Моделювання енергоефективності підприємства теплоенергетики
Факторний аналіз витрат підприємства теплоенергетики. Розробка моделі енергоефективності підприємства теплоенергетики. Основні засади побудування математичної моделі енергоефективності підприємства теплоенергетики в системі енергетичного менеджменту.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 24.07.2022 |
| Размер файла | 283,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Моделювання енергоефективності підприємства теплоенергетики
Бицюра Л.О.
здобувач кафедри міжнародного туризму і готельного бізнесу Тернопільський національний економічний університет
Анотація
теплоенергетика енергоефективність математична модель
У статті проведено факторний аналіз витрат підприємства теплоенергетики та запропоновано модель енергоефективності підприємства теплоенергетики. Впровадження енергетичного менеджменту спрямоване на підвищення енергоефективності підприємства теплоенергетики шляхом зменшення втрат тепла при постачанні теплової енергії до споживачів. Для оцінки енергоефективності використано співвідношення чистого доходу від реалізації продукції та собівартості реалізованої продукції. На основі факторного аналізу побудовано математичну модель енергоефективності підприємства теплоенергетики в системі енергетичного менеджменту.
Ключові слова: енергетичний менеджмент, енергетична та екологічна безпека, енергетичний ринок, сталий розвиток, енергозбереження.
Annotation
The article analyzes cost factors of thermal power enterprise and offers the energy efficiency model of thermal power enterprise. In the context of sustainable development, it is important to ensure energy and environmental security. The introduction of energy management is aimed at increasing the energy efficiency of thermal power enterprise by reducing thermal losses in the supply of thermal energy to consumers. The factor analysis is performed on the basis of data of “Ternopilmiskteplokomunenergo”. The method of main components is used to study of impact factors to the energy efficiency of enterprise. The ratio of net income from sales of products and the cost of goods sold is used. The cost factors are based on the elements of the structure of operating costs (material costs, labor costs, deductions for social activities, depreciation, other operating costs). The correlation matrix of “Ternopilmiskteplokomunenergo” factors demonstrates a high level of correlation between all features except contributions to social activities. In particular, the interdependence between revenues, costs of thermal power enterprise and the introduction of energy saving technologies are established. On the basis of the factor analysis the mathematical model of energy efficiency of thermal power enterprise in the energy management system is constructed. For this purpose, the regression analysis is used, in particular the least squares method. This model is a tool of the economic and organizational mechanism of energy efficiency management strategy of enterprises. Accordingly, a promising area of further research is to develop of strategy management for thermal power enterprise on the basis of energy efficiency.
Keywords: energy management, energy and environmental security, energy market, sustainable development, energy saving.
Вступ
Реформування енергетичного ринку України направлене на підвищення енергоефективності та енергозбереження шляхом переходу на використання альтернативної енергії. Функціонування ринку газу та ринку електроенергії зумовлюють трансформацію підходів до діяльності підприємств теплоенергетики на інноваційних засадах. Зокрема це передбачає удосконалення технологічних процесів виробництва теплової енергії, зниження рівня втрат тепла при постачанню теплової енергії споживачу.
Аспекти реформування енергетичної сфери, розвитку енергетичного ринку, забезпечення енергоефективності підприємств, діяльності енергосервісних компаній, підприємств альтернативної енергетики присвячені праці: Ю. Архангельський, В. Базилевич, О. Борисяк, В. Брич, В. Джеджула, П. Микитюк, Т. Логутова, О. Полторацька, О. Стрішенець, М. Федірко та ін. Зокрема, у [1-3] окрема увага приділена формуванню механізму реформування сфери теплоенергетики, удосконаленню системи тарифної політики, управління персоналом підприємств теплоенергетики, підвищенню енергостійкості підприємств теплоенергетики за рахунок використання відновлювальних джерел енергії, розвитку енергосервісу.
Відзначимо про численність наукових публікацій, присвячених впровадженню енергетичного менеджменту на підприємстві. В. Джеджула у [4] розглядає енергетичний аудит як засіб забезпечення ефективності енергоспоживання промислових підприємств. На думку науковця, враховуючи специфіку функціонцування таких підприємств, найбільш пріоритетними є аудити окремих підрозділів, технологічних ліній та систем енерго-, ресурсозабезпечення [4, с. 124]. Тоді як, Т. Логутова, О. Полторацька [5] фокусують увагу на аспектах розвитку та становлення енергетичного менеджменту. Загалом, відзначимо, що в умовах сталого розвитку така тенденція свідчить про необхідність впровадження засад енергетичного менеджменту на підприємствах теплоенергетики.
