Отзыв_официального_оппонента_Кофанов_ (Разработка математической модели, численных методов и алгоритмов для структурно-параметрического синтеза электросети мегаполиса с учетом его перспективного развития)

Отзыв официального оппонента на диссертационную работу Кузьминой Инны Анатольевны «Разработка математической модели, численных методов и алгоритмов для структурно-параметрического синтеза электросети мегаполиса с учетом