Учебное пособие 2166

построенная не на законе Бернулли, а на расходных характеристиках фиктивных участков, формирующих режим потребления ЦП:

F = ∑(Qjfz −Qjf )2 +λ( ∑Qjfz − ∑Qjfz ).

j JH	j Jη	j Jπ	(9)

После аналогичных преобразований (9) получаем новую систему нормальных уравнений, той же размерности (е – 1):

( Q 1 fz −Q1f )−(Q2fz −Q2f )= 0 ;
( Q 1 fz −Q1f )−(Q3fz −Q3f )= 0 ;			(10)
		.
..........( Q fz −..........Q f )−(..........Q fz −Q..........f )= .......0
1 1	e e

Приведем полную модель оперативного управления для второй версии целевой функции водоснабжающей системы, рис.1:

h

[Сp×n1

Cp×n1D

Cp×n 2 ]×

n1×1

= [M p×g ]×[H)g×1 ];

hn1D×1

hn 2×1

h

[Kr×n1

Kr×n1D

Or×n2 ]×

n1×1

= [0];

(11)

hn1D×1

0

Q

[Am×n1

Am×n1D

Am×n2 ]×

n1×1

= [0];

Qn1D×1

Qn2×1

0

0

[O(e−1)×n1

E(e−1)×n 2 ]×

= [O(e−1)×n1

O(e−1)×n1D

E(e−1)×n2 ]×

,

O(e−1)×n1D

0

0

z

Qn2×1

Qn 2×1

где Qjz , j =1,2,...,n2

–

задаваемый пользователем

режим

водопотребления через

энергоузлы системы (то есть через фиктивные участки); [E] - матрица нормальных уравнений, составленная из единичных элементов и содержащая в каждой строке по два элемента противоположного знака; g - полное число энергоузлов системы с фиксированным потенциалом, включая энергоузлы –источники.

Модель оперативного управления (11) содержит две подмодели: а – топологическую в форме цепных, контурных и узловых балансовых уравнений, отображаемых квадратной матрицей размера (p+r+m)×(n1+n1D+n2)=(g-1+ +r+m)×n=n×n и б – оптимизационную,

отображаемую матрицей нормальных уравнений, размера (е - 1)×n1D. Число неизвестных равно n(Qi)+n1D(Si). Для сохранения квадратной конфигурации объединенной матрицы (11) необходимо, чтобы на одном участке (например 5-6, рис.1) из общего числа е, формирующих

142

режим потребления ЦП, был установлен дроссель с известным, фиксированным сопротивлением Si = Const , то есть δSi = 0. При заданном пользователем режиме

водопотребления Qjfz , j JH могут быть определены необходимые значения Si (для е – 1

участка) решением системы уравнений (11). Один из участков, согласно постановки задачи, является неуправляемым, а исполнение прогноза расхода через этот участок – плохо предсказуемым. Это является источником основной погрешности модели оперативного управления, обусловленной «человеческим фактором».

Линейная модель оперативного управления, полученная линеаризацией (11):

			αh				0		0
[Сp×n1			]		n1
	Cp×n1D	Cp×n2			0		αhn1D		0
					0		0		αhn2

δ

hn1

0

0 0

Qn1×1

)

δ

+

0

hn1D

0

δ

n1D×1

=[Mp×g ] [(H)δ

g×1)];

Qn1D×1

S

H

δQn2×1

0

0

hn2

0

					αhn1				0		0		δ							hn1				0		0 0
																Qn1×1
[Kr×n1		Kr×n1D		Or×n2	]															+													=[0];
																												δ		n1D×1
														δ
							0		αhn1D		0				Qn1D×1							0		hn1D		0			S
							0		0		αhn2					0						0		0		hn2			0

Qn1

0

0

δ

Qn1×1

[Am×n1

Am×n1D

Am×n2

]×

0

Qn1D

0

δ

Qn1D×1

0

0

Qn2

δQn2×1

[O(e−1)×n1		O(e−1)×n1D	0			0		0		0
						0
			E(e−1)×n2 ] 0					0		0
			0			0		Qn2		δQn2×1

