• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15.12.2021
Сколтех
6
1 983

Ученые смоделировали справедливую торговлю электроэнергией

4.5

Исследователи из Сколтеха и других научных центров предложили математическую модель международной торговли электроэнергией, которая прогнозирует оптимальные пути расширения сети линий трансграничной электропередачи. Использованный в исследовании подход придает большое значение стабильности отношений между контрагентами и объясняет с этой точки зрения, почему торговля не идет в некоторых регионах, где чисто экономически представляется оправданной, и какие в этих случаях есть альтернативные варианты сотрудничества.

Исследователи из Сколтеха и других научных центров предложили математическую модель международной торговли электроэнергией, которая прогнозирует оптимальные пути расширения сети линий трансграничной электропередачи / ©Getty images / Автор: Дмитрий Жуков

Работа опубликована в журнале IEEE Transactions on Power Systems. Торговля электроэнергией между странами может быть взаимовыгодной по ряду причин. Пожалуй, самая очевидная — географическое положение государства-соседа может делать производство энергии на его территории настолько дешевле, что с экономической точки зрения бессмысленно генерировать эту энергию у себя, если можно купить намного дешевле. Другой распространенный случай — производство электроэнергии «вхолостую» на промежутке суточного цикла, когда спрос невелик и производитель заинтересован найти внешнего потребителя для этой избыточной энергии.

Для поиска оптимальных вариантов наращивания трансграничной торговли электроэнергией исследователи используют математические модели, которые стремятся уравновесить экономические интересы стран-партнёров и предлагают (рисунок 1) оптимальные пути проведения ЛЭП и их пропускную способность.

Рисунок 1. План торговли электроэнергией между странами Северо-Восточной Азии — оптимальный сценарий с точки зрения традиционной модели. Размер стрелок соответствует пропускной способности канала / ©Павел Одинев / Сколтех

Однако у традиционных моделей такого рода есть недостаток: они строят план исключительно на основании анализа экономической целесообразности проекта. За скобками остается вопрос о том, будет ли этот проект достаточно устойчив, чтобы просуществовать десятилетия и действительно реализовать свой экономический потенциал. Для этого нужно прогнозировать и учитывать в модели вероятность отказа от сотрудничества каждого из партнеров, и предложенное в IEEE TPS решение делает именно это (рисунок 2).

Если говорить только о рентабельности проекта, то предлагаемый традиционной моделью план более эффективен: ожидается, что он сэкономит участникам семь миллиардов долларов в год на протяжении двух десятилетий, что на шесть процентов превышает экономию по плану новой модели.Однако последняя ориентирована на долгосрочную устойчивость проекта, и авторы исследования считают, что преимущество в стабильности перекрывает незначительное отставание по части прямого экономического эффекта.

Новаторский подход к планированию международной торговли электроэнергией основан на синтезе экономики, кооперативной теории игр и исследования операций. Предложенная модель трансграничной передачи энергии за счет использования двухуровневой оптимизации впервые учитывает стабильность проектов объединения энергосистем стран-участниц и склонность каждой из них покинуть коалицию.

Рисунок 2. План торговли электроэнергией между странами Северо-Восточной Азии — оптимальный сценарий с точки зрения новой модели, которая делает поправку на индивидуальную склонность участников прервать сотрудничество. Заметное отличие от плана классической модели выше — значительно более низкая пропускная способность канала на участке (1) — (2) — (4) / ©Павел Одинев / Сколтех

«Одно из слабых мест стандартного подхода — это присвоение несправедливо малого значения интересам транзитных стран. То есть в ситуации с тремя странами интересы двух основных игроков — импортера и экспортера — могут быть уравновешены, но располагающаяся между ними транзитная страна окажется в положении младшего, второстепенного партнера и с большей вероятностью заблокирует проект. Наша модель справедливее учитывает интересы таких стран», — пояснил соавтор работы, Дэвид Позо из Сколтеха.

«Кроме того, разрабатываемый нами инструмент может предсказывать вред от одностороннего выхода из проекта той или иной страны — это своего рода полезный побочный продукт модели, который может помочь сторонам договора заранее сформулировать справедливые штрафные санкции на случай такой ситуации», — добавил ученый. Исследование опубликовано коллективом авторов из Сколковского института науки и технологий, Института проблем управления имени В. А. Трапезникова РАН, Ньюкаслского университета, Манчестерского университета и Папского католического университета Чили.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 20:03
Андрей

Человек множеством способов загрязняет природу вокруг себя, преимущественно воду. В Мировой океан попадают как отходы с производств, так и тонны пластикового мусора. Все это способно отравлять жизнь морских животных, особенно редких вроде акул. Одним из малоизученных токсичных источников можно назвать наркотики, в частности кокаин. Случайное употребление этого вещества акулами раньше только предполагали, но теперь бразильские биологи нашли прямые доказательства.

