Відділ №1
Завідувач відділу НЕЧАЄВА Тетяна Петрівна
канд. техн. наук
тел.: 294-67-20
E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Найбільш вагомі результати фундаментальних і прикладних досліджень, які отримані у відділі
2017 рік
1. Виконано перегляд моделей рівноважних цін і випусків в теорії міжгалузевого балансу (моделі «input-output», «витрати-випуск», В.В. Леонтьєва), віднайдені нові моделі для векторів цих величин. Установлені фундаментальні властивості основних матричних форм в системах рівнянь міжгалузевого балансу (ранги матриць, залежність рангів від векторів правих частин, багатозначність і властивості рішень). Теоретичні результати верифіковані на даних таблиць «витрати-випуск» в Україні за 2012 рік (акад. НАН України М.М. Кулик).
2. З урахуванням світових тенденцій розвитку електроенергетики та вимог, які висуває прогнозування на глибоку перспективу, вдосконалено моделі життєвого циклу технологій генерації електроенергії, до яких введено функціональні залежності зміни питомих капіталовкладень у часі протягом горизонту прогнозування, враховано траєкторії змін вартості палива і шкідливих викидів та їх показники. Це дозволило адекватно визначати економічні показники технологій, які будуть вводитись в експлуатацію протягом прогнозного періоду. Запропоновано нову математичну модель оцінки перспектив впровадження нових генеруючих потужностей в ОЕС України, яка формалізована як оптимізаційна з цілочисельними змінними, що дозволяє визначати динаміку процесів введення потужностей та визначати необхідні для цього інвестиції (І.Ч. Лещенко, Т.П. Нечаєва).
3. Запропоновано новий методичний підхід для дослідження довгострокового розвитку та функціонування системи газопостачання країни, який відрізняється від існуючих використанням взаємоузгоджених математичних моделей трьох типів – моделей життєвого циклу основних технологічних об’єктів видобування, транспортування та зберігання газу у детерміновано-стохастичній постановці, імітаційної моделі формування транзитних потоків через газотранспортну систему України та оптимізаційної моделі прогнозування розвитку газової галузі. Розроблену систему математичних моделей газової галузі програмно реалізовано в межах підсистеми «Матриця» програмно-інформаційного комплексу «Піраміда-V», що дозволило проводити комплексні дослідження перспектив функціонування і розвитку та можливостей реконструкції системи газопостачання України в сучасних умовах (І.Ч. Лещенко).
4. На основі удосконалених математичних моделей сформовано та досліджено критичні сценарії розвитку енергетики країни, пов’язані з недостатнім інвестуванням в енергетичні об’єкти. Встановлено, що недостатнє інвестування може привести до колапсу галузі вже після 2030 р., коли почнеться широкомасштабне виведення з експлуатації застарілих потужностей. Впровадження технологій на природному газі низької капіталоємності не вирішить проблеми заміщення вибуваючих ТЕС та АЕС, а їх експлуатація у режимах, наближених до базового, приведе до суттєвого зростання використання природного газу, що значно підвищить рівень енергетичної залежності країни. Для стійкої екологічно-прийнятної роботи енергосистеми необхідно вже зараз вирішувати проблему пошуку джерел інвестування у галузь, особливо для реалізації таких висококапіталоємних проектів з тривалим терміном будівництва, як АЕС та ТЕС (Т.П. Нечаєва).
2016 рік
1. Вперше розроблена та всебічно досліджена узагальнена математична модель процесів регулювання частоти і потужності в енергосистемах в нелінійній постановці (враховуються обмеження на регулюючу потужність, швидкість її зміни та зону нечутливості) та в канонічній формі з використанням електротермічних регуляторів. Модель забезпечує можливість провадити розрахунки схем з високим ступенем деталізації (до кожного генератора та споживача). В сукупності наведені характеристики забезпечують високу адекватність результатів моделювання та фактичних даних. Показано, що системи автоматизованого регулювання частоти та потужності в енергосистемі зі споживачами-регуляторами на основі електричних теплогенераторів (електрокотли та теплові насоси) мають швидкодію протяжності процесу відновлення початкового режиму від 25 до 30 секунд, що суттєво поліпшує якісні характеристики систем регулювання (акад. НАН України М.М. Кулик, І.В. Дрьомін, В.Д. Білодід, В.О. Дерій).2. На основі удосконалених математичних моделей, розроблених у відділі, сформовано та досліджено критичні сценарії енерго-економічного розвитку країни, пов’язані з припиненням дії міжнародних договорів в електроенергетиці та газовій галузі. Встановлено, що найбільш критичні наслідки для забезпечення енергетичної безпеки держави матиме припинення дії договору з Російською Федерацією стосовно імпорту високоманевреної потужності, розрив стосунків із Росією в ядерній сфері, повне припинення транзиту російського газу через територію нашої країни. Припинення постачання вугільної продукції з Російської Федерації та тимчасово неконтрольованих українською владою територій не є критичним для розвитку країни за умови переведення існуючих потужностей антрацитових ТЕС на газове вугілля та забезпечення його поставок з інших країн світу (акад. НАН України М.М. Кулик, І.Ч. Лещенко, І.В. Дрьомін, Т.П. Нечаєва)
2015 рік
1. Вперше в Україні розроблено систему багаторівневих взаємоузгоджених динамічних імітаційних та оптимізаційних моделей розвитку в ринкових умовах структури генеруючих потужностей національної енергетики з цілочисельними та стохастичними змінними, реалізовану в програмно-інформаційному комплексі «Піраміда-V», яка забезпечує пошук оптимальної траєкторії розвитку електроенергетики та здійснює оцінку робастності знайденого рішення (акад. НАН України М.М. Кулик, С.В. Шульженко, Т.П. Нечаєва, А.І. Спітковський).2. Вперше розроблено основи теорії адаптивних систем автоматичного регулювання частоти і потужності (АРЧП) в об’єднаних енергосистемах, синтезованих на базі пасивних регуляторів, що є основою для створення принципово нової, адаптивної, високоефективної структури системи АРЧП з використанням швидкодіючих, адаптивних споживачів-регуляторів, найефективнішими з яких є теплонасосні станції, що працюють у складі систем централізованого теплопостачання. Порівняння техніко-економічних показників традиційної і адаптивної системи АРЧП демонструє безсумнівну перевагу останньої: капіталовкладення менші на 8,2 млрд грн, чистий річний прибуток – 23,4 млрд грн, термін окупності – 0,6 року, річна витрата природного газу зменшується на 4,3 млрд м3, щорічний економічний ефект – 22,6 млрд грн (акад. НАН України М.М. Кулик, І.В. Дрьомін).
3. З урахуванням вимог Директиви ЄС 2010/75/EU про промислові викиди до 2034 року розроблено методи та засоби визначення оптимальної структури генеруючих потужностей Об’єднаної енергетичної системи України, застосування яких дозволяє сформувати Національний план дій в електроенергетиці України з доведенням екологічних показників українських електростанцій до норм ЄС (акад. НАН України М.М. Кулик, Т.П. Нечаєва, А.І. Спітковський).
2014 рік
1. Вперше розроблено теоретичні засади та створено нову багаторівневу систему математичних моделей (оптимізаційних, імітаційних, спеціалізованих розрахункових життєвого циклу технологічних об’єктів) у детерміновано-стохастичній постановці, яка дозволяє отримати узгоджені прогнози розвитку економіки та енергокомплексу країни за зростаючої невизначеності умов їх функціонування для забезпечення необхідних обсягів попиту на енергію та паливо на довгострокову перспективу (акад. НАН України М.М. Кулик, Б.А. Костюковський, С.В. Шульженко, І.Ч. Лещенко, Т.П. Нечаєва).2. Спільно з Міжнародним інститутом прикладного системного аналізу (IIASA, Австрія) у рамках наукового проекту «Комплексне моделювання управління безпечним використанням продовольчих, водних і енергетичних ресурсів з метою сталого соціального, економічного і екологічного розвитку» розроблено математичні моделі, алгоритми та програмно-інформаційні засоби, які дозволяють розраховувати з наперед заданою ймовірністю діапазони техніко-економічних показників основних класів технологій енергетики за умов невизначеності і навіть суперечливості вхідної інформації. Ці моделі є особливо актуальними при виконанні досліджень з довгострокового (більше 30 років) розвитку енергетики, який крім сучасних передбачає використання перспективних технологій, точних показників яких на даний час немає. Роботи виконуються у співпраці з провідними фахівцями таких наукових проектів IIASA, як «Удосконалений системний аналіз» та «Зниження викидів забруднювачів та парникових газів у повітря» (акад. НАН України М.М. Кулик, С.В. Шульженко, І.Ч. Лещенко).
2013 рік
1. Вперше розроблено основи теорії адаптивних систем автоматичного регулювання частоти і потужності (АРЧП) в об’єднаних енергосистемах (ОЕС), синтезованих на базі пасивних регуляторів. Адаптивні функції в системах АРЧП формуються у вигляді небалансу потужності в період ударних збурень з використанням технологічних даних конкретної ОЕС та поточних показників кругової частоти і її похідної. Побудова адаптивних систем АРЧП на основі споживачів-регуляторів майже втричі підвищує їх швидкодію в порівнянні з системами АРЧП на традиційних пропорційно-диференційно-інтегральних регуляторах. Зазначені результати є основою для створення принципово нової, гнучкої, високоефективної структури системи АРЧП з використанням швидкодіючих, адаптивних споживачів-регуляторів (акад. НАН України М.М. Кулик, І.В. Дрьомін).2. Для складних технологічних об’єктів паливно-енергетичного комплексу (ПЕК) розроблено математичні моделі визначення показників ефективності їх функціонування протягом життєвого циклу, які відрізняються від існуючих, врахуванням технологічних особливостей роботи енергетичних об’єктів, вимог нормативно-правових актів щодо екологічних обмежень, поєднанням із застосовуваним детерміновано-стохастичним методом, що дозволяє визначати діапазони ймовірного оптимального значення середньозваженої собівартості та ціни продукції цих об’єктів. Моделі мають як самостійне значення (дозволяють співставляти технологічно різні енергетичні об’єкти), так і використовуються для створення моделей прогнозування функціонування й розвитку ПЕК України в цілому в умовах невизначеності. (С.В. Шульженко, І.Ч. Лещенко, Б.А. Костюковський, А.І. Спітковський, Т.П. Нечаєва).