= [0];

(12)

=

=[O(e−1)×n1		O(e−1)×n1D		0			0		0
							0		0
				E(e−1)×n2 ] 0
									z
				0			0		Qn2

			0
			0			;
				z
	δQn2×1

где Qi(k ) = Qi(k−1) +Qi(k−1)δ		(k ) ; Si(k ) = Si(k−1) + Si(k−1)δ
			Si(k ) .
	Qi
В отличие от (1), в модели (12) возмущение δSi (δ
					Si ) , i=1,2…..,n1D отнесено				к
зависимым, а составляющие прогноза потребления ЦП Qjz (δ								jz ) , j=1,2…..,n2 –	к
							Q

независимым переменным. Это использовано для формирования обратной связи между задаваемым пользователем режимом потребления и величиной возмущающих воздействий, передаваемых на исполнительный орган УД. В основе означенной обратной связи лежит система нормальных уравнений. Иными словами обратная связь позволяет упорядочить, в

отличие от (1), множество δSi , i ID , с помощью оптимизационного механизма МНК.

Поскольку (11), (12) содержат в своем составе модель возмущенного состояния, то в случае применения в качестве источников центробежных насосов, необходимо дополнительно вводить уравнения узловых балансов для насосных ЭУ-источников, по

143

аналогии с (2), позволяющих сформировать фиксированные узловые потенциалы означенных ЭУ с помощью напорных характеристик.

Модель оперативного управления в результате итерационного решения системы уравнений (12) определяет значение Si , i ID , что позволяет произвести настройку

множества ID управляемых дросселей и добиться исполнения прогноза режима потребления ЦП.

Если модель оперативного управления дает «фотоснимок» состояния системы в реальном масштабе времени, то дроссельные характеристики позволяют добиваться исполнения прогноза режима потребления.

Дроссельная характеристика QDj =ϕj (SDj ) , являясь «продуктом» модели оперативного

управления позволяет, не прибегая к многократному (итерационному) решению системы уравнений (12), настраивать соответствующее множество УД по команде из компьютерного центра или АРМ диспетчера (здесь SDj – коэффициент гидравлического сопротивления дросселя j).

Если множество ID дросселей контролируют потребление ЦП через соответствующее множество энергоузлов (потребителей), то можно утверждать что дроссельные характеристики являются явной формой взаимодействия между режимом потребления ЦП и гидравлической настройкой УД. Возникает однако вопрос, является ли дроссельная характеристика устойчивой формой взаимодействия с режимом потребления. Ведь каждый конкретный дроссель функционирует в условиях гидравлического взаимодействия с остальными дросселями и не является ли это взаимодействие дестабилизирующим фактором, «размывающим» дроссельную характеристику. Иными словами, применимо ли понятие «дроссельная характеристика» к такой сложной и многоэлементной системе с глубокими внутренними связями, как например гидравлическая сетевая система.

Для системы водоснабжения второго подъема, питаемой от двух водонапорных башень с восьмью УД, контролирующими режим потребления, была предпринята попытка формализации дроссельных характеристик на основе модели (1), путем внесения возмущений δSi в гидравлическую настройку дросселей, в пределах 86% от исходных значений Si [3]. Неупорядоченный характер вносимых возмущений в области прямого анализа привел к потере индивидуальности и однозначности зависимостей QDj =ϕj (SDj ) для

отдельных дросселей, например рис.2.

