Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2007

Аннотация: Существующие методы прогнозирования электрических нагрузок формализуют расчеты на основе классических представлений электротехники и методах математической статистики. Расчет электрических нагрузок, опирающийся только на классический аппарат, не может обеспечить достаточную точность при прогнозировании процессов в сложных электротехнических системах. Современное промышленное предприятие имеет в своем составе сложное электрическое хозяйство, которое можно характеризовать следующими цифрами: максимум нагрузки достигает десятков МВт; количество двигателей - тысячи штук; сотни силовых трансформаторов; тысячи низковольтных аппаратов, сотни счетчиков, численность электротехнического персонала - 100 -200 человек. Значительную часть (до 70% нагрузки) составляют электроприемники напряжением ниже 1 кВ, подключаемые к цеховым трансформаторам 6 - 10/(0,4 - 0,23) кВ. Это электрохозяйство является системой нового типа, где свойства электрической системы не вытекают из совокупности свойств ее отдельных элементов. Законы развития техники, включающей отдельные элементы, и живой природы, состоящей из отдельных особей, имеют много общего. Поэтому представляется возможным описывать объекты электрической системы на основе ценологических понятий. Подобные сложные системы рассматриваются в других направлениях науки как ценозы (биогеоценозы, техно-ценозы, бизнесценозы и т.д.). Тогда при изучении технических систем возможно ввести понятия из биологии: особь, вид, ценоз. www.rae.ru Научный журнал "Успехи современного естествознания" Российская Академия Естествознания №12, 2007 год В 1877 г. при исследовании свойств отдельных особей и совокупностей живых организмов Клаус Фердинанд Мебиус ввел понятие "ценоз". Биоценоз - совокупность живых организмов, обитающих на определенном участке, где условия внешней среды определяют его видовой состав. Термин "техноценоз" и ценологический подход к исследованию сложных технических систем предложены замечательным ученым Б.И. Кудриным. В его теории имеется четкая аналогия между развитием техники и живой природы. Он обосновал использование модели Н- распределения для математического описания видового и рангового распределения. Основу научных исследований Б.И.Кудрина, ведущихся с 1971 г. и концептуально завершённых в области электрики к 1976 г., а философии - к 1996 г., составил опыт проектирования и строительства крупных заводов и их хозяйств, цехов; отдельных комплексов, зданий, сооружений и сетей. Сами ценологические свойства цехов (предприятий) и городов стали проявляться в нашей стране в 50-е годы и были замечены Б.И.Кудриным в 70-е годы. Исследование технических систем предполагает адекватный математический аппарат для выделенной целостности - технического ценоза и для каждого из фрагментов созданного человеком материального и идеального миров. Применительно к промышленным предприятиям, как правило, определяют связь между количеством видов продукции и электропотреблением. Теория предполагает существование некоторого идеального распределения элементов ценоза, причем стабильность системы характеризуется значением рангового коэффициента, находящегося в пределах от 0,5 до 1,5. Эти данные были получены Б.И. Кудриным и его учениками эмпирически. В работах В.И. Гнатюка предполагается, что оптимальным является такой техноценоз, который по своим функциональным показателям характеризуется максимальной энтропией и обеспечивает выполнение поставленных задач, т.е. идеальное выполнение своего функционального назначения. Поясним существование идеальной технической системы с точки зрения гармонии. В технике существует понятие "Золотое сечение" -деление отрезка на две части, при котором длина отрезка так относится к большей части, как большая часть относится к меньшей. Это определение предложено Леонардо да Винчи в XV веке. Будем считать, что гармония и идеальное распределение ценоза как системы, выполняющей свое функциональное назначение, подчиняются "Золотому сечению", а понятие "Золотое сечение" неразрывно связано с числами Фибоначчи. В 1202 г. итальянским купцом и математиком из Пизы Леонардо Фибоначчи была написана "Книга об абаке", в которой помещена задача про кроликов. Решая эту задачу, Фибоначчи обнаружил последовательность чисел, где последующее число равно сумме двух предыдущих чисел: 1; 1; 2; 3; 5; 8; 13; 21; 34 и т.д. Отношение последующего члена ряда к предыдущему с ростом последовательности стремится к коэффициенту золотого сечения Ф = 1,618. Если взять числовой ряд, состоящий из чисел с коэффициентом 1, 618 ("Золотое сечение") 1,0; 0,62; 0,38; 0,24; 0,15; 0,09 и т.д. (что сильно напоминает шкалу мощностей трансформаторов), и аппроксимировать его, то получим гиперболическую кривую, которая описывается следующей формулой: у = 1-(х) = Фе-°'4812\ где Ф = 1,618 - золотая пропорция, г-ранг объекта. С учетом опыта развития живой природы, можно предполагать, что формула отражает идеальное соотношение количества видов и численности каждого вида. Поэтому при определении основных показателей и количества установленного оборудования целесообразно использовать понятие "Золотое сечение" и числа Фибоначчи. Поскольку эти соотношения существуют в природе, то человек бессознательно создает техноце-нозы таким образом, что их оптимальная структура определяется этими постоянными.

Журнал: Успехи современного естествознания

Выпуск журнала: № 12

Номера страниц: 74-76

ISSN журнала: 16817494

Место издания: Пенза

Издатель: Общество с ограниченной ответственностью "Издательский Дом "Академия Естествознания"

• Южанников А.Ю. (Сибирский федеральный университет)
• Южанников М.Ю. (Сибирский федеральный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК