решения серий задач линейного программирования, к которым сводятся задачи оптимизации для потребителей, рассчитывающихся по одноставочным и двухставочным тарифам.

Процедуры имеют следующие входные параметры: кк - номер месяца, для которого решается задача, где кк = {1,...,12}; ccii - диапазон ЧЧИ, для которого решается задача где ccii - {l,...,7}; sml -режим работы предприятия в рабочие дни месяца, где ш 1 = {0,8,16,24}; sm2 - режим работы предприятия в выходные дни месяца, где sm 2 = {0,8,16,24}; maxmoshnostfcciij - максимально допустимая мощность, позволяющая попасть в диапазон ЧЧИ ccii (только в случае решения задачи оптимизации для потребителей, рассчитывающихся по одноставочным тарифам); maxjnoshnost - максимально допустимая мощность (только в случае решения задачи оптимизации для потребителей, рассчитывающихся по двухставочным тарифам), с заданным шагом принимающая значения от рЩ до ртн; shag- шаг для перебора возможных вариантов времени начала смены в рабочие и выходные дни.

Процедуры выпоняются в циклах, осуществляющих перебор допустимых значений входных параметров (за исключением параметра s/wg').

Процедуры на основании исходных данных и значений входных параметров перебирают с заданным шагом возможные варианты времени начала смены в рабочие и выходные дни и решают соответствующие им задачи линейного программирования. На основе полученных результатов определяется оптимальный профиль нагрузки и расходы на оплату электроэнергии при различных режимах работы, тарифах и способах учета электроэнергии.

Агоритм программы для решения задачи оптимизации для случая с од-ноставочными тарифами изображен на рис.2, для случая с двухставочным и тарифами-на рис.3.

5. В ходе вычислительного эксперимента показана адекватность разработанной модели, возможность ее практического применения и положительный эффект от оптимизации расходов на оплату электроэнергии без снижения уровня энергопотребления.

Целью проведения вычислительного эксперимента является решение типовой задачи оптимизация расходов на оплату электроэнергии с использованием исходных данных и числовых значений параметров, близких к реальным и охватывающим конкретные условия, в которых работают предприятия Пермского края.

В ходе вычислительного эксперимента рассматриваются варианты осуществления расчетов по одноставочным и двухставочным тарифам с применением интегрального и интервального учета.

Результаты решения задач (1)-(9); (10),(2)-(9), (11)-(17) и 18,(13)-(17) представлены для трех различных вариантов степени свободы предприятия, а именно:

- предприятие имеет возможность менять режим работы ежемесячно;

- предприятие имеет возможность менять режим работы ежеквартально;

- предприятие не имеет возможности менять режим работы в течение года.

В случае использования интервальных приборов учета для каждого из

трех вариантов изменения режима работы определяется оптимальный профиль нагрузки в рабочие и выходные дни каждого месяца, как это показано на рис.4. Определение оптимального профиля нагрузки осуществляется как при использовании одноставочных, так и двухставочных тарифов при расчетах за электроэнергию. При этом рассчитывается стоимость электроэнергии и средняя цена 1 кВт-ч.

Месяц февраль Рабочие ш Ы\хсмашый режим Начало смены 0 часов

(бет ИДО SPT S28.00 Выходные дни трехсменный режим н. .,ДДДДД, Очаков

Риооли на микгроэнерпнопрн интервальном учете, руй (6о НДС) Ш 592.13 Средняя цена ia I к-Втч при интервальном учете, руб/

Рмхв.ты lit -гтрюпгртю H JMI интегральн.л гчетс. руб (бо АС) TOI 235.38 Средня* цена м I кВтч при интегральном учете, руб/ J.J9

Номер часа суток

2 3 9 10 11 12 13 и 17 1Я 19 21 22

пофоэлепне | рабочие ooi, кВтч 1 050 1 050 1 ООО 950 850 800 800 800 800 800 800 800 800 800 800 100 100 100 II [00 100 100 100

потребление Х к*оа>шс дни. кВтч 900 950 1 ооо 950 900 50 800 800 (00 800 800 800 00 800 800 800 СО 00 800 800 800 800 800 850

IИ потребление в рабочие дли. кВтч Я потребление в выходные дин. кВтч ]

Рис. 4. Двухставочный тариф. Огттимальный профиль нагрузки в феврале

В случае использования интегральных приборов учета для каждого из трех вариантов изменения режима работы рассчитывается ежемесячная стоимость электроэнергии и средняя цена 1 кВт-ч.

В ходе вычислительного эксперимента продемонстрировано, что сущест-

венное влияние на величину расходов на оплату электроэнергии оказывают выбранный тариф, способ учета электроэнергии, режим работы и профиль нагрузки предприятия. Учитывая существующую тенденцию по либерализации рынков электроэнергии, можно сделать вывод о том, что роль этих факторов может только увеличиваться.

Для используемых модельных данных при наличии возможности ежемесячного изменения режима работы предприятия оптимальным является осуществление расчетов по одноставочным тарифам. При неизменном режиме в течение года или его ежеквартальном изменении более предпочтительным является осуществление расчетов по двухставочным тарифам.

Кроме этого, результаты наглядно показали возможные преимущества использования интервальных приборов учета, требующих более точного и качественного планирования потребления электроэнергии.

Для используемых модельных данных, близких к реальным, оптимальным является осуществление расчетов по одноставочным тарифам при интервальном учете потребляемой электроэнергии и наличии возможности ежемесячного изменения режима работы. Снижение расходов в таком случае может достигать 24% по сравнению с довольно распространенным случаем осуществления расчетов по одноставочным тарифам при интегральном учете и неизменном в течение года режиме работы.

Существенный эффект от оптимизации расходов на оплату электроэнергии может быть достигнут в случае с предприятиями, имеющими возможность оперативно корректировать режим работы. К их числу можно отнести, например, производителей строительных материалов, предприятия машиностроительного комплекса, газоперекачивающие станции.

Найденные решения могут служить основой для планирования режима работы предприятия. В случае корректировки договорных объемов потребления задачи (1)-(9); (10),(2)-(9), (11)417) и 18,(13)-(17) могут быть решены повторно.

Таким образом, полученные в ходе вычислительного эксперимента результаты свидетельствуют об адекватности модели, возможности ее практического применения и положительном эффекте от оптимизации расходов на оплату электроэнергии без снижения уровня энергопотребления.

ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. В условиях реформирования электроэнергетики перед ее участниками возникают новые или приобретают большую актуальность существовавшие до этого задачи. Одной из таких задач является задача оптимизации расходов на оплату электроэнергии.

2. Результатом исследования данной проблемы стала содержательная детальная постановка задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии, пригодная для математического моделирования.

3. Создание теоретической и методологической базы для моделирования процессов, связанных с расчетами за электроэнергию, послужило основой для

разработки экономико-математической модели расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии и постановки соответствующей задачи оптимизации.

4. Использование методов линейной оптимизации при решении поставленной задачи стало возможным благодаря применению разработанных метода и агоритмов ее решения.

5. Разработанные метод и агоритмы решения реализованы в системе компьютерной агебры МАРЬЕ с использованием встроенного пакета решения задач линейной оптимизации.

6. Проведен вычислительный эксперимент на модельных данных, близких к реальным и охватывающих конкретные условия, в которых работают предприятия Пермского края. Результаты эксперимента наглядно продемонстрировали адекватность модели, возможность ее практического применения, положительный эффект от оптимизации расходов на оплату электроэнергии и реализуемость предложенного метода решения задачи оптимизации. Анализ результатов эксперимента показал, что для используемых модельных данных снижение расходов на оплату электроэнергии может достигать 24%.

7. В ходе вычислительного эксперимента показано, что основными факторами, определяющими среднюю стоимость 1 кВт-ч, на которые может влиять потребитель, являются выбранный тариф, способ учета электроэнергии, режим работы и профиль нагрузки предприятия.

8. Результаты вычислительного эксперимента показали, что существенный эффект от оптимизации расходов на оплату электроэнергии может быть достигнут на предприятиях, имеющих возможность оперативно корректировать режим работы. К их числу можно отнести, например, производителей строительных материалов, предприятия машиностроительного комплекса, газоперекачивающие станции.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

в изданиях, рекомендованных ВАК России

1. Миронов, Д. А. Взаимосвязь пропускной способности электросетей и узловых цен в российской расчетной модели оптового рынка электроэнергии (мощности): постановка задачи, проведение вычислительного эксперимента [Текст] / Д. А. Миронов // Вестник Тамбовского ун-та. Сер. : Гуманитарные науки. Ч 2007. - Вып. 12. - С. 382-388. Ч 0,3 пл.

2. Миронов, Д. А. Оптимизация расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии: постановка задачи, агоритм решения, вычислительный эксперимент [Текст] / Д. А. Миронов II Вестник Тамбовского ун-та. Сер.: Гуманитарные науки. - 2009. - Вып. 4. - 0,6 пл.

3. Миронов, Д. А. Моделирование деятельности субъектов оптового рынка электроэнергии: постановка задачи, проведение вычислительного эксперимента [Текст] / Д. А. Миронов // Вестник Тамбовского ун-та. Сер.: Естественные и технические науки. - 2007. - Т. 12, вып. 4. - С. 495-496. -0,1 п.л.

в других изданиях

4. Максимов, П. В. Вычислительный эксперимент в одной задаче оптимизации инвестиционной программы [Текст] / П. В. Максимов, Д. А. Миронов // Экономическая кибернетика: математические и инструментальные методы анализа, прогнозирования и управления: сб. ст. / Пермский гос. ун-т. - Пермь, 2004. - С. 71-77. - 0,25 п.л. (в т.ч. авторских 0,15 пл.).

5. Миронов, Д. А. Задача наискорейшего достижения заданной мощности системой предприятий [Текст] / Д. А. Миронов // Экономика и управление: актуальные проблемы и поиск путей решения: сб. ст. / Пермский гос. ун-т. -Пермь, 2007. - С. 99-111. - 0,35 пл.

6. Миронов, Д. А. Задача наискорейшего достижения заданной мощности системой предприятий [Текст] / Д. А. Миронов // Стратегическое планирование и развитие предприятий: секция 2: тез. докл. и сообщ. Шестого всерос. симпозиума / под ред. профессор Г.Б. Клейнера. - М. : ЦЭМИ РАН, 2005. - С 124-126.-0,1 пл.

7. Миронов, Д. А. Проблемы эффективного использования государственной собственности. Пути решения на примере отрасли электроэнергетики [Текст] / Д. А. Миронов // Современный финансовый рынок РФ: материалы IV науч.-практ. конф. (13-14 апреля 2006 г., Пермь) / Пермский гос. ун-т. - Пермь, 2006. -С. 54-58.-0,25 пл.

8. Миронов, Д. А. Оптимизация профиля нагрузки предприятия по критерию расходов на оплату потребляемой электроэнергии [Текст] / Д. А. Миронов II Экономика и управление: актуальные проблемы и поиск путей решения: материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых и студентов (Пермь, Пермский университет, 23 апр. 2008 г.). - Пермь : Изд-во Пермского гос. ун-та, 2008. - С. 61-68. - 0,35 пл.

Подписано в печать 03.04.2009. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1,2. Тираж 110 экз. Заказ /У/?

Типография Пермского государственного университета 614990. Пермь, ул. Букирева, 15

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидат экономических наук , Миронов, Денис Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕФОРМИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ.

1.1. Зарубежный опыт реформирования электроэнергетики.

1.2. Реформирование российской электроэнергетики.

1.2.1. Предпосыки реформирования российской электроэнергетики.

1.2.2. Основные направления реформирования российской электроэнергетики

1.2.3. Нормативно-правовое регулирование электроэнергетики.

1.2.4. Органы государственного регулирования электроэнергетики.

1.2.5. Основные итоги реформирования российской электроэнергетики.

Глава П. СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ И ЕЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.

2.1. Специфика расчетов за электроэнергию на розничных рынках.

2.2. Переменные и параметры.

2.3. Критерий оптимальности. Вид целевой функции.

2.4. Система ограничений.

2.5. Общий вид задачи оптимизации.

2.6. Область применения математической модели.

Глава Ш. МЕТОД И АГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ. КОМПЬЮТЕРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА.

3.1. Метод и агоритмы решения задачи оптимизации.

3.1.1. Агоритм решения задачи оптимизации для потребителей, рассчитывающихся по одноставочным тарифам.

3.1.2. Агоритм решения задачи оптимизации для потребителей, рассчитывающихся по двухставочным тарифам.

3.2. Реализация агоритмов решения задачи оптимизации.

Глава IV. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ.

4.1. Постановка эксперимента.

4.2. Анализ полученных результатов.

4.2.1. Расчеты по одноставочным тарифам.

4.2.2. Расчеты по двухставочным тарифам.

4.2.3. Основные итоги вычислительного эксперимента.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Оптимизация расходов промышленного предприятия на оплату электроэнергии: постановка задачи, агоритм решения, вычислительный эксперимент"

Актуальность исследования. Происходящие качественные изменения в отечественной электроэнергетике соответствуют общемировым тенденциям. В условиях реформирования отрасли некоторые задачи становятся все более актуальными. В связи с тем, что преобразования напрямую сказываются на потребителях электроэнергии, особое значение имеют те задачи, качество решения которых существенным образом влияет на финансово-экономические результаты деятельности потребителей. Одной из них является задача оптимизации энергопотребления, которая, как правило, предполагает разработку и принятие решений по энергосбережению, требующих определенных финансовых вложений. Тем не менее, важно отметить, что даже реализация малозатратных проектов, например, организационного характера, может дать ощутимый эффект. К их числу можно отнести проекты, обеспечивающие снижение издержек на энергоресурсы без снижения уровня энергопотребления.

В настоящее время реальная практика потребления электроэнергии существенным образом влияет на расходы по ее оплате. Исследования в области оптимизации энергопотребления велись и ранее [51, 65, 67, 78, 79, 84], однако единого подхода к решению задачи по снижению издержек на энергоресурсы без снижения энергопотребления, учитывающего изменения в отрасли последних лет, пока не выработано. В связи с этим постановка задачи оптимизации расходов на оплату электроэнергии и разработка эффективного метода ее решения представляются актуальными.

Степень научной разработанности проблемы. В настоящее время существует достаточно обширный список научных трудов по вопросам, связанным с изучением отдельных сторон исследуемой области [27, 31, 33, 35, 41, 42, 43, 53, 54, 63, 71, 77 и др.].

Электроэнергетика, будучи базовой отраслью подавляющего большинства экономических систем, всегда была объектом пристального внимания исследователей. Свидетельством этого являются работы следующих авторов: Б.Е. Ратнико ва, Л.Д. Гительмана, А.А. Макарова, JLA. Мелентьева, А.С. Некрасова, Ю.В. Синяка, Н.И. Суслова, А.И. Татаркина, В.В. Хлебникова, А.В. Хританкова, В.И. Эдельмана, С. Стофта, С.Ханта, Г. Шаттлуорта и многих других.

Вопросы, связанные с оптимизацией энергозатрат, рассматривались Б.П. Борисовым, Г.Я. Вагиным, А.Б. Лоскутовым, В.В. Михайловым, Д. Реем, С.К. Сергеевым и другими.

Экономико-математическому моделированию отдельных аспектов деятельности предприятий посвящены работы таких авторов как К.А. Брагинский, В.Н. Бурков, Ю.В.Косачев, С.М. Гуриев, И.Е. Кричевский, Н.Н. Куницына, Д.А. Новикова, Д.А. Поспелов, И.Г. Поспелов, Т.К. Сиразетдинов, А.А. Шананин и другие.

Однако, несмотря на наличие значительного количества работ по отдельным разделам исследуемой предметной области, необходимо отметить недостаточную изученность поставленной проблемы в целом и на стыках отдельных задач. В условиях либерализации рынков электроэнергии это обусловлено, прежде всего, существенными изменениями, происходящими в отечественной электроэнергетике в последние годы, которые вынуждают потребителей электроэнергии оптимизировать свои расходы на ее оплату. В связи с этим возникла научная и практическая необходимость проведения настоящего диссертационного исследования.