Формализация дроссельных характеристик на основе модели оперативного управления (11), (12), то есть для области обратного анализа, выполнена по результатам вычислительного эксперимента (алгоритмический язык Delphi5) на примере системы водоснабжения второго подъема, оснащенной новыми стальными трубами с водонапорной башней и 4-мя УД, установленными на ответвлениях от кольцевой структуры сети к энергоузлам системы, рис.1. Прогноз водопотребления формируется 5-ю априорно заданными значениями Qjfz (Q2fz−11 ,Q4fz−12 ,Q6fz−13 ,Q10fz−15 ,Q8fz−14 ), с отклонениями от исходных в

пределах 86÷120%. По результатам моделирования синтезированы четыре дроссельных характеристики, рис.3, отличающиеся устойчивой индивидуальной конфигурацией и дисперсией, не превышающей 2%. Дисперсия дроссельной характеристики конкретного УД обусловлена во-первых погрешностью метода, во-вторых совокупным влиянием гидравлической настройки остальных дросселей. Она и определяет погрешность прогноза потребления ЦП.

Суммируя результаты двух экспериментов можно прийти к выводу, что модель оперативного управления минимизирует дисперсию дроссельных характеристик в силу настройки дросселей не на произвольные гидравлические сопротивления а, благодаря

144

обратной связи, в окрестности задаваемого пользователем режима потребления по каждому энергоузлу системы.

Рис.3. Дроссельные характеристики системы водоснабжения

1 −QD(1−2) = ϕ1[SD(1−2) ]; 2 − QD(7−8) = ϕ2[SD(7−8) ]; 3 − QD(3−4) = ϕ3[SD(3−4) ]; 4 −QD(9−10) = ϕ4[SD(9−10) ];

●,x - 1-я и 2-я версии целевой функции соответственно.

Использование программного продукта на основе модели оперативного управления или дроссельных характеристик позволяет осуществлять гибкую взаимосвязь между режимом водопотребления и АРМ диспетчерских служб в рамках функционирования АСУ ТП РВ. Однако для использования дроссельных характеристик необходим их предварительный синтез с последующими поправками, вносимыми в режиме мониторинга. Поэтому остается достаточно привлекательным оперативное управление на основе моделей (11), (12), которые, однако, нуждаются в определенной алгоритмической рационализации, рассмотренной ниже.

Одним из путей повышения точности прогноза водопотребления в рамках модели оперативного управления является внесение поправки в одно из нормальных уравнений, содержащих неуправляемый участок. На нем хотя и не предусмотрена, согласно постановке задачи, установка УД, прогноз расхода воды через него является обязательным. Если отступить от этого правила и вместо «сомнительного» прогноза ввести на итерации (к) расход, полученный из решения системы уравнений (12) на итерации (к – 1), размерность системы нормальных уравнений при этом не изменится, так как одно число заменено другим. Рассмотрим ниже сущность этой поправки.

Допустим, что в системе нормальных уравнений (10) на участке, обозначенном индексом «е» не предусмотрена установка УД. Тогда, согласно постановки задачи, соответствующее уравнение запишется так (вторая версия целевой функции):

Q f −Q f = Q fz −Q fz ,

(13)

1

e

1

e

или в относительных отклонениях

Q f (k −1)δ

f (k ) −Q f (k −1)δ

f (k ) =Q fz(k −1)δ

fz(k ) −Q fz(k −1)δ

fz(k ) .

Q

Q

Q

Q

(14)

1

1

e

e

1

1

e

e

145

Последнее слагаемое в правой части (13), (14) не поддается прогнозу. Поэтому предлагается записать это (единственное) нормальное уравнение в следующей редакции:

Qf (k −1)δQ f (k) −Qf (k −1)δQ f (k) =Qfz(k −1)δQ fz(k) −Qf (k −1)δQ f (k −1) ,

1 1 e e 1 1 e e (15)

вторые слагаемые в левой и правой частях равенства (15) не сокращаются, так как они определены на разных итерациях.Такая форма записи нормального уравнения исключает ошибку пользователя в прогнозе расхода через неуправляемый участок и снижает погрешность исполнения прогноза режима потребления до 2%, исключая тем самым влияние «человеческого фактора».

Выводы

Предложена модель оперативного управления гидравлическими трубопроводными системами, формализованная на основе модели возмущенного состояния и методе наименьших квадратов.Объединение двух подходов (аналитического и МНК) позволяет добиваться исполнения прогнозов потребления на муниципальном уровне, в рамках функционирования АСУ ТП.

