Засоби візуалізації енергобалансів і аналітична підтримка процесу управління енергоефективністю економіки регіону

Abstract

Показано, що паливно-енергетичний комплекс є і залишатиметься одним з основних фундаментів соціально-економічного розвитку України та її регіонів. Основним показником енергоефективності є енергоємність валового внутрішнього продукту, яка характеризує рівень витрат паливно-енергетичних ресурсів на одиницю виробленого валового внутрішнього продукту. Зниження енергоємності економіки, диверсифікація джерел і шляхів постачання енергоресурсів, нарощування вітчизняного виробництва сприятимуть підвищенню економічної, енергетичної та екологічної безпеки, що призведе до оптимізації енергетичного балансу та забезпечить створення підґрунтя для сталого енергетичного майбутнього країни. Розроблено структуру інформаційно-аналітичної системи, яка є Web-орієнтованою та ґрунтується на базах і сховищах даних. Така інформаційно-аналітична система складається з двох підсистем: інформаційної та аналітичної. Технічною основою інформаційної підсистеми є безпровідні сенсорні мережі, які володіють такими важливими властивостями, як самоорганізація та адаптивність до змін навколишніх умов і інфраструктури. Аналітична підсистема складається із сховища енергетичних даних, засобів оперативного та інтелектуального оброблення даних, прогнозування, візуалізації і підтримки прийняття рішень. Розроблено алгоритм обчислення показників енергоємності валового продукту регіону, який зводиться до формування та структурування даних, перерахування палива в умовні одиниці, знаходження різниці між валовим споживанням ресурсів та обсягами їх виробництва в регіоні, визначення кількості виробленої електричної та теплової енергії у Львівській області в умовних одиницях енергії без використання палива органічного походження, що забезпечує швидке її обчислення. Досліджено програмні засоби для обчислення показників енергоефективності економіки регіону з різними користувацькими інтерфейсами. Вибрано Sankey діаграми для відображення енергетичних балансів регіону. Показано, що енергетичний баланс є потоком об'єднання різних енергетичних ресурсів (палива, тепла та електроенергії, тобто енергоносіїв у товарній формі) у різні сектори економіки (постачання, перетворення та споживання) у енергетичних одиницях. Діаграми Sankey базуються на низці вузлів, пов'язаних з потоками вхідних і вихідних даних. У енергетичному балансі потоки представляють кількість вхідних і вихідних даних, де ширина різних елементів пропорційна величині енергії. Вузли діаграми відображають події або процеси перетворення, наприклад, імпорт, кінцеве споживання енергії. Sankey діаграми складаються з кількох частин, які розділено вузлами, які відповідають переходам між процесами (етапами) зміни (розділення, об'єднання) енергетичних потоків. Досліджено програмні засоби для відображення енергобалансу за допомогою діаграми Sankey, які є зручними і зрозумілими у використанні.The authors show that fuel and energy complex is and shall be one from basic foundation of socio-economic development of Ukraine and its regions. The power consumption of gross domestic product is basic index of energy efficiency. It characterizes the level of charges of fuel and energy resources on unit of mine-out gross domestic product. The decline of power consumption of economy, diversification of sources and ways of supply of power resource, increasing of national production will promote increasing of economical, power and ecological security, which leads to optimization of power balance and provides the creation of soil for permanent power future of the country. The structure of information-analytical system, which is Web-oriented and based on data bases and data warehouses is developed. Such information-analytical system is composed by two subsystems: information and analytical. The technical basis of information subsystem is off-wired sensor networks, which have important properties as self-organizing and adaptivity to changes of external conditions and infrastructure. Analytical subsystem is composed of power data warehouse, tools of operational and intellectual data processing, prognosing, visualization and decision support units. The algorithm of calculation of indexes of power consumption of gross product of region, which transforms to forming and structuring of data, recalculating of fuel to conditional units, find the difference between gross consumption of resources and their production at the region, definition of value of mined-out electrical and thermal power at Lviv region in conditional units of power without usage of organic origin fuel and provides it rapid calculation. The software tools with different users interfaces for calculating of indexes of energy efficiency of region economy are investigated. The Sankey diagrams for presentation of power balances of region are selected. It is shown, that power balance is the flux of association of different power resources (fuel, heat and electrical power, so the power media in commodity form) in different sectors of economy (supplying, transformation and consumption) in power units. The Sankey diagrams are based on row of nodes, connected with flows of input and output data. At power balance flows presents number of input and output data, where width of different elements is proportional to value of power. The nodes of diagram presents the events or processes of transforming, for example, import, final power consumption. Sankey diagrams composed from some parts, which devided by nodes, corresponding to transitions between processes (stages) of changes (division, association) of power fluxes. The software tools for presentation of power balance by means of Sankey diagrams, which are comfortable and clear in use are investigated.