3 Рейтингове оцінювання рівня енергоефективності об’єктів теплопостачання313Equation Section (Next)
Правила оцінювання ефективності енерговикористання в підприємствах теплопостачання
Математична модель оцінювання рівня ефективності енерговикористання в котельнях підприємства теплопостачання
Ранжування соціально-економічних об’єктів будь-якої природи - складна проблема теорії ухвалення рішень і теорії колективного вибору. Дослідженню даної проблеми присвячена велика кількість літератури [58]. Ми зупинимося на окремих найбільш повних правилах ранжування. Такі правила застосовуються під час рейтингу наукових проектів [59] і проведенні тендерів [60], держав [19] тощо.
У процесі обробки і аналізу енерго-економічної інформації стану енергозбереження та рівня ефективності енерговикористання на котельнях теплопостачального підприємства скористаємося правилами ранжування. Для кожної котельні вираховуємо суму рангів, отриману від усіх експертів, спеціалістів у сфері енергозбереження, потім впорядковуємо цю суму. Ранг один дають навчальному закладу, який отримав найменшу суму, найнижчий ранг – навчальному закладу з найвищою сумою. Сформулюємо математичну постановку задачі ранжування.
Нехай
досліджувана система складається зі
скінченної множини
котелень
[138]. Кожну котельню
характеризує скінчена
множина
показників
Зі сформованої групи показників
використовують для ранжування
найвпливовіші, на думку експертів
показники
Кожний показник
піддається аналізу по відношенню до
всіх котелень.
В якості критеріїв для ранжування використовуємо показники які розглядалися у розділі 2.
Це показники що були сформовані враховуючи основні складові організаційно-технологічного та технічного спрямування, які в повному обсязі відображають стан енергозбереження та рівня ефективності енерговикористання в котельнях підприємства в цілому за 2013 рік звітного періоду.
Модель ранжування за допомогою таксономічного показника
Для порівняння об'єктів, що описуються великою кількістю показників використовують таксономічний показник [61], який є синтетичною величиною, що є «рівнодіючою» всіх ознак, що характеризують дану властивість.
Етап 1. Стандартизація показників енергоефективності. Показники енергоефективності, що входять в матрицю спостережень (3.1), описують різні властивості об'єктів, є неоднорідними та мають різні одиниці вимірювання:
32332\* MERGEFORMAT (.)
В результаті стандартизації кожен стовпець перетвореної матриці представляє собою вектор, сума координат якого дорівнює нулю, а довжина вектора - одиниці.
Для зняття впливу абсолютних величин, варіації значень показників та елімінування неявної значимості показників виконують попереднє перетворення, яке полягає в стандартизації ознак, що забезпечує перетворення матриці (3.1) в матрицю:
33333\* MERGEFORMAT (.)
де
стандартизоване значення властивості
для
об'єкту
:
\* MERGEFORMAT 34334\* MERGEFORMAT (.)
де
середнє значення і середньоквадратичне
відхилення властивості
35335\* MERGEFORMAT (.)
36336\* MERGEFORMAT (.)
Етап 2. Диференціація ознак. Показники енергоефективності за характером їх впливу на ефективність енерговикористання об'єктів, поділяють на стимулятори та дестимулятори: показники, що мають позитивний вплив - є стимуляторами; показники, що мають негативний вплив - дестимуляторами. Це забезпечує можливість побудови еталону енергоефективності.
Етап 3. Побудова об'єкту-еталону. Еталон енергоефективності - реально не існуючий об'єкт, який характеризується кращими значеннями по кожному з показників ефективності енерговикористання та є вектором:
37337\* MERGEFORMAT (.)
де
- координати вектора, якими є кращі
значення показників енергоефек-тивності,
визначені на основі матриці
:
якщо
38338\* MERGEFORMAT (.)
якщо
39339\* MERGEFORMAT (.)
де
- множина стимуляторів.
За еталон може бути вибраний типовий об'єкт, значення показників енергоефективності якого рівні середнім арифметичним значенням показників в досліджуваній сукупності.
Етап
4. Визначення відстаней між об'єктами
та еталоном. Відстань між окремими
точками вектора
,
що представляє собою еталон
енергоефективності, та точками вектора
:
40340\* MERGEFORMAT (.)
Етап 5. Визначення таксономічного показника енергоефективності.
Модифікований таксономічний показник енергоефективності:
41341\* MERGEFORMAT (.)
42342\* MERGEFORMAT (.)
43343\* MERGEFORMAT (.)
44344\* MERGEFORMAT (.)
Інтерпретація таксономічного показника енергоефективності полягає в наступному: об'єкт має тим кращий рівень енергоефективності, чим ближче значення таксономічного показника до одиниці.
Етап 6. Рангове рєйтингування. Рейтингування означає вибудовування деяких одиниць в певному порядку у відповідності із завчасно встановленими правилами та критеріями. Під час аналізування ефективності енерго-використання на об'єктах рейтингування дає змогу на основі порівняння показників енергоефективності певним чином розмістити їх серед інших споріднених об'єктів - виконати ранжування на основі визначених рейтингів.
Об'єкту,
що має найкраще значення таксономічного
показника
енергоефективності присвоюється
найвищий ранг:
.
Відносно нього в порядку погіршення
значення таксономічного показника
виставляються ранги іншим об'єктам.
Модель ранжування за допомогою правила Борда
Популярний в теорії ранжирування метод (правило) французького математика Борда (Borda). Впорядкування, отримане цим методом, узагальнює думки всіх експертів або показників, враховуючи думку більшості.
Модель
ранжування котелень за допомогою правила
Борда має наступну структуру. По кожному
показнику
впорядковуємо
всі
котельні від кращого до гіршого з точки
зору ефективності енерговикористання.
За останнє місце
котельня отримує 0 балів, один бал за
передостаннє і так далі, за перше місце
котельня отримує
бал.
Згодом підраховуються бали, які отримані
по кожному показнику. В загальному
рейтингу на перше місце ставиться
котельня
з найбільшою сумою балів і т. ін.
Алгоритм правила Борда [25], включає в себе наступну послідовність дій.
На
початку формуємо матрицю спостережень.
Вихідна множина складається з
елементів, що описані
ознаками; кожну її одиницю можна
інтерпретувати як точку
мірного
простору з координатами, рівними
значенням
ознак для котельні що розглядається.
Матриця спостережень має наступний
вигляд:
45345\* MERGEFORMAT (.)
де
- кількість навчальних закладів;
- найменування показників для оцінюван-ня;
- значення ознаки
для
навчального закладу.
Для значень, які включені до матриці спостережень, необхідно виконати нормування показників, оскільки вони мають різну "фізичну природу".
Нормування показників виконуємо наступним чином:
46346\* MERGEFORMAT (.)
Кожну котельню оцінюємо з використанням коефіцієнта Борда [62]. Для кожного показника коефіцієнт Борда визначаємо за формулою:
47347\* MERGEFORMAT (.)
тобто,
для кожного
-го
показника домінант
по кількості
.
По коефіцієнтам, які визначаємо по
кожному показнику, розраховуємо
результуючий коефіцієнт
для кожного
:
48348\* MERGEFORMAT (.)
де
- ступінь важливості критеріїв, який
визначається нормалізованими значен-нями,
тобто:
49349\* MERGEFORMAT (.)
За
допомогою коефіцієнта Борда
котельні впорядковують за ступенем
переважання, за необхідністю, ці
коефіцієнти можна нормалізувати за
стандартними правилам. Якщо розглядати
питання визначення найкращої котельні
,
то її вибираємо, виходячи з умови:
50350\* MERGEFORMAT (.)
Модель ранжування за допомогою правила Кондорсе
Застосування
правила Кондорсе з метою ранжування
котелень за рівнем ефективності
енерговикористання формулюється
наступним чином: найкращою котельнею
називається така котельня і (за
необхідності одна), яка краще будь-якої
іншої по правилу більшості: рейтингових
показників така що,
більше ніж тих показників
,
що більше ніж
.
Потім визначається найкраще з тих що
залишилися і т.д.
Алгоритм правила Кондорсе [25], згідно якого проводився розрахунок включає в себе наступну послідовність дій.
На початку формуємо матрицю спостережень, аналогічно (правилу Борда) попередньому ранжування.
Для значень, які включені в матрицю спостережень, виконуємо нормування показників за вхідними даними.
Визначаємо
пари, які забезпечують відношення
.
По правилу Кондорсе переважання між
визначається таким чином:
• спочатку
всі
попарно порівнюються один з одним за
всіма показниками і визначаємо їх
кількість, що забезпечують переважання
,
над
.
Цю кількість позначають
;
• потім
визначаємо кількість значень
,
які відповідають умові
[62]. Для кожної пари
ця кількість показує ступінь переважання
,
над
.
З
цієї пари
,
залишаємо, а
виключаємо.
які залишилися, знову попарно порівнюємо.
Цей
процес продовжуємо до тих пір, доки не
залишиться
,
яке буде підлягати виключенню.
Модель ранжування за допомогою правила Копеланда
Ранжування цим правилом має наступну структуру виконання. Котельні підприємства ставимо +1, якщо більшість вважає його краще будь-якого іншого, -1, якщо гірше, і 0 при рівності. Рейтинг сумує всі оцінки під час порівняння котельні з іншими котельнями підприємства теплопостачання. Таким чином, рейтинг котельні дорівнює різниці між числом котелень які краще даної та числом котелень, які гірше даної на думку експертів чи по значенню об'єктивних показників. Сутність правила полягає у побудові впорядкування на думку більшості та збір інформації щодо кожної котельні, порівнюючи зі скількома котельнями на думку більшості, вона виграє чи програє.
Тобто, навчальні заклади впорядковуються в порядку зменшення показника, рівного різниці числа об'єктів "гірших" та "кращих" за більшістю, чим даний об'єкт - котельня.
Алгоритм правила Копеланда [25], згідно якого проводився розрахунок включає в себе наступну послідовність дій.
На початку формуємо матрицю спостережень, аналогічно попередньому правила ранжування .
Для значень, які включені в матрицю спостережень, виконуємо нормування ознак за вхідними параметрами.
Для
кожного
знаходимо дві підмножини відношень
Копеланда:
• для
,
підмножина
,
яка складається з всіх її домінантів;
• для
,
підмножина
,
для якого воно є домінантом.
Знаходимо значення переважання попарним порівнянням за всіма критеріями.
Для
кожного
,
розраховуємо коефіцієнт Копеланда за
формулою:
51351\* MERGEFORMAT (.)
розглядаємо
за цими коефіцієнтами. Краще
обираємо з умови:
52352\* MERGEFORMAT (.)
Ранжування котелень за видами енерговикористання
Ранжування котелень по споживанню електроенергії
Мінімізація споживання електроенергії є одним із основних напрямків енергоефективності в будь-яких виробничих системах, зокрема в СКТ.
Ранжування об’єктів проводилось з урахуванням показників енерго-ефективності (табл. 3.1), визначених на основі загальноприйнятих звітних даних про роботу підприємства: (П1), (П2), (П3); та додаткових показників енергоефективності: (П5), (П6).
Таблиця 3.1-
Значення показників енергоефективності котелень
|
Об’єкт |
П1 |
П2 |
П3 |
П5 |
П6 |
|
Котельня №1 |
2,669 |
31,675 |
32,39 |
0,0230 |
0,8908 |
|
Котельня №2 |
0,997 |
23,59 |
24,12 |
0,0936 |
0,7986 |
|
Котельня №3 |
2,638 |
37,07 |
37,9 |
0,0928 |
1,7836 |
|
Котельня №4 |
3,605 |
35,93 |
36,74 |
0,3556 |
0,4902 |
|
Котельня №5 |
3,605 |
40,2 |
41,07 |
0,1352 |
0,8787 |
|
Котельня №6 |
5,938 |
36,2 |
37,01 |
0,0849 |
0,4904 |
|
Котельня №7 |
5,936 |
40,73 |
41,65 |
0,2233 |
0,5026 |
Ранжування за допомогою таксономічного показника
Виконання процедури стандартизації матриці показників енергоефек-тивності котелень (табл. 3.1) забезпечило формування стандартизованої матриці ознак (табл. 3.2). Диференціація ознак на стимулятори та дестимулятори дозволяє
Таблиця 3.2-
Ранжування котелень за рівнем енергоефективності
|
Об’єкт |
Стандартизовані значення показників енергоефективності |
Відстань
|
Таксоно-мічний показник
|
Ранг
| |||||||
|
П1 |
П2 |
П3 |
П5 |
П6 |
|
|
| ||||
|
Котельня №1 |
-0,726 |
-0,797 |
-0,796 |
-1,457 |
0,190 |
3,264 |
0,639 |
2 | |||
|
Котельня №2 |
-1,992 |
-2,703 |
-2,704 |
-0,608 |
-0,116 |
1,332 |
0,853 |
1 | |||
|
Котельня №3 |
-0,749 |
0,475 |
0,475 |
-0,616 |
3,159 |
6,400 |
0,292 |
6 | |||
|
Котельня №4 |
-0,017 |
0,206 |
0,208 |
2,546 |
-1,142 |
6,072 |
0,328 |
4 | |||
|
Котельня №5 |
-0,017 |
1,212 |
1,207 |
-0,107 |
0,150 |
6,166 |
0,318 |
5 | |||
|
Котельня №6 |
1,751 |
0,270 |
0,270 |
-0,712 |
-1,141 |
5,678 |
0,372 |
3 | |||
|
Котельня №7 |
1,749 |
1,337 |
1,340 |
0,954 |
-1,101 |
7,245 |
0,198 |
7 | |||
|
Стимулятор +1 Дестимулятор -1 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
| |||
|
Еталон енерго-ефективності |
-1,992 |
-2,703 |
-2,704 |
-1,457 |
-1,142 |
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
5,165 |
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
1,936 |
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
9,038 |
|
| |||
сформувати вектор-еталон енергоефективності та визначити модифікований показник енергоефективності, на основі якого виконано ранжування котелень.
Ранжування за допомогою правила Борда
Нормалізовані
значення ефективності енерговикористання
в котельнях показників
наведено у табл. 3.3.
Таблиця 3.3-
Нормалізовані значення ефективності енерговикористання
|
Об’єкт |
П1 |
П2 |
П3 |
П5 |
П6 |
|
Котельня №1 |
0,1051 |
0,1291 |
0,1291 |
0,0228 |
0,1527 |
|
Котельня №2 |
0,0393 |
0,0961 |
0,0961 |
0,0928 |
0,1369 |
|
Котельня №3 |
0,1039 |
0,1511 |
0,1511 |
0,0921 |
0,3057 |
|
Котельня №4 |
0,1420 |
0,1464 |
0,1464 |
0,3526 |
0,0840 |
|
Котельня №5 |
0,1420 |
0,1638 |
0,1637 |
0,1340 |
0,1506 |
|
Котельня №6 |
0,2339 |
0,1475 |
0,1475 |
0,0842 |
0,0841 |
|
Котельня №7 |
0,2338 |
0,1660 |
0,1660 |
0,2214 |
0,0861 |
Значення проміжних коефіцієнтів Борда наведено у табл. 3.4.
Таблиця 3.4-
Значення проміжних коефіцієнтів Борда
|
Об’єкт |
П1 |
П2 |
П3 |
П5 |
П6 |
|
Котельня №1 |
4 |
5 |
5 |
6 |
1 |
|
Котельня №2 |
6 |
6 |
6 |
3 |
3 |
|
Котельня №3 |
5 |
2 |
2 |
4 |
0 |
|
Котельня №4 |
3 |
4 |
4 |
0 |
6 |
|
Котельня №5 |
3 |
1 |
1 |
2 |
2 |
|
Котельня №6 |
0 |
3 |
3 |
5 |
5 |
|
Котельня №7 |
1 |
0 |
0 |
1 |
4 |
Значення результуючих коефіцієнтів Борда наведено у табл. 3.5.
Таблиця 3.5-
Значення результуючих коефіцієнтів Борда
|
Об’єкт |
Ранжування котелень (коефіцієнти Борда) |
Ранг |
|
Котельня №1 |
21 |
2 |
|
Котельня №2 |
24 |
1 |
|
Котельня №3 |
13 |
4 |
|
Котельня №4 |
17 |
6 |
|
Котельня №5 |
9 |
3 |
|
Котельня №6 |
16 |
5 |
|
Котельня №7 |
6 |
7 |
Ранжування за допомогою правила Кондорсе
Визначення переважання попарним порівнянням за показниками енергоефективності наведено у табл. 3.6.
Таблиця 3.6-
Визначення переважання попарним порівнянням за показниками енергоефективності
|
Об’єкт |
Котельня №1 |
Котельня №2 |
Котельня №3 |
Котельня №4 |
Котельня №5 |
Котельня №6 |
Котельня №7 |
|
Котельня №1 |
x |
1 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
Котельня №2 |
4 |
x |
4 |
4 |
5 |
3 |
4 |
|
Котельня №3 |
1 |
1 |
x |
2 |
4 |
1 |
4 |
|
Котельня №4 |
1 |
1 |
3 |
x |
3 |
4 |
4 |
|
Котельня №5 |
1 |
0 |
1 |
2 |
x |
1 |
4 |
|
Котельня №6 |
1 |
2 |
4 |
1 |
4 |
x |
4 |
|
Котельня №7 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
x |
Визначення домінанти та кількісного показника ранжування по правилу Кондорсе наведено у табл. 3.7.
Таблиця 3.7-
Визначення домінанти та кількісного показника ранжування по правилу Кондорсе
|
Об’єкт |
Котельня №1 |
Котельня №2 |
Котельня №3 |
Котельня №4 |
Котельня №5 |
Котельня №6 |
Котельня №7 |
Кількісний показник |
Ранг |
|
Котельня №1 |
x |
|
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
5 |
1 |
|
Котельня №2 |
4 |
x |
4 |
4 |
5 |
|
4 |
5 |
1 |
|
Котельня №3 |
|
|
x |
|
4 |
|
4 |
2 |
4 |
|
Котельня №4 |
|
|
|
x |
|
4 |
4 |
2 |
4 |
|
Котельня №5 |
|
|
|
|
x |
|
4 |
1 |
6 |
|
Котельня №6 |
|
|
4 |
|
4 |
x |
4 |
3 |
3 |
|
Котельня №7 |
|
|
|
|
|
|
x |
0 |
7 |
Ранжування за допомогою правила Копеланда
Отримані значення та результати коефіцієнтів Копеланда по ранжуванню котелень наведені в таблиці 3.8.
Таблиця 3.8-
Результати коефіцієнтів Копеланда та ранжування котелень за
показниками ефективності їх енерговикористання
|
Об’єкт |
|
|
Коефіцієнт Копеланда |
Ранг |
|
Котельня №1 |
5 |
1 |
4 |
2 |
|
Котельня №2 |
5 |
0 |
5 |
1 |
|
Котельня №3 |
2 |
3 |
-1 |
5 |
|
Котельня №4 |
2 |
2 |
0 |
4 |
|
Котельня №5 |
1 |
4 |
-3 |
6 |
|
Котельня №6 |
3 |
2 |
1 |
3 |
|
Котельня №7 |
0 |
6 |
-6 |
7 |
Ранжування котелень по виробництву тепла
Теплова енергія – кінцевий енергетичний продукт с системі тепло-постачання,на виробництво і передачу якого зосереджена робота СКТ.
Зменшення витрат енергоресурсів на виробництво тепла несе за собою зменшення питомих витрат в СКТ на виробництво 1 Гкал продукту, та підвищення рівня ефективного енергоспоживання.
Ранжування об'єктів проводилось з урахуванням показників енерго-ефективності (табл. 3.9), визначених на основі загальноприйнятих звітних даних про роботу підприємства: (П4); та додаткових показників енергоефективності: (П7), (П8), (П9), (П10).
Таблиця 3.9-
Значення показників енергоефективності котелень
|
Об’єкт |
П4 |
П7 |
П8 |
П9 |
П10 |
|
Котельня №1 |
158,580 |
0,918 |
5,309 |
6,136 |
57,890 |
|
Котельня №2 |
164,140 |
0,909 |
4,711 |
7,024 |
55,397 |
|
Котельня №3 |
154,980 |
0,891 |
5,412 |
8,940 |
57,463 |
|
Котельня №4 |
158,470 |
0,903 |
5,555 |
7,638 |
57,000 |
|
Котельня №5 |
159,690 |
0,904 |
5,572 |
7,548 |
56,620 |
|
Котельня №6 |
159,990 |
0,860 |
6,230 |
12,079 |
53,746 |
|
Котельня №7 |
161,670 |
0,902 |
5,814 |
7,818 |
55,764 |
Ранжування за допомогою таксономічного показника
Виконання процедури стандартизації матриці показників енергоефек-тивності котелень (табл. 3.9) забезпечило формування стандартизованої матриці ознак (табл. 3.10). Диференціація ознак на стимулятори та дестимулятори дозволила сформувати вектор-еталон енергоефективності та визначити модифікований показник енергоефективності, на основі якого виконано ранжування котелень.
Таблиця 3.10-
Ранжування котелень за рівнем енергоефективності
|
Об’єкт |
Стандартизовані значення показників енергоефективності |
Відстань
|
Таксоно-мічний показник
|
Ранг
| |||||||
|
П4 |
П7 |
П8 |
П9 |
П10 |
|
|
| ||||
|
Котельня №1 |
-0,540 |
1,520 |
-0,647 |
-1,520 |
1,456 |
3,424 |
0,582 |
2 | |||
|
Котельня №2 |
2,277 |
0,856 |
-2,531 |
-0,856 |
-0,783 |
7,092 |
0,135 |
6 | |||
|
Котельня №3 |
-2,364 |
-0,576 |
-0,322 |
0,576 |
1,072 |
3,945 |
0,519 |
4 | |||
|
Котельня №4 |
-0,596 |
0,397 |
0,126 |
-0,397 |
0,657 |
3,287 |
0,599 |
1 | |||
|
Котельня №5 |
0,022 |
0,464 |
0,181 |
-0,465 |
0,316 |
3,676 |
0,552 |
3 | |||
|
Котельня №6 |
0,174 |
-2,924 |
2,251 |
2,924 |
-2,264 |
7,732 |
0,057 |
7 | |||
|
Котельня №7 |
1,026 |
0,262 |
0,942 |
-0,262 |
-0,453 |
4,474 |
0,454 |
5 | |||
|
Стимулятор +1 Дестимулятор -1 |
- |
+ |
+ |
- |
+ |
|
|
| |||
|
Еталон енерго-ефективності |
-2,364 |
1,520 |
2,251 |
-1,520 |
1,456 |
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
4,804 |
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
1,696 |
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
8,196 |
|
| |||
Ранжування за допомогою правила Борда
Нормалізовані
значення ефективності енерговикористання
в котельнях показників
наведено у табл. 3.11.
Таблиця 3.11-
Нормалізовані значення ефективності енерговикористання
|
Об’єкт |
П4 |
П7 |
П8 |
П9 |
П10 |
|
Котельня №1 |
0,1419 |
0,1460 |
0,1375 |
0,1073 |
0,1470 |
|
Котельня №2 |
0,1469 |
0,1446 |
0,1220 |
0,1228 |
0,1406 |
|
Котельня №3 |
0,1387 |
0,1417 |
0,1402 |
0,1563 |
0,1459 |
|
Котельня №4 |
0,1418 |
0,1437 |
0,1439 |
0,1336 |
0,1447 |
|
Котельня №5 |
0,1429 |
0,1438 |
0,1443 |
0,1320 |
0,1437 |
|
Котельня №6 |
0,1432 |
0,1368 |
0,1614 |
0,2112 |
0,1365 |
|
Котельня №7 |
0,1447 |
0,1434 |
0,1506 |
0,1367 |
0,1416 |
Значення проміжних та результуючих коефіцієнтів Борда наведено у табл. 3.12.
Таблиця 3.12-
Значення проміжних та результуючих коефіцієнтів Борда
|
Об’єкт |
П4 |
П7 |
П8 |
П9 |
П10 |
Результуючий коефіцієнт |
Ранг |
|
Котельня №1 |
4 |
6 |
1 |
6 |
6 |
23 |
1 |
|
Котельня №2 |
0 |
5 |
0 |
5 |
1 |
11 |
6 |
|
Котельня №3 |
6 |
1 |
2 |
1 |
5 |
15 |
4 |
|
Котельня №4 |
5 |
3 |
3 |
3 |
4 |
18 |
2 |
|
Котельня №5 |
3 |
4 |
4 |
4 |
3 |
18 |
2 |
|
Котельня №6 |
2 |
0 |
6 |
0 |
0 |
8 |
7 |
|
Котельня №7 |
1 |
2 |
5 |
2 |
2 |
12 |
5 |
Модель ранжування за допомогою правила Кондорсе
Визначення переважання попарним порівнянням за показниками енергоефективності наведено у табл. 3.13.
Таблиця 3.13-
Визначення переважання попарним порівнянням за показниками енергоефективності
|
Об’єкт |
Котельня №1 |
Котельня №2 |
Котельня №3 |
Котельня №4 |
Котельня №5 |
Котельня №6 |
Котельня №7 |
|
Котельня №1 |
x |
5 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
|
Котельня №2 |
0 |
x |
2 |
2 |
2 |
3 |
2 |
|
Котельня №3 |
2 |
3 |
x |
2 |
2 |
4 |
2 |
|
Котельня №4 |
2 |
3 |
3 |
x |
2 |
4 |
4 |
|
Котельня №5 |
1 |
3 |
3 |
3 |
x |
4 |
4 |
|
Котельня №6 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
x |
2 |
|
Котельня №7 |
1 |
3 |
3 |
1 |
1 |
3 |
x |
Визначення домінанти та кількісного показника ранжування по правилу Кондорсе наведено у табл. 3.14.
Таблиця 3.14-
Визначення домінанти та кількісного показника ранжування
по правилу Кондорсе
|
Об’єкт |
Котельня №1 |
Котельня №2 |
Котельня №3 |
Котельня №4 |
Котельня №5 |
Котельня №6 |
Котельня №7 |
Кількісний показник |
Ранг |
|
Котельня №1 |
x |
5 |
|
|
4 |
4 |
4 |
4 |
1 |
|
Котельня №2 |
|
x |
|
|
|
|
|
0 |
5 |
|
Котельня №3 |
|
|
x |
|
|
4 |
|
1 |
4 |
|
Котельня №4 |
|
|
|
x |
|
4 |
4 |
2 |
2 |
|
Котельня №5 |
|
|
|
|
x |
4 |
4 |
2 |
2 |
|
Котельня №6 |
|
|
|
|
|
x |
|
0 |
5 |
|
Котельня №7 |
|
|
|
|
|
|
x |
0 |
5 |
Модель ранжування за допомогою правила Копеланда
Отримані значення коефіцієнтів Копеланда та ранжування котелень зводимо до таблиці 3.15.
Таблиця 3.15
Результати коефіцієнтів Копеланда та ранжування котелень за
показниками ефективності їх енерговикористання
|
Об’єкт |
|
|
Коефіцієнт Копеланда |
Ранг |
|
Котельня №1 |
4 |
0 |
4 |
1 |
|
Котельня №2 |
0 |
1 |
-1 |
5 |
|
Котельня №3 |
1 |
0 |
1 |
3 |
|
Котельня №4 |
2 |
0 |
2 |
2 |
|
Котельня №5 |
2 |
1 |
1 |
3 |
|
Котельня №6 |
0 |
4 |
-4 |
7 |
|
Котельня №7 |
0 |
3 |
-3 |
6 |
Ранжування котелень по споживанню палива, ранжування котлів
Оскільки котел - це основний споживач палива, доцільно провести ранжування котелень по вибірці встановлених на них котлів, що дасть змогу оцінити ефективність споживання палива як самих котлів та котелень так і цілого підприємства.
Ранжування об'єктів проводилось з урахуванням показників енерго-ефективності (табл. 3.16), визначених на основі загальноприйнятих звітних даних про роботу підприємства: (П11), (П12), (П13), (П14), (П15), (П16) (П17), (П18); та додаткових показників енергоефективності: (П19), (П20).
Таблиця 3.16-
Значення показників енергоефективності котелень
|
Котел |
П11 |
П12 |
П13 |
П14 |
П15 |
П16 |
П17 |
П18 |
П19 |
П20 |
|
№1.1 |
159,12 |
159,51 |
159,84 |
60,70 |
49,70 |
40,60 |
93,00 |
153,60 |
5,34 |
10,12 |
|
№1.2 |
159,18 |
159,79 |
160,37 |
69,80 |
56,00 |
42,40 |
93,00 |
153,60 |
0,00 |
0,00 |
|
№1.3 |
156,70 |
157,80 |
159,96 |
70,50 |
45,40 |
34,20 |
93,00 |
153,60 |
5,16 |
52,70 |
|
№1.4 |
159,20 |
159,06 |
159,87 |
69,00 |
58,20 |
42,20 |
93,00 |
153,60 |
2,48 |
29,10 |
|
№2.1 |
163,18 |
163,66 |
164,73 |
70,36 |
46,96 |
34,59 |
90,20 |
158,30 |
4,73 |
38,79 |
|
№2.2 |
163,99 |
163,84 |
163,05 |
52,93 |
45,45 |
30,59 |
90,20 |
158,30 |
5,98 |
15,37 |
|
№2.3 |
161,01 |
162,75 |
164,56 |
34,50 |
24,20 |
16,40 |
94,10 |
151,80 |
9,42 |
4,11 |
|
№3.1 |
159,67 |
158,17 |
161,00 |
65,10 |
39,08 |
18,01 |
94,00 |
151,96 |
0,00 |
0,00 |
|
№3.2 |
159,53 |
157,44 |
155,52 |
82,72 |
59,33 |
37,80 |
94,00 |
151,96 |
5,69 |
12,60 |
|
№3.3 |
158,04 |
155,81 |
155,50 |
74,76 |
51,78 |
33,41 |
94,00 |
151,96 |
5,69 |
19,49 |
|
№3.4 |
158,73 |
155,31 |
153,76 |
68,92 |
44,90 |
30,51 |
94,00 |
151,96 |
5,69 |
20,34 |
|
№4.1 |
159,87 |
158,24 |
155,68 |
67,14 |
43,76 |
21,25 |
90,20 |
158,30 |
2,93 |
12,40 |
|
№4.2 |
159,62 |
158,78 |
157,37 |
56,06 |
40,26 |
27,14 |
90,20 |
158,30 |
5,83 |
23,83 |
|
№4.3 |
160,00 |
158,36 |
157,00 |
33,86 |
23,18 |
19,41 |
94,10 |
151,80 |
5,43 |
5,83 |
|
№5.1 |
161,29 |
160,01 |
159,78 |
96,48 |
63,90 |
54,37 |
94,00 |
151,96 |
8,98 |
2,12 |
|
№5.2 |
160,67 |
159,61 |
159,82 |
94,76 |
62,88 |
51,43 |
94,00 |
151,96 |
8,98 |
42,50 |
|
№5.3 |
161,27 |
159,76 |
161,63 |
109,76 |
90,57 |
70,62 |
94,00 |
151,96 |
8,98 |
37,74 |
|
№6.1 |
159,89 |
160,17 |
160,62 |
67,85 |
54,45 |
30,09 |
94,00 |
151,96 |
9,71 |
31,62 |
|
№6.2 |
160,67 |
159,30 |
158,88 |
76,77 |
70,70 |
40,20 |
94,00 |
151,96 |
9,71 |
31,68 |
|
№6.3 |
161,03 |
160,45 |
159,53 |
78,04 |
64,17 |
36,22 |
94,00 |
151,96 |
9,71 |
22,77 |
|
№7.1 |
158,56 |
160,86 |
173,21 |
42,80 |
32,20 |
15,40 |
94,10 |
151,80 |
4,03 |
16,76 |
|
№7.2 |
151,94 |
160,91 |
160,31 |
79,40 |
59,40 |
49,10 |
90,20 |
158,30 |
5,78 |
27,28 |
|
№7.3 |
162,03 |
162,38 |
162,57 |
60,60 |
42,00 |
33,10 |
90,20 |
158,30 |
4,72 |
10,10 |
Ранжування за допомогою таксономічного показника
Виконання процедури стандартизації матриці показників енергоефек-тивності котлів (таблиця 3.16) забезпечило формування стандартизованої матриці ознак (Додаток А табл. А3.1). Диференціація ознак на стимулятори та дестимулятори дозволила сформувати вектор-еталон енергоефективності та визначити модифікований показник енергоефективності, на основі якого виконано ранжування котлів.
Фрагмент таблиці ранжування котлів за допомогою таксономічного показника наведено у табл. 3.17 (Додаток А табл. А.3.1).
Таблиця 3.17-
Ранжування котлів за допомогою таксономічного показника
|
Котел |
Стандартизовані значення показників енергоефективності |
|
|
Ранг
| ||||||||||||
|
П11 |
П12 |
П13 |
П14 |
П15 |
П16 |
П17 |
П18 |
П19 |
П20 |
|
|
| ||||
|
№1.1 |
-0,443 |
-0,088 |
-0,137 |
-0,637 |
-0,096 |
0,551 |
0,110 |
-0,121 |
-0,249 |
-0,869 |
9,599 |
0,326 |
11 | |||
|
№1.2 |
-0,404 |
0,087 |
0,066 |
0,077 |
0,451 |
0,734 |
0,110 |
-0,121 |
-2,753 |
-1,732 |
9,250 |
0,351 |
9 | |||
|
№1.3 |
-2,042 |
-1,156 |
-0,091 |
0,132 |
-0,469 |
-0,099 |
0,110 |
-0,121 |
-0,332 |
2,761 |
7,973 |
0,441 |
1 | |||
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… | |||
|
№7.1 |
-0,813 |
0,755 |
4,977 |
-2,040 |
-1,614 |
-2,009 |
0,906 |
-0,901 |
-0,864 |
-0,303 |
13,569 |
0,048 |
21 | |||
|
№7.2 |
-5,186 |
0,786 |
0,043 |
0,830 |
0,746 |
1,415 |
-1,917 |
1,917 |
-0,040 |
0,593 |
8,014 |
0,438 |
2 | |||
|
№7.3 |
1,479 |
1,704 |
0,907 |
-0,644 |
-0,764 |
-0,211 |
-1,917 |
1,917 |
-0,537 |
-0,871 |
12,507 |
0,122 |
19 | |||
|
Стимулятор +1 Дестимулятор -1 |
- |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
+ |
|
|
| |||
|
Еталон енерго-ефективності |
-5,186 |
-2,710 |
-2,462 |
3,211 |
3,450 |
3,601 |
0,906 |
-0,901 |
-2,753 |
2,761 |
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10,293 |
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,979 |
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14,252 |
|
| |||
Ранжування за допомогою правила Борда
Фрагмент
нормалізованих значень ефективності
енерговикористання котлів показників
,
за допомогою яких проведено ранжування
наведено у табл. 3.18 (Додаток
А табл. А.3.2).
Таблиця 3.18-
Нормалізовані значення ефективності енерговикористання
|
Котел |
П11 |
П12 |
П13 |
П14 |
П15 |
П16 |
П17 |
П18 |
П19 |
П20 |
|
№1.1 |
0,0433 |
0,0434 |
0,0434 |
0,0383 |
0,0425 |
0,0502 |
0,0435 |
0,0434 |
0,0395 |
0,0217 |
|
№1.2 |
0,0433 |
0,0435 |
0,0435 |
0,0441 |
0,0479 |
0,0524 |
0,0435 |
0,0434 |
0,0000 |
0,0000 |
|
№1.3 |
0,0426 |
0,0430 |
0,0434 |
0,0445 |
0,0389 |
0,0423 |
0,0435 |
0,0434 |
0,0382 |
0,1128 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
№7.1 |
0,0431 |
0,0438 |
0,0470 |
0,0270 |
0,0276 |
0,0190 |
0,0441 |
0,0429 |
0,0298 |
0,0359 |
|
№7.2 |
0,0413 |
0,0438 |
0,0435 |
0,0502 |
0,0508 |
0,0607 |
0,0422 |
0,0447 |
0,0428 |
0,0584 |
|
№7.3 |
0,0441 |
0,0442 |
0,0441 |
0,0383 |
0,0359 |
0,0409 |
0,0422 |
0,0447 |
0,0350 |
0,0216 |
Фрагмент значень проміжних та результуючих коефіцієнтів Борда наведено у табл. 3.19 (Додаток А табл. А.3.3).
Таблиця 3.19-
Значення проміжних та результуючих коефіцієнтів Борда
|
Котел |
П11 |
П12 |
П13 |
П14 |
П15 |
П16 |
П17 |
П18 |
П19 |
П20 |
Результуючий коефіцієнт |
Ранг |
|
№1.1 |
17 |
12 |
12 |
6 |
11 |
16 |
6 |
6 |
14 |
6 |
106 |
14 |
|
№1.2 |
16 |
9 |
8 |
12 |
14 |
18 |
6 |
6 |
21 |
21 |
131 |
5 |
|
№1.3 |
21 |
19 |
10 |
14 |
8 |
11 |
6 |
6 |
15 |
22 |
132 |
4 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
№7.1 |
19 |
5 |
0 |
2 |
2 |
0 |
20 |
20 |
18 |
10 |
96 |
16 |
|
№7.2 |
22 |
4 |
9 |
18 |
17 |
19 |
0 |
0 |
9 |
15 |
113 |
10 |
|
№7.3 |
2 |
3 |
4 |
5 |
5 |
9 |
0 |
0 |
17 |
5 |
50 |
22 |
Ранжування за допомогою правила Кондорсе
Визначення переважання попарним порівнянням за показниками енергоефективності наведено у табл. 3.20.
Визначення домінанти та кількісного показника ранжування по правилу Кондорсе наведено у табл. 3.21.
Таблиця 3.20-
Визначення переважання попарним порівнянням за показниками енергоефективності
|
Котел |
№1.1 |
№1.2 |
№1.3 |
… |
№7.1 |
№7.2 |
№7.3 |
|
№1.1 |
x |
4 |
3 |
… |
5 |
5 |
9 |
|
№1.2 |
6 |
x |
3 |
… |
6 |
4 |
9 |
|
№1.3 |
7 |
7 |
х |
… |
7 |
6 |
9 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
№7.1 |
5 |
4 |
3 |
… |
x |
4 |
6 |
|
№7.2 |
5 |
6 |
4 |
… |
6 |
x |
7 |
|
№7.3 |
1 |
1 |
1 |
… |
4 |
3 |
x |
Таблиця 3.21-
Визначення домінанти та кількісного показника ранжування по правилу Кондорсе
|
Котел |
№1.1 |
№1.2 |
№1.3 |
… |
№7.1 |
№7.2 |
№7.3 |
Кількісний показник |
Ранг |
|
№1.1 |
x |
|
|
… |
|
|
9 |
6 |
15 |
|
№1.2 |
6 |
x |
|
… |
6 |
|
9 |
9 |
12 |
|
№1.3 |
7 |
7 |
х |
… |
7 |
6 |
9 |
14 |
6 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
№7.1 |
|
|
|
… |
x |
|
6 |
4 |
18 |
|
№7.2 |
|
6 |
|
… |
6 |
x |
7 |
10 |
11 |
|
№7.3 |
|
|
|
… |
|
|
x |
4 |
18 |
Ранжування за допомогою правила Копеланда
Отримані значення при аналізі котлів підприємства, а саме кількості домінантних характеристик (L, U) та значення результуючих коефіцієнтів Копеланда та ранжування котлів за показниками ефективності енерговикористання паливних ресурсів системи зводимо до табл. 3.22.
Таблиця 3.22-
Результати коефіцієнтів Копеланда та ранжування котлів за
показниками ефективності їх енерговикористання
|
Котел |
|
|
Коефіцієнт Копеланда |
Ранг |
|
№1.1 |
6 |
11 |
-5 |
15 |
|
№1.2 |
9 |
11 |
-2 |
13 |
|
№1.3 |
14 |
7 |
7 |
9 |
|
… |
… |
… |
… |
… |
|
№7.1 |
4 |
14 |
-10 |
18 |
|
№7.2 |
10 |
7 |
3 |
11 |
|
№7.3 |
4 |
17 |
-13 |
20 |
Визначення рейтингу котлів відповідних котелень
Фрагмент таблиці ранжування котлів відповідних котелень теплопостачального підприємства наведено у таблиці 3.23 (Додаток А табл. А.3.4)
Таблиця 3.23-
Рейтинг котлів відповідних котелень
|
Котельня |
Котел |
Метод таксономічного показника |
Метод Борда |
Метод Кондорсе |
Метод Копеланда |
Прийнятий ранг |
|
№1 |
№1.1 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
|
№1.2 |
3 |
2 |
3 |
3 |
3 | |
|
№1.3 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 | |
|
№1.4 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 | |
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
№7 |
№7.1 |
3 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
№7.2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 | |
|
№7.3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
3 |
Рейтинг котлів відповідних котелень дає змогу оцінити ефективність споживання палива в кожній з котелень окремо та зробити висновок за допомогою ранжування про ефективність використання котлів.
Результуючі значення ранжування котелень по енерго-ефективності споживання електричної енергії, палива та виробництві тепла
Таблиця 3.24-
Результуючі значення ранжування за рівнем показників ефективності
споживання електричної енергії
|
Об’єкт |
Метод таксономічного показника |
Правило Борда |
Правило Кондорсе |
Правило Копеланда |
Прийнятий ранг |
|
Котельня №1 |
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
|
Котельня №2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Котельня №3 |
6 |
5 |
4 |
5 |
5 |
|
Котельня №4 |
4 |
3 |
4 |
4 |
4 |
|
Котельня №5 |
5 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
Котельня №6 |
3 |
4 |
3 |
3 |
3 |
|
Котельня №7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
З табл. 3.24 випливає, що за ефективністю споживання електричної енергії в підприємстві теплопостачання найвищі рівні ефективності мають Котельня №2 та Котельня №1, найнижчі – Котельня №5, Котельня №7.
Таблиця 3.25-
Результуючі значення ранжування за рівнем показників ефективності
виробництва тепла
|
Об’єкт |
Метод таксономічного показника |
Правило Борда |
Правило Кондорсе |
Правило Копеланда |
Прийнятий ранг |
|
Котельня №1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Котельня №2 |
6 |
6 |
5 |
5 |
6 |
|
Котельня №3 |
4 |
4 |
4 |
3 |
4 |
|
Котельня №4 |
1 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Котельня №5 |
3 |
2 |
2 |
3 |
3 |
|
Котельня №6 |
7 |
7 |
5 |
7 |
7 |
|
Котельня №7 |
5 |
5 |
5 |
6 |
5 |
З табл. 3.25 випливає, що за ефективністю виробництва теплової енергії в підприємстві теплопостачання найвищі рівні ефективності мають Котельня №1 та Котельня №4, найнижчі – Котельня №2, Котельня №6.
Таблиця 3.26-
Результуючі значення ранжування за рівнем показників ефективності
споживання палива
|
Об’єкт |
Метод таксономічного показника |
Правило Борда |
Правило Кондорсе |
Правило Копеланда |
Прийнятий ранг |
|
Котельня №1 |
1 |
2 |
4 |
4 |
3 |
|
Котельня №2 |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
|
Котельня №3 |
2 |
1 |
3 |
3 |
2 |
|
Котельня №4 |
6 |
6 |
6 |
5 |
6 |
|
Котельня №5 |
3 |
2 |
1 |
1 |
1 |
|
Котельня №6 |
4 |
4 |
2 |
2 |
4 |
|
Котельня №7 |
5 |
5 |
5 |
6 |
5 |
З табл. 3.26 випливає, що за ефективністю споживання палива в підприємстві теплопостачання найвищі рівні ефективності мають Котельня №5 та Котельня №3, найнижчі – Котельня №4, Котельня №2.
Визначення загального рейтингу котелень телопостачання підприємства
Порівняння значень отриманих за допомогою ранжування чотирма методами рейтингування з метою визначення поточного стану енергозбереження та ефективності використання енергоресурсів, рівня ефективності управління енерговикористання в котельнях підприємства теплопостачання ДКП «Луцьктепло» на 2013 рік звітного періоду наведені в табл. 3.27.
Таблиця 3.27-
Розподіл за рівнем ефективності енерговикористання
в котельнях підприємства теплопостачання
|
Об’єкт |
Вид енерговикористання |
Прийнятий ранг | ||
|
Споживання електричної енергії |
Виробництво тепла |
Споживання палива | ||
|
Котельня №1 |
2 |
1 |
3 |
1 |
|
Котельня №2 |
1 |
6 |
7 |
5 |
|
Котельня №3 |
5 |
4 |
2 |
3 |
|
Котельня №4 |
4 |
2 |
6 |
4 |
|
Котельня №5 |
6 |
3 |
1 |
2 |
|
Котельня №6 |
3 |
7 |
4 |
5 |
|
Котельня №7 |
7 |
5 |
5 |
7 |
З табл. 3.27 випливає, що по розподілу усіх 3-х видів енерговикористання в підприємстві теплопостачання ДКП «Луцьктепло» на 2013 рік звітного періоду, найвищі рівні енергоефективності мають Котельня №1 та Котельня №5, найнижчі – Котельня №2, Котельня №6, Котельня №7.
Висновки
1. Аналізування ефективності енерговикористання на основі запропонованих методів ранжування, побудованого з урахуванням сукупності показників енергоефективності, дає змогу виконати рангове рейтингування об'єктів СКТ, та дозволяє виявити кращі з них, проте не забезпечує можливості однозначного виявлення причин зниження рейтингів інших об'єктів.
2. Ранжування за допомогою таксономічного показника, правилами Борда, Кондорсе та Копеланда дає незначну різницю в отриманих значеннях, що свідчить про стабільність правил ранжування та достовірність отриманих результатів. Характерною ознакою точності є чітке розмежування кращого та гіршого при порівнянні.
3. Використання методів ранжування для вирішення задач енергетичного бенчмаркінгу забезпечує порівняльну характеристику об’єктів системи теплопостачання та їх ефективності енергоспоживання, виконання якої дозволило встановити рейтинг котелень для подальшого проведення заходів по підвищенню рівня енергоефективності системи теплопостачання та її структурних елементів.