На основе модели оперативного управления может быть организован синтез дроссельных характеристик исполнительных органов системы управления, позволяющих, при известном прогнозе потребления, управлять потреблением ЦП в режиме мониторинга.

Результаты вычислительных экспериментов подтверждают работоспособность предлагаемого метода моделирования для двух версий целевой функции.

Библиографический список

1. Панов М.Я. Моделирование возмущенного состояния гидравлических систем сложной конфигурации на основе принципов энергетического эквивалентирования / М.Я. Панов, В.И. Щербаков, И.С. Квасов // Изв. РАН. Сер. Энергетика. - 2002. - №6, С.130-137.

2.Евдокимов А.Г. Потокораспределение в инженерных сетях / А.Г. Евдокимов, В.В. Дубровский, А.Д. Тевяшев. - М.: Стройиздат. – 1979. - 199 с.

3.Панов М.Я. Моделирование, оптимизация и управление системами подачи и распределения воды / М.Я. Панов, А.С. Левадный, В.И. Щербаков, В.Г. Стогней. - Воронеж.: Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т, Воронеж. гос. технич. ун-т. 2005.- 489 с.

The bibliographic list

1. Panov M.Ya.Modelling a disturbed condition of hydraulic systems of complex configurations on the basis of power equivalence principles / M.Ya.Panov, V.I.Shcherbakov, I.S.Kvasov // News. The Russian Academy of Science. Energetics.-2002.-№ 6, p.p.130-137.

2.Evdokimov A.G. Flow distribution in engineering networks / A.G.Evdokimov, V.V.Dubrovsky, A.D.Tevjashchev. – Moscow .: construction edition, 1979 - 199 p.p.

3.Panov M.Ya. Modelling optimization and management water systems submission and distribution / M.Ya.Panov, A.S. Levadny, V.I.Shcherbakov, V.G.Stogneti.- Voronezh: Voronezh State University of Architecture and Civil Engineering, Voronezh state Technical University. 2005.- 489 p.p.

Ключевые слова: математическая модель, гидравлически система, оперативное управление, режим потребления, исполнение прогноза, управляемые дроссели

Key words: mathematical model, Hydraulic system, operative managing, a consumption regime, controlled

throttles

146

УДК 620.3

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения Д.М. Чудинов Магистрант кафедры организации строительства, экспертизы и управления недвижимостью К.Н. Сотникова Магистрант кафедры теплогазоснабжения М.Ю. Морозов Студент С. В. Чуйкин

Россия, Воронеж, тел. [phone] e-mail: [e-mail]

The Voronezh State University of Architecture and Construction

Ph. D. in Engineering, Assoc. Prof. of Heat and Gas Supply Department D.M. Chudinov Post-graduate of department of organisation of building, examination and management of the real estate K.N. Sotnikova Post-graduate of department of heat and gas supply M.Y. Morozov

Student S. V. Chuikin

Russia, Voronezh, tel. [phone]

Д.М. Чудинов, К.Н.Сотникова, М.Ю. Морозов, С.В. Чуйкин

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОБОСНОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ЭНЕРГОКОМПЛЕКСА НА БАЗЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Приведено описание алгоритма обоснования структуры энергокомплекса на базе возобновляемых источников энергии с традиционным дублером-доводчиком.

D.M. Chudinov, K.N. Sotnikova, M.Y. Morozov, S. V. Chuikin

WORKING OUT OF ALGORITHM OF A SUBSTANTIATION OF STRUCTUREOF POWER COMPLEX ON THE BASIS OF RENEWED ENERGY SOURCES

The description of algorithm of a substantiation of structure of a power complex on the basis of renewed energy sources with the traditional doubler is resulted.

Технический потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ) составляет около 4,6 млрд т у. т./год, что в пять раз превышает объем потребления всех топливноэнергетических ресурсов России, а экономический потенциал определен в 270 млн т у. т., что составляет около 25 % от годового внутреннего потребления энергоресурсов в стране.