Мета статті є проведення факторного аналізу витрат підприємства теплоенергетики та розробка моделі енергоефективності підприємства теплоенергетики.
Результати дослідження
Відповідно до системного підходу підприємства теплоенергетики можна розглядати як систему-генератор теплової енергії, яка не лише її генерує, але й транспортує у вигляді централізованого теплопостачання та постачання гарячої води. Для такого типу підприємств сутність енерго- ефективністі полягає у збереженні тепла під час постачання теплової енергії.
З огляду на це важливе значення належить проведенню оцінки енергоефективності підприємств теплоенергетики. Для оцінки енергоефективності пропонуємо використати співвідношення чистого доходу від реалізації продукції та собівартості реалізованої продукції. Оскільки основними індикаторами енергоефективності для підприємств теплоенергетики є дохід від реалізації продукції, як показник здатності виробляти і транспортувати до споживача енергію, а також собівартість реалізованої продукції, як показник витрат енергогенератора та енергоносія. Енергоефективним вважається підприємство, в якого дохід переважає витрати.
У цьому контексті важливе значення має факторний аналіз витрат підприємств теплоенергетики з метою виокремлення головних складових економічних витрат, за рахунок оптимізації яких можна підвищити енергоефективність в цілому.
Як фактори витрат використаємо елементи структури операційних витрат: матеріальні затрати; витрати на оплату праці; відрахування на соціальні заходи; амортизація; інші операційні витрати.
Для зручності представлення зазстосуємо нормовані значення факторів [6]. Нормування значень факторів в інтервалі [0; 1] здійснюватимемо за формулою:
Об'єктом даного дослідження оберемо КПТМ «Тернопільміськтеплокомуненерго». Вихідні дані для факторного аналізу та моделювання на основі статистичних даних за період 2015-2019 рр. наведено в табл. 1.
Таблиця 1Вихідні дані для факторного аналізу та моделювання енергоефективності КПТМ «Тернопільміськтеплокомуненерго»
|
Рік |
Матеріальні затрати, Х1 |
Витрати на оплату праці, X2 |
Відрахування на соціальні заходи, Хз |
Амортизація, Х4 |
Інші операційні витрати, Х5 |
Коефіцієнт енерго ефективності, KEE |
|
|
2015 |
0 |
0 |
0,56 |
0 |
0 |
0,90 |
|
|
2016 |
0,55 |
0,16 |
0,00 |
0,41 |
0,28 |
0,91 |
|
|
2017 |
0,82 |
0,42 |
0,33 |
0,71 |
0,66 |
0,89 |
|
|
2018 |
1 |
0,68 |
0,63 |
0,89 |
1 |
0,87 |
|
|
2019 |
0,81 |
1 |
1 |
1 |
0,46 |
0,89 |
Джерело: сформовано автором на основі звітної документації підприємства
Для дослідження факторних ознак впливу на енергоефективність підприємства, з метою групування розглянутих чинників у фактори, застосуємо метод головних компонент [6]. Метод дозволяє виокремлення з простору факторних ознак незалежні компоненти (головні компоненти), які «пояснюють» задовільний відсоток дисперсії факторних ознак. Відбір головних компонент забезпечує опис факторного простору невеликою кількістю факторів при цьому без втрати точності.
Процедура застосування методу містить такі етапи:
- дослідження наявності кореляції факторів на основі кореляційної матриці;
- визначення власних значень кореляційної матриці, які характеризують головні компоненти, та відсотки кумулятивної «поясненої» дисперсії факторного простору;
- визначення власних векторів кореляційної матриці, які описують факторні «навантаження» головних компонент;
- відбір головних компонент (правило Кайзера [7], емпіричні правила (в нашому випадку - відсоток «поясненої» дисперсії факторного простору);
- обчислення значень головних компонент на основі відповідних власних векторів кореляційної матриці;
- визначення кореляції факторних ознак та головних компонент на основі коефіцієнта Пірсона та групування факторних ознак у фактори.
Для обчислень застосуємо відомий пакет Gretl (GNURegressionEconometricsTime-seriesLibrary) - крос-платформний програмний пакет для економетричногоаналізу [8].
Кореляційна матриця факторних ознак КПТМ «Тернопільміськтеплокомуненерго» (табл. 2) демонструє високий рівень кореляції між всіма ознаками крім відрахувань на соціальні заходи. Провівши обчислення та відбір компонент згідно описаної процедури одержали дві головні компоненти K1 та K2. Власні значення компонент:
та
Компоненти «пояснюють» 94% відсотків загальної дисперсії факторного простору.
У табл. 3 наведено результати факторного аналізу із застосуванням методу головних компонент, зокрема:
- значення власних векторів кореляційної матриці, які описують факторні «навантаження» двох головних компонент;
- значення головних компонент на основі відповідних власних векторів кореляційної матриці;
- коефіцієнт Пірсона, який характеризує кореляцію факторних ознак та виділених головних компонент.
Таблиця 2 Кореляційна матриця для факторних ознак енергоефективності КПТМ «Тернопільміськтеплокомуненерго»
|
Матеріальні затрати |
Витрати на оплату праці |
Відрахування на соціальні заходи |
Амортизація |
Інші операційні витрати |
||
|
Матеріальні затрати |
1 |
0,78 |
0,19 |
0,94 |
0,92 |
|
|
Витрати на оплату праці |
0,78 |
1 |
0,72 |
0,94 |
0,62 |
|
|
Відрахування на соціальні заходи |
0,19 |
0,72 |
1 |
0,46 |
0,17 |
|
|
Амортизація |
0,94 |
0,94 |
0,46 |
1 |
0,8 |
|
|
Інші операційні витрати |
0,92 |
0,62 |
0,17 |
0,8 |
1 |
Джерело: сформовано автором на основі звітної документації підприємства.
Результати факторного аналізу для КПТМ «Тернопільміськтеплокомуненерго»Таблиця 3
|
Значення власних векторів кореляційної матриці факторів |
Значення головних компонент |
Коефіцієнт кореляції факторів та головних компонент (коефіцієнт Пірсона) |
|||||
|
К1 |
К2 |
К1 |
К2 |
К1 |
К2 |
||
|
Матеріальні затрати |
0,483 |
0,344 |
0,155 |
-0,445 |
0,93 |
0,36 |
|
|
Витрати на оплату праці |
0,486 |
-0,293 |
0,676 |
0,271 |
0,94 |
-0,30 |
|
|
Відрахування на соціальні заходи |
0,277 |
-0,795 |
1,344 |
0,194 |
0,53 |
-0,82 |
|
|
Амортизація |
0,511 |
0,038 |
1,880 |
0,081 |
0,99 |
0,04 |
|
|
Інші операційні витрати |
0,439 |
0,403 |
1,867 |
-0,586 |
0,85 |
0,42 |
Джерело: сформовано автором на основі звітної документації підприємства.
Згідно даних табл. 3 перша компонента має високу кореляцію (85% і більше) з такими факторними ознаками як матеріальні затрати, витрати на оплату праці, амортизація та інші операційні витрати. Відповідно, утворений фактор Fjназвемо «Основні витрати». Другий фактор F2, який корелює з відрахуваннями на соціальні заходи (82%) - «Соціальні витрати» (рис. 1).
Для переходу від головних факторів до факторних ознак, які відповідають операційним витратам застосовується формула такого вигляду:
де, fj- фактори, отримані на основі методу головних компонент; Wj- елементи власних векторів кореляційної матриці на основі факторних ознак; Zj- узагальнені значення факторних ознак, які обчислюються за формулою:
де, XJ-значення 7-го фактора, Xj- середнє значення 7-го фактора, Oj- середньоквадратичне відхилення; m- розмірність факторного простору (кількість факторних ознак).
Рис. 1. Ієрархія факторів для КПТМ«Тернотльміськтеплокомуненерго»
Джерело: сформовано автором на основі проведених досліджень
На основі розроблених факторів побудуємо економіко-математичну модель енергоефектив- ності підприємства теплоенергетики. Для цього використаємо апарат регресійного аналізу, зокрема метод найменших квадратів [9].
Математичну модель запишемо у такому вигляді:
де, кее - коефіцієнт енергоефективності; F^, Fj- фактори впливу на енергоефективність, отримані на основі методу головних компонент; 3.q.a.;,cLj-коефіцієнти моделі.
На основі даних табл. 1 та табл. 3 одержали лінійну модель, оскільки нелінійні складники виявилися незначущими, такого вигляду:
Графіки динаміки коефіцієнта енергоефективності КПТМ «Тернотльміськтеплокомуненерго» на основі статистичних даних та моделі (4) наведено на рис. 2 і 3.
Рис. 2. Динаміка коефіцієнта енергоефективності КПТМ «Тернотльміськтеплокомуненерго»
Джерело:сформованоавтором на основі проведених досліджень
Рис. 3. Відносна похибка моделювання енергоефективності КПТМ «Тернопільміськтеплокомуненерго»
Джерело: сформовано автором на основі проведених досліджень
Для дослідження прогнозних характеристик, зокрема точності обчислили відносну похибку моделювання [10]. Модель характеризується високою точністю, оскільки максимальна відносна похибка не перевищує 1,3 відсотка.
Розроблена модель може слугувати інструментом економічно-організаційного механізму стратегії управління енергоефективністю підприємств, для опису причинно-наслідкових зв'язків енергоефективності та операційних витрат підприємства теплоенергетики.
Висновки
Важливим компонентом утвердження конкурентоспроможності підприємств теплоенергетики на енергетичному ринку є впровадження принципів енергетичного менеджменту. Проведений факторний аналіз витрат підприємства теплоенергетики з метою виокремлення головних складових економічних витрат на основі методу головних компонент засвідчив взаємозалежність між доходом, витратами і використанням технологій енергоефективності на підприємствах теплоенергетики.
На основі оптимізованого факторного простору побудовано математичну модель енергоефективності підприємства теплоенергетики в системі енергетичного менеджменту. Впровадження такої моделі сприятиме зміцненню конкурентоспроможності підприємства, підвищенню попиту на теплову енергію.
Перспективним напрямком подальших досліджень є розробка стратегії управління підприємством теплоенергетики на засадах енергоефективності.
Список використаних джерел
1. Брич В. Я., М. М. Федірко, І. І. Янік. Інформаційно-аналітичне забезпечення системи управління витратами на підприємствах комунальної теплоенергетики України. Проблеми науки. 2015. № 1. С. 28-33.
2. Брич В., Федірко М., Борисяк О. Підходи до впровадження технологій управління персоналом на підприємствах теплоенергетики. Вісник Тернопільського національного економічного університету. 2018. Вип. 4 (90). С. 99-110.
3. BrychV., Borysiak O., Brych B. Digital marketing of energy service companies' personnel in the context of socio-economic development // Strategies for sustainable socio-economic development and mechanisms their implementation in the global dimension : collective monograph / edited by M. Bez- partochnyi, in 3 Vol. // VUZF University of Finance, Business and Entrepreneurship. Sofia : VUZF Publishing House «St. GrigoriiBogoslov», 2019. Vol. 3. P. 309-317.
4. Джеджула В. В. Енергетичний аудит як засіб забезпечення ефективності енергоспоживання промислових підприємств. Вісник ОНУ імені 1.1. Мечникова.2013. Т.18. Вип.3/1. С.123-125.
5. Логутова Т. Г., Полторацька О. В. Деякі аспекти розвитку та становлення енергетичного менеджменту в Україні. Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія : Економічні науки. 2011. Вип. 21. С. 15-22.
6. Бахрушин В. Є. Методи аналізу даних : навчальний посібник для студентів. Запоріжжя : КПУ, 2011. 268 с.
7. Kaizer H. F. The application of electronic computers to factor analysis. Educational and Psychological Measurement. 1960. № 20. P. 141-151.
8. Gnu Regression, Econometrics and Time-series Library. URL: http://gretl.sourceforge.net/.
9. Наконечний С. І., Терещенко Т. О., Романюк Т. П. Економетрія : підручник. К. : КНЕУ, 2004.
520 с.
10. Руденко В. М. Математична статистика : навч. посіб. К. : Центр учбової літератури, 2012. 304 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розгляд задачі підвищення енергоефективності з позицій енергетичного бенчмаркетингу. Особливості використання методів ранжування за допомогою правил Борда, Кондорсе і Копеланда з метою виявлення кращих зразків енергоефективності котелень підприємства.
магистерская работа [882,1 K], добавлен 24.08.2014Обчислення швидкості течії рідини в трубах, втрати опору на окремих ділянках та енергоефективності насосного агрегату. Розрахунок повітропроводів, підбір вентиляторів та електродвигуна для промислової вентиляційної системи. Шляхи підвищення ККД приладів.
курсовая работа [791,8 K], добавлен 18.01.2010Енергія як загальна і спільна міра різних форм рухів матерії. Структура паливо-енергетичного комплексу України. Забезпечення теплом населення та промислових підприємств як головна функція теплоенергетики. Графіки електричного навантаження електростанцій.
контрольная работа [3,2 M], добавлен 13.09.2009Розрахунок статичної моделі і побудова статичної характеристики повітряного ресиверу для випадку ізотермічного розширення газу. Значення ресивера в номінальному статичному режимі. Моделювання динамічного режиму. Розрахункова схема об’єкту моделювання.
контрольная работа [200,0 K], добавлен 26.09.2010Загальні відомості про розроблення положення про матеріальне стимулювання робітників енергопідприємства. Розроблення "Енергетичного паспорта підприємства". Модернізація систем газо-, тепло-, електро- та водопостачання. Бізнес-план енергопідприємства.
