Том 335 № 4 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/4/4423
Математическое моделирование минимизации расходов электроэнергии промышленными предприятиями с непрерывным характером производства
Актуальность работы обусловлена важностью минимизации потребления электроэнергии на промышленных предприятиях с непрерывным характером производства с учетом особенностей технологических процессов на них и требований сохранения объема выпускаемой ими продукции. Цель: решить задачу минимизации потребления электрической энергии на основе математической модели и градиентного метода в условиях оптимального планирования объема продукции, выпускаемой на промышленными предприятиями с непрерывным характером производства; разработать математическую модель оптимального распределения продукции за цикл времени (месяц, квартал, год) по цехам с учетом простых и функциональных ограничений, исходя из условия обеспечения минимального потребления электроэнергии на промышленных предприятиях с непрерывным характером производства. Методы. При разработке математической модели обеспечения минимального потребления электроэнергии при сохранении объема производимой продукции применены классические методы оптимизации Лагранжа, а с целью обеспечения достаточной точности расчета – итерационные методы. Для рассматриваемой задачи предполагалась и установлена погрешность расчета на уровне ε=0,1. Известно, что выбор значения погрешности расчета зависит от особенностей решаемой задачи и лица, принимающего решение. Для проверки адекватности разработанной модели был использован метод отыскания относительного экстремума функции нескольких переменных. Результаты. Использование математической модели, учитывающей характер технологического процесса и граничные условия в простой и интегральной форме, показало целесообразность оптимального планирования электропотребления предприятием. Эффективность разработанных подходов проверена на примере металлургического предприятия как промышленного предприятия с непрерывным характером производства при решении задачи минимизации расхода электроэнергии на продукцию, производимую в течение отчетного периода. Использование предложенной модели позволило снизить годовое потребление электроэнергии на 2,5 % при сохранении неизменным объема производства продукции. Один из классических методов оптимизации – метод отыскания относительного экстремума функций нескольких переменных – при проверке показал практически такие же результаты. Это еще одно свидетельство адекватности предложенной модели.
Ключевые слова:
технологический процесс, электропотребление, продукция, оптимизация, минимизация, метод Лагранжа, функциональные ограничения, математический модель, планирование, непрерывный режим работы, адекватность