Экономический потенциал ВИЭ постоянно увеличивается в связи с непрерывным удорожанием традиционного органического топлива и сопутствующими его применению экологическими проблемами.

Вместе с тем ВИЭ могли бы внести существенный вклад в решение следующих актуальных задач:

–теплоснабжениеавтономныхпотребителей, расположенныхвнецентрализованныхсистем;

–сокращение объемов транспортировки жидкого топлива в труднодоступные районы и на Крайний Север при одновременном повышении надежности теплоэнергетических объектов;

–повышение надежности теплоснабжения населения и производства (особенно сельскохозяйственного) в зонах централизованного энергоснабжения (главным образом в дефицитных энергосистемах) во время аварийных и ограничительных отключений;

–сокращение вредных выбросов от теплоэнергетических установок в отдельных городах и населенных пунктах.

Необходимо, однако, отметить: возобновляемые источники энергии и, в первую очередь, солнечная энергия, имеет существенный недостаток, заключающийся в нестабильности их работы. Повышение стабильности и надежности энергоснабжения от не-

147

традиционных источников энергии зависит от правильного выбора накопителей энергии (аккумуляторов) и определения оптимальных режимов их работы.

Комбинированный энергокомплекс (КЭК) представляет собой интегрированную полиэлементную структуру, которая состоит из нескольких автономных структур, работающих, в свою очередь, независимо (в моноструктурном режиме) или совместно (в биструктурном режиме), при различном соединении ее основных элементов (рис. 1).

Всолнечной системе 1 происходит поглощение и аккумулирование солнечного излучения. Солнечный контур, кроме солнечного коллектора, содержит собственный аккумулятор теплоты, насосы, регулирующие клапаны, фильтры, теплообменники и системы контрольно-измерительных устройств и автоматики.

Вмоноструктурном режиме работы по замкнутой схеме солнечная система 1 используется для отопления. Тепловая энергия может передаваться потребителю непосредственно от бака-аккумулятора, или с использованием трансформатора теплоты - теплового насоса 3, что обеспечивает повышение уровня температуры теплоносителя на входе к контуру теплового потребителя 4. В моноструктурном режиме работы грунтовой системы 2 грунтовые теплообменники отбирают теплоту, аккумулированную в почве, и передают ее тепловому потребителю 4 на более высоком уровне, что осуществляется с помощью теплового насоса 3. Биструктурная система теплоснабжения позволяет использовать совместно два разнородных возобновляемых источника энергии, которые по своим естественным свойствам способны, в случае дефицита, к взаимной компенсации друг друга и некоторому сглаживанию неравномерности теплопотребления. В биструктурной конфигурации энергосистемы, благодаря наличию двух испарителей теплового насоса, создаются благоприятные условия для утилизации низкопотенциальной энергии, которая поступает от двух независимых естественных источников - солнца и грунта (почвы).

Вэтом случае тепловой насос выполняет роль трансформатора теплоты одновременно для обоих источников возобновляемой энергии (рис. 2). Анализ комплексных гелиогрунтовых теплонасосных систем биструктурной конфигурации показал, что они перспективны как в энергетическом, так и в экономическом отношении и представляют интерес для энергосберегающих технологий.

Вслучае дефицита возобновляемой энергии и недостаточной мощности теплового насоса конфигурация системы предусматривает возможность включения в работу резервного источника традиционной энергии (дублера) для обеспечения нагрузки теплового потребителя на необходимом уровне комфорта. Поскольку система теплоснабжения на основе возобновляемых источников энергии является низкопотенциальной (температурный уровень теплоносителя 40...50°С), должно быть предусмотрено использование отопительных устройств с увеличенной поверхностью нагрева. В качестве резервного источника энергии может быть принят электрический обогреватель, который включается в работу в случае дефицита возобновляемой энергии, когда невозможно поддерживать тепловые требования потребителя на надлежащем уровне.