Вчера, 17:59
Дарья Г.

На сегодня удалось подтвердить существование тысяч экзопланет, но лишь около 25 из них получилось запечатлеть напрямую. Причем из них лишь шесть объектов старше 100 миллионов лет. И вот, наконец, ученые смогли сделать снимок взрослой экзопланеты.

Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.

22 июля
Татьяна

Исследуя глубоководные сообщества в районе Тихого океана, богатом железомарганцевыми конкрециями, ученые из Великобритании неожиданно обнаружили новый источник кислорода. Теперь они опасаются, что разработка этих месторождений может нарушить сложившиеся экосистемы.

Позавчера, 12:00
НИУ ВШЭ

Международная команда исследователей с участием ученых из НИУ ВШЭ изучила, как люди, владеющие двумя языками (билингвы), ассоциируют время с пространством. Оказалось, что и в первом, и во втором языке они связывают прошлое с левой частью пространства, а будущее — с правой. При этом чем выше уровень владения вторым языком, тем сильнее выражена эта связь.

Позавчера, 20:03
Андрей

Человек множеством способов загрязняет природу вокруг себя, преимущественно воду. В Мировой океан попадают как отходы с производств, так и тонны пластикового мусора. Все это способно отравлять жизнь морских животных, особенно редких вроде акул. Одним из малоизученных токсичных источников можно назвать наркотики, в частности кокаин. Случайное употребление этого вещества акулами раньше только предполагали, но теперь бразильские биологи нашли прямые доказательства.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
-
0
+
Нарисованный ориентированный граф энергопотоков неполон. Вряд ли Дальний Восток энергетически независим, скорее всего, его подпитывают Сибирь и ее мощные ГЭС. Непонятно и с играми этими. Энергия не такой товар, который можно сложить "на полочку", "у шкапчик" и спокойно, всласть, поиграть им на бирже. Ее нужно балансировать ежесекундно, сколько произведено, столько и потребить. А страны находящиеся на ребрах орграфа - СевКорея, Южкорея, КНР, Дальний Восток, Сахалин и Япония - лежат в одном часовом поясе, имеют примерно одинаковые пики потребления (по мировому времени). Чем тут поиграть можно, тоже непонятно. Разве что своим детородным органом. Также скорее всего эти "игроки" находятся в разных ситуациях по балансу потребления э\энергии. Точным данным у меня нет, но эмоционально нутром чую, что КНР, обе Кореи и ДВ\Сахалин - чистые нетто-потребители энергии, им не хватает собств-й генерации. А Япония и невошедшая в орграф Сибирь - чистые нетто-производители энергии, у них почти всегд избыток. Блокировка решается просто, любая страна на пути транзита может отбирать энергию с ЛЭП, если заблокировал - ну и сиди, соси лапу, сам себе в ногу выстрелил. Правда, если ты Ким, то такое наверное у него сплошь и рядом. Но это уже не игры разумных людей, а проблемы психиатрические, которые по другому решаются.
-
0
+
Какое определение справедливости было использовано в ходе этого исследования? Указывайте, пожалуйста, а то, во-первых, у этого термина нет общепринятого значения и, во-вторых, вообще не встречал его в научном дискурсе.
    -
    0
    +
    Скорее "стабильное" и\или "сбалансированное". Уфс, это русский язык такой, доннер веттер параплю...
    -
    0
    +
    Ну не балабольско-философское конечно. Модель учитывает интересы транзитных стран. То есть речь идет о распределении ограниченного ресурса "по справедливости" Классический пример "несправедливого" распределения это Nord Stream 2 когда куча стран которым от пирога не досталось почувствовали себя ущемленными и всячески вредят проекту. Чтобы избежать подобных ситуаций и придумана новая стратегия.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Ну не балабольско-философское конечно.
      Это я понял, но какое было использовано -- из текста непонятно. Если это оптимизационная задача, то там должно быть чёткое определение, притом числовое. Только так можно сравнить две "справедливости" и выбрать из них оптимальную. Как рассчитывается справедливость в данном исследовании, мне, например, из текста совершенно непонятно.
      Классический пример "несправедливого" распределения это Nord Stream 2
      Да, было бы прикольно затестить модельку из статьи на этом потоке. Что бы она присоветовала. Быть может, вообще его не строить )))
        -
        0
        +
        При сравнении картинок видно что "справедливое" распределение снижает энергопоток через Сахалин и Хоккайдо и несколько увеличивает в северный Китай. Я так понял, преимущество нового плана в том, что можно особо не напрягаться на участках 1-2-4 мол того и гляди сами отвалятся. Как такой подход помогает "учету интересов транзитных стран" мне тоже не понятно.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно