Моделювання інтелектуальної підтримки прийняття рішень щодо оцінки якості природного газу методом парних порівнянь

Abstract

Природний газ згідно з положеннями «Енергетичної стратегії України на період до 2035 р.», попри суттєвий розвиток «зеленої» енергетики, залишається основним енергоносієм у державі. У зв'язку з долученням до єдиного Європейського простору регулювання торгівлі природним газом у країні всі розрахунки за спожите паливо слід виконувати в одиницях енергії. Відповідно, визначальними постають питання щодо якості природного газу. Однією з особливостей системи газопостачання є значний ступінь невизначеності зміни великої кількості збурюючих факторів впливу і постійно мінливих параметрів її функціонування. З-поміж інших для оцінки якості вибрано математичну модель, засновану на теорії нечіткої логіки. Адекватність запропонованої математичної моделі та алгоритму інтелектуальної підтримки прийняття управлінського рішення для реалізації проєкту оцінювання якості природного газу із застосуванням нечіткої логіки та лінгвістичних змінних потребує перевірки одним із відомих незалежних методів. Для розв'язання цього завдання запропоновано метод парних порівнянь Т. Сааті, який дає змогу враховувати кількісні та якісні збуджувальні параметри, що впливають на якість природного газу. Під час розроблення моделі складено матрицю для порівняння відносної важливості фізико-хімічних властивостей видобутого з родовища природного газу, якості підготовки (очищення) природного газу для транспортування і технічних умов експлуатації газорозподільної системи населеного пункту на другому рівні щодо загальної мети на першому рівні – якості природного газу. Подібні матриці побудовані для парних порівнянь кожної альтернативи на третьому рівні щодо критеріїв другого рівня. Для чисельного експерименту розглянуто природні гази українського і російського родовищ. Отримано кількісні оціночні критерії якості природного газу. В результаті досліджень встановлено питому вагу кожного фактора впливу на формування кінцевих незалежних висновків і пропозицій щодо якості природного газу.

In accordance with the provisions of the Energy Strategy of Ukraine for the period until 2035, despite the significant development of green energy, natural gas remains the main energy source in the country. In connection with the accession to the single European space of regulation of trade in natural gas in the country, all payments for fuel consumption should be made in units of energy. Thus, the decisive issue is the quality of natural gas. One of the peculiarities of the gas supply system is the considerable degree of uncertainty of the change of a large number of disturbing factors of influence and constantly changing parameters of its functioning. Among others, a mathematical model based on fuzzy logic theory was selected for quality assessment. The adequacy of the proposed mathematical model and the algorithm for intelligent support for the management decision making for the implementation of the project for the assessment of natural gas quality using fuzzy logic and linguistic variables requires verification by one of the known independent methods. To solve this problem, the method of pairwise comparisons of T. Saati is proposed, which allows taking into account quantitative and qualitative excitation parameters that affect the quality of natural gas. The model was developed to compare the relative importance of the physicochemical properties of natural gas extracted, the quality of preparation (purification) of natural gas for transportation and technical conditions of operation of the gas distribution system of the settlement at the second level in relation to the general purpose at the first level – the quality of natural gas. Similar matrices are constructed for pairwise comparisons of each alternative in the third tier against the second tier criteria. For the numerical experiment, natural gases of Ukrainian and Russian fields were considered. Quantitative evaluation criteria for the quality of natural gas were obtained. As a result of the research, the share of each factor influencing the final independent conclusions and proposals on the quality of natural gas was determined.