		3		4
1						5

2

Рис. 1. Обобщенная схема КЭК: 1 – солнечная система; 2 – грунтовая система; 3 – тепловой насос; 4 – система теплоснабжения; 5 – источник традиционной энергии (дублер)

148

Рис.2. Принципиальная схема применения тепловых насосов и ВИЭ в системе энергоснабжения города

Таким образом, в рамках задач проектирования такого рода комбинированного энергокомплекса должны рассматриваться вопросы, связанные с выбором оптимального состава и параметров преобразователей возобновляемой энергии, которые наилучшим образом должны удовлетворять поставленной цели. Под преобразователями возобновляемой энергии в этом случае понимаются различные солнечные коллекторы, вариации конструкций тепловых труб грунтовых теплообменников и т.п.

В качестве целей разрабатываемого алгоритма САПР энергокомплекса должны рассматриваться задачи по оптимальному выбору состава и параметров преобразователей возобновляемой энергии, для работы в комбинированной энергосистеме или автономно.

При известной сложности задач проектирования каждого вида источников теплоты в отдельности (традиционных, солнечных и грунтовых), задача проектирования комбинированного энергокомплекса по мощности множества рассматриваемых альтернатив является еще более сложной. Поэтому актуальность разработки алгоритма обусловлена также и необходимостью получения инструментария, позволяющего эффективно и быстро решать возникающие задачи такого рода.

Отсутствие необходимой методики не позволяет в полной мере решать задачи, связанные с комплексным использованием возобновляемых источников энергии. Существующие в настоящий момент исследования показывают качественную эффективность совместной работы возобновляемых источников энергии, в то время как для практического совместного использования возобновляемых источников энергии необходимо перейти к количественным характеристикам данных систем.

Поэтому возникла задача построения методики проектирования энергокомплекса, позволяющей:

-с единой позиции производить синтез облика проектируемого объекта и вести его экспертизу. При этом энергокомплекс может иметь различный состав "преобразователей, различный режим работы (работать в энергосистеме или автономно) и оборудование;

-уменьшать размерность возникающих задач за счет того, что каждый эксперт, задействованный в проекте, может работать с моделью только одного объекта, не затрагивая остальные объекты энергокомплекса.

Основной целью проектирования является формирование облика технического объекта (ТО), отвечающего необходимым требованиям. Формирование облика объекта включает два основных этапа:

1. Формирование исходного варианта требований к проектируемому объекту.

2. Синтез облика объекта по сформированным требованиям.

Задачу синтеза в общем случае можно классифицировать по целям, которые должны быть достигнуты в ходе выполнения задачи. В соответствии с данной классификацией

149

основными вариантами синтеза являются: параметрический синтез; схемный синтез; алгоритмический синтез.

Синтезом облика проектируемого технического объекта будем называть процесс задания вариантов возможных альтернатив и отыскание среди них оптимальных.

Техническое задание содержит множество требований (критериев), которым должен соответствовать проектируемый объект.

Структуру системного проекта, в рамках которого осуществляется синтез облика проектируемого объекта, можно представить в следующем виде (рис. 3).

Поэтому минимальный набор критериев, по которым может быть оценен облик технического объекта, может быть представлен в следующем виде:

1.Степень функционального соответствия системы требованиям.

2.Степень технического соответствия системы требованиям.

3.Степень экономического соответствия системы требованиям.

На сегодняшний день известны два класса методов решения задачи синтеза облика технического объекта: трансформационный метод и морфологический метод. Различие методов синтеза заключается в различном подходе к генерации альтернатив облика технического объекта. При трансформационном подходе синтез облика ТО осуществляется путем тех или иных преобразований (улучшений) прототипа ТО.

Генерация альтернативы

БГ ВМП ТМП ЭМП МРП

Среда целеполагания

Среда реализации

Рис. 3. Структура системного проекта:

БГ - базовые гипотезы (положения, из которых происходит построение проекта); ВМП - виртуальная модель процесса (формальное описание проекта). В качестве виртуальной модели процесса может

рассматриваться система функций системы; ТМП - техническая модель процесса (проекция получаемого проекта на современные технические средства реализации); ЭМП - экономическая модель процесса (экономическая оценка проекта); МРП - модель реализации процесса (модель реализации проекта)

Морфологический подход подразумевает получение морфологического множества возможных решений, реализующих каждую функцию проектируемого объекта, и поиск оптимального варианта компоновки данных решений.