контрольная работа [42,4 K], добавлен 26.06.2010Аналіз стану та рівня енергоспоживання в теплогосподарствах України. Енергетичний бенчмаркінг як засіб комплексного розв’язку задач енергозбереження, його функції в системах теплопостачання. Опис структури показників енергоефективності котелень та котлів.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 13.07.2014Місце та значення енергії в житті людини. Типи електростанцій, їх функціональні особливості. Оцінка та показники енергоефективності в Україні. Дослідження споживання електроенергії однією сім’єю за тиждень. Пропозиції щодо сталого споживання ресурсу.
контрольная работа [15,6 K], добавлен 12.03.2010Вибір теплоносіїв та розрахунок теплових навантажень котельні. Розробка теплової схеми котельні. Розрахунок водогрійної та парової частини. Вибір основного і допоміжного обладнання котельні. Втрати у теплових мережах. Навантаження підприємства та селища.
курсовая работа [163,2 K], добавлен 31.01.2011Теплотехнічні характеристики огороджувальних конструкцій. Системи опалення будинків, їх порівняльна характеристика, визначення переваг і недоліків. Вентиляція приміщень та теплопостачання повітронагрівачів. Схеми теплопостачання громадської будівлі.
дипломная работа [702,8 K], добавлен 13.09.2014Характеристика підприємства і споживачів електричної енергії "Центрального гірничо-збагачувального комбінату". Розрахунок потужності трансформаторів. Вибір схеми електропостачання та місця розташування підстанції. Релейний захист електродвигунів.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 04.06.2014Характеристика загальних принципів моделювання. Визначення поняття моделі і співвідношення між моделлю та об'єктом. Вивчення основних функцій аналогових та математичних моделей. Аналіз методологічних основ формалізації функціонування складної системи.
реферат [96,1 K], добавлен 09.04.2010Проектування теплової установки для відбору теплоти з конденсатора холодильної машини. Забезпечення потреби підприємства в опаленні та гарячому водопостачанні. Розрахунок грійного контуру. Розрахунок теплового насоса на теплове навантаження випарника.
курсовая работа [269,9 K], добавлен 06.08.2013Складання моделі технічних об’єктів в пакеті Simulink, виконання дослідження динаміки об’єктів. Моделювання динаміки змінення струму якісної обмотки та швидкості обертання якоря електричного двигуна постійного струму. Електрична рівновага моделі.
лабораторная работа [592,7 K], добавлен 06.11.2014Етапи ведення енергозберігаючої діяльності на підприємстві. Методичні підходи до оцінювання результатів впровадження енергозберігаючих заходів. Система показників оцінки впливу реалізації заходів з енергозбереження на показники діяльності підприємства.
статья [682,0 K], добавлен 07.02.2018Складання загального та технологічного енергобалансу. Теплоспоживання, електроспоживання, водоспоживання й гаряче водопостачання підприємства. Заходи підвищення ефективності використання енергії. Техніко-економічне обґрунтування енергозберігаючих заходів.
курсовая работа [246,0 K], добавлен 22.07.2011Розкладання періодичної функції в ряд Фур'є з погляду фізики. Графоаналітичний метод спектрального аналізу періодичних сигналів. Розрахунок електричної величини. Комп’ютерне моделювання приладу. Використання математичної моделі аналізатора спектру.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.11.2014Теплові процеси в елементах енергетичного обладнання. Задача моделювання теплових процесів в елементах енергетичного обладнання в спряженій постановці. Математична модель для розв’язання задач теплообміну стосовно елементів енергетичного обладнання.
автореферат [60,0 K], добавлен 13.04.2009- Розробка нелінійної моделі системи управління паровою турбіною К-1000-60/1500 атомної електростанції
Розвиток турбобудування, місце ВАТ "Турбоатом" в українській енергетиці. Моделювання систем управління паровими турбінами. Варіанти модернізації гідравлічних систем регулювання. Моделювання систем стабілізації частоти обертання ротора парової турбіни.
курсовая работа [117,4 K], добавлен 26.02.2012 Опис технологічного процесу підприємства. Розрахунок електричних навантажень та схеми електропостачання цеху, вибір трансформаторних підстанцій. Багатоваріантний аналіз типів і конструкцій теплообмінників. Розрахунок теплової ізоляції водонагрівача.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 19.11.2013Розрахунок потреби в стиснутому повітрі, продуктивності компресорної станції, гідравлічного опору ділянок труб. Оцінка ефективності варіантів підбору компресорів КС. Визначення витрат за ділянками мережі, температури і вологомісткості в її точках.
курсовая работа [394,3 K], добавлен 03.12.2014
