КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА ИСХОДНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Проблема получения методически единообразно построенной и надежной исходной информации имеет решающее значение при разработке методов оптимизации больших систем в энергетике и в том числе систем теплоснабжения городов [50]. Действительно, качество исходной информации во многом определяет точность разрабатываемых методов оптимизации развития систем и достоверность получаемых результатов.
Исходя из сущности исходных показателей, применяемых при оптимизации систем теплоснабжения городов, их можно подразделить на следующие основные группы показателей: энергетических ресурсов; энергопотребления; физико-технических, технологических, экономических, структурных, региональных и природных. Как показано в [45, 68], по свойствам исходную информацию можно подразделять па детерминированную, вероятностную и неопределенную (неполную). Информацию, известную совершенно точно (однозначно), можно называть детерминированной. Такая информация встречается, главным образом, в отношении физико-технических параметров оборудования (число агрегатов, диаметры трубопроводов, установленные мощности и т. п.). Вместе с тем, иногда некоторые данные могут быть известны еще не совершенно точно, но с точностью, достаточной 126 для практического принятия их однозначными. В таких случаях можно говорить, по-видимому, о практически детерминированной информации.
Информацию, имеющую вероятностный характер, для которой известно вероятностное описание (функции распределения, кривые плотности или ряды распределения, кривые обеспеченности и т. п.), предлагается называть вероятностной. Такую информацию можно получить, если имеется достаточная статистика о поведении соответствующих величин в прошлом. В некоторых случаях закон распределения удается получить теоретическим путем на основании детального анализа явления или ситуации. Однако следует отметить два обстоятельства. Во-первых, имеющийся статистический материал, как правило, бывает недостаточен для получения совершенно точных вероятностных характеристик. Во-вторых, данные за прошлый период не всегда могут в полной мере экстраполироваться на будущий период. В связи с этим очень часто имеется некоторая погрешность в вероятностных характеристиках таких величин. Если погрешность в вероятностном описании может повлиять на результаты решения рассматриваемой задачи, то соответствующие величины следует считать частично неопределенными. Такие показатели могут задаваться интервалом значений (от — до) или некоторым наиболее вероятным значением и диапазоном возможных отклонений от него. Например, удельные капиталовложения в районную котельную производительностью 850—1300 ГДж/ч (200—300 Гкал/ч), работающую на газомазутном топливе, могут составлять 3—3,6 тыс. руб (ГДж/ч)-1 [12— 15 тыс. руб (Гкал/ч)-1].
Неопределенная (неполная) информация не является детерминированной или вероятностной. Источниками ее неопределенности могут быть погрешности, связанные с новыми открытиями энергетических ресурсов, неоднозначностью проявления технического прогресса в народном хозяйстве, отклонениями в выполнении производственных планов и др. Практически такая информация может быть задана несколькими альтернативами, характеризующими разные внешние условия развития системы. Например, при перспективном проектировании системы теплоснабжения ими могут быть условия топливоснабжения ТЭЦ (работа энергетических котлов на твердом или на газо-мазутном топливе). С учетом возможных проявлений исходная информация может быть дискретной, целочисленной или непрерывно изменяющейся. Дискретность прежде всего вызывается наличием шкалы типоразмеров на оборудование (например, для турбин, энергетических и водогрейных котлов) и шкалы стандартов по диаметрам для тепловых сетей и др. Целочислениость некоторых исходных показателей определяется тем, что они могут быть только целыми числами. Например, число турбин, котлов на ТЭЦ не может быть дробным. Кроме того, необходимо отмстить нелинейность взаимосвязей отдельных исходных показателей, прежде всего приведенных затрат в объекты системы теплоснабжения (ТЭЦ, районные отопительные и промышленно-отопительные котельные, тепловые сети) от их производительности (см. рис. 1-3).
Показатели располагаемых энергетических ресурсов, как правило, могут быть определены при оптимизации общеэнергетической системы страны и отдельных экономических районов. В силу неоднозначности большей части исходной информации, используемой при оптимизации общеэнергетической системы, невозможно получить единственное решение по размерам добычи или возможным объемам использования для отдельных отраслей народного хозяйства и крупных промышленных центров тех или иных видов энергетических ресурсов. В этих условиях показатели энергетических ресурсов могут быть заданы в виде возможных значений.
Показатели тепло- и электро-потребления объединяют собой энергопотребление относительно небольших или крупных потребителей и поэтому носят массовый характер. При определении суммарной тепловой нагрузки районов или в целом города на перспективу, представляющей собой суммарное те-плопотребление таких потребителей, возможна погрешность, которая может возрастать с увеличением длительности расчетного периода, т. с. некоторые отклонения ее от запланированного значения. В большей мере эти отклонения могут иметь место при рассмотрении вариантов «размещения» тепловой нагрузки по территории города (в связи с возможными изменениями последовательности застройки отдельных районов). В этой связи тепловую нагрузку города, так же как и его электропотребление, следует задавать диапазоном допустимых значений, т. е. рассматривать как частично неопределенную величину. В то же время такие исходные показатели, как физнко-техчические, носят явно выраженный дискретный, целочисленный характер и их значения определены существующими нормативами. При решении задач оптимизации систем теплоснабжения они могут приниматься практически детерминированными. Для технологических показателей (например, к. п. д. энергетических установок и др.), исходя из данных эксплуатации, могут быть определены интервалы их возможных значений. Также представляется возможным принимать с некоторым интервалом значения экономических показателей. В частности, замыкающие затраты на топливо и электроэнергию, определяемые при оптимизации топливно-энергетического комплекса страны, для данного города или промышленного центра обычно задаются диапазоном возможных значений. На - основании опыта прошлого могут быть установлены пределы отклонения фактических значений капиталовложений в объекты системы теплоснабжения от их нормативных (проектных) значений, а внутри этих пределов — в ряде случаев наиболее вероятное значение. Обоснованно могут быть установлены статистические закономерности изменения геофизических показателей, оказывающих существенное влияние на функционирование систем теплоснабжения городов [4, 73].
Структурные показатели также могут изменяться во времени, и заранее эти изменения предусмотреть невозможно. По-видимому, эти показатели могут быть заданы интервалом значений, т. е. выражены в частично неопределенной форме.
Анализ, выполненный по системам теплоснабжения городов, показал, что структура исходных показателей с точки зрения их достоверности изменяется в зависимости от временного разреза изучения рассматриваемых систем. Это видно из построений рис. 5-1. Здесь за 100% принято общее число исходных показателей для каждого из рассмотренных временных разрезов изучения этих систем (7=1, 5, 10 и 15 лет). Из этих построений видно, что частично неопределенная информация составляет около 70% при 7=15 лет п 30% при 7=1 год. Удельный вес информации о вероятностных величинах незначителен (около 5%). Объем исходных, показателей также существенно зависит от временного аспекта изучения систем (рис. 5-2).
В общем виде характер изменения исходных показателей (отклонений их фактических значений от проектных) показан на рис. 5-3 (пунктирные линии). В процессе развития системы теплоснабжения происходит уточнение численных значений исходных данных, приводящее к существенному сужению диапазона их изменений (рис. 5-3, сплошные линии). Таким образом, основные исходные данные на перспективу 15 и 10 лет должны задаваться не детерминированно, а диапазоном возможных значений, на 5 лет вперед — с несущественным «разбегом».