Наличие нескольких критериев, по которым оценивается проект, в общем случае требует использования специального математического аппарата, позволяющего корректно сравнивать полученные альтернативы. В качестве такого аппарата может быть использован механизм векторной оптимизации.

Многомерную альтернативу можно представить как точку в n-мерном пространстве (вектор) х = (x1,..., xn), где xi , i =1,2,...,n могут трактоваться как компоненты альтернативы. В дальнейшем вектор х будем называть вектором альтернатив.

Качество решения, оцениваемое m скалярными критериями, может быть представлено в виде вектора эффективности r =(r1, ..., rm), где ri - оценка решения по i-му локальному критерию. Данный вектор связан с вектором альтернатив следующим функциональным

отображением:
F: x=>r.	(1)
150

Отображение F может быть заданно аналитически (детерминировано или вероятностно), статистически или эвристически (экспертные оценки).

Если х* обозначить наилучший из векторов альтернатив, то задача векторной

оптимизации будет иметь вид:
х*= arg opt (F(x)),	(2)
где х - вектор, принадлежащий пространству многомерных альтернатив;
х* - оптимальное решение, принадлежащее допустимому множеству альтернатив (X);
opt - оператор оптимизации вектора r равного, соответственно, F(x);

arg - оператор, проецирующий значения компонент вектора r на значения компонент вектора х.

Основные проблемы решения уравнения заключаются в определении структуры и параметров функционалов, операторов и множеств, входящих в вышеприведенное выражение.

Основными трудностями при этом являются:

1.Нормализация критериев принятия проектных решений (оценка полезности альтернативы).

2.Определение принципа оптимальности.

3.Учет приоритета критерия.

4.Построение соответствующей процедуры отыскания оптимального решения задачи.

Внекоторых задачах удается перейти от вектора эффективности принятия проектных решений к обобщенному критерию. Данный критерий получил в научной литературе название - "функция полезности".

Важно отметить, что есть методы выбора лучшей альтернативы и без построения обобщенного критерия.

Каждая альтернатива имеет свое значение компонент в векторе эффективности, при этом скалярное значение каждого компонента в этом векторе различно. Следовательно, необходимо ввести процедуру нормализации каждого значения компонента вектора эффективности, для сравнения степени пригодности альтернатив между собой. Для учета различной степени значимости локальных критериев используют различные способы задания приоритетов.

Наиболее часто в качестве принципов многокритериальной оптимизации в контексте задач проектирования используются следующие принципы [1]:

1.Принцип Чебышевской равномерной оптимизации.

2.Принцип дифференциальной оптимальности.

3.Принцип пессимизма – оптимизма.

4.Принцип равномерного приближения к идеалу.

5.Принцип интегральной оптимальности.

6.Метод Парето.

Наличие различных принципов оптимальности связано с различными требованиями к результату оптимизации. Так, принцип равномерного приближения к идеалу допускает компенсацию относительно плохих значений части локальных критериев хорошими оценками. В то же время принцип Чебышевской равномерной оптимизации не допускает данной компенсации и ориентируется на получение гарантированного результата.

Методы, используемые в САПР комплексной ВИЭ, определяются задачами, решаемыми в рамках САПР. Поэтому необходимо провести классификацию данных задач. На рис. 4 показана схема, связывающая задачи, которые должны решаться в рамках САПР комплексной ВИЭ со структурными особенностями использования энергокомплекса (ЭК).

Задачи проектирования энергокомплекса можно классифицировать: на задачи, в которых рассматриваются только типовые технические решения (М); на задачи, в которых прорабатываются индивидуальные решения (Е) и задачи смешанного типа (СМ). Под

151