Розроблення математичних моделей для реалізації автоматизованої системи прогнозування обсягів споживання природного газу
Автор: Чабан Василь Ярославович
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані технології (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Чабан В.Я., Матіко Ф.Д. (керівник). Розроблення математичних моделей для реалізації автоматизованої системи прогнозування обсягів споживання природного газу. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Розширена анотація Споживання природного газу наразі є життєво важливою сферою, де дуже необхідне його планування. Беручи до уваги, що це природний ресурс, збереження природних ресурсів є головною турботою кожної країни та її уряду. Точна модель прогнозування все ще є проблемою, і в цій предметній галузі проводиться дуже мало досліджень. Процес видобутку газу є дуже складним процесом, і для нього вкладається багато зусиль і грошей. Зараз Україні вкрай важливо отримати хорошу модель для прогнозування споживання природного газу, щоб допомогти економіці країни в такий непростий час. Об’єктом дослідження магістерської кваліфікаційної роботи є процес обліку природного газу під час його споживання. Предметом дослідження є математичні моделі для розроблення автоматизованої системи прогнозування обсягів споживання природного газу. Метою дослідження є розроблення аналітичних залежностей обсягів споживання газу від факторів впливу. У першому розділі магістерської кваліфікаційної роботи описано та проаналізовано методи та моделі для прогнозування показників детермінованих та випадкових процесів, які застосовуються по всьому світі, зокрема: Туреччини, Китаю, Ірану. Також наведені переваги математичних моделей для прогнозування споживання газу. Досліджено статистичні методи та моделі, такі як ARIMA, GARCH, та VAR, а також нейронні мережі та генетичні алгоритми, які можуть використовуватись для прогнозування як детермінованих, так і випадкових процесів. У другому розділі опрацьовано дані про споживання природного газу для згрупованих за територіальними та кліматичними ознаками газорозподільних підприємств. Для аналізу вибрано Львівську та Київську області, як представників північного та західного регіонів України. Розглянуто, чому розділення графіків споживання газу залежно від розташування лічильника може бути корисним. Побудовані залежності добового обсягу споживання газу від температури повітря за 2017-2021 роки для цих областей, попередньо привівши їх до відносних значень (відношення добового обсягу газу до річного). Розглянуто методику приведення об’єму до стандартних умов. Третій розділ цієї роботи присвячено аналізу можливості впливу дня тижня на споживання газу. Розглянули визначення коефіцієнта, дійсного для окремого торгового дня, який враховуватиме вплив фактичної температури в даний день на навантаження. Проаналізували споживання природного газу відносно дня тижня для Київської та Львівської областей. У четвертому розділі за допомогою логістичної кривої та вагової функції проведено апроксимацію результатів вимірювань об’єму спожитого газу загально- будинкових вузлів обліку для Львівської та Київської областей. Побудовані графіки порівняння результатів апроксимації для розміщення лічильника ззовні та всередині будинку в Львівській області та графіки порівняння споживання газу міста Біла Церква та споживання всієї Київської області. Виконані апроксимації даних проводилися щорічно з 2017 по 2022 рік, що дозволило відстежувати зміни в споживанні газу та встановити тенденції розвитку. Також здійснено порівняння зафіксованого споживання газу вузлом обліку та розрахованого об’єму за аналітичними залежностями на прикладі міста Біла Церква. Ключові слова: природний газ, математичні моделі, споживання газу, апроксимація, лічильник, прогнозування спожитого газу.