Модель оптимизации уровня электрификации

Оптимальный уровень электрификации представляет собой наилучшее с точки зрения некоторого критерия отношение объема используемой электроэнергии к объему потребления топливно-энергетических ресурсов. Оптимальный уровень электрификации может быть определен в результате оптимизации топливно-энергетического баланса страны, региона или предприятия путем расчета указанного выше соотношения. Однако, во-первых, в этих задачах заранее задаются верхние пределы возможного объема использования электроэнергии и других топливно-энергетических ресурсов и таким образом в определенной мере уровень электрификации получается заданным; во-вторых, в таких моделях обычно невозможно в значительной мере учесть фактор научно-технического прогресса, что для указанной задачи имеет первостепенной значение.

С учетом разнонаправленности и неоднозначности влияния электрификации на научно-технический прогресс в различных отраслях производства, очевидно, данную задачу следует ставить как отраслевую. Последующие действия ─ объединение оптимальных уровней электропотребления по отраслям (или по видам технологий) и получение заданного для задачи оптимизации топливно-энергетического баланса значения верхнего предела использования электроэнергии. Таким образом, рассматриваемая задача является первичной по отношению к задаче топливно-энергетического баланса.

Рассмотрим одну из моделей определения оптимального уровня электрификации на примере машиностроительного производства, точнее как части этого производства ─ термических процессов. Задача является, по сути, межотраслевой, поскольку эти процессы имеют место в самых разнообразных отраслях промышленности.

Целевая функция:

где ─ удельная (на единицу продукции) прибыль предприятий, получаемая от использования электротермического h го процесса по m-ой технологии;  ─ годовой объем производства соответствующей продукции;  ─ доля электротермического h го процесса m-ой технологии.

      Ограничения обусловлены необходимостью соблюдать: предельные объемы расхода материальных ресурсов М, в том числе предельные объемы электроэнергии; лимит капитальных вложений К ; максимально возможный выпуск электротермического оборудования N; необходимость роста (или хотя бы снижения) доли электротермических процессов:

где, кроме ранее обозначенных величин,  ─ удельные расходы материальных ресурсов ( в том числе электроэнергии) соответственно по электрическому и топливному вариантам технологий;  ─ прирост доли электротермического h-го процесса m-ой технологии;  ─ удельные (соответственно) капитальные затраты и количество электротермического оборудования;  ─ существующая доля электротермического h-го процесса m-ой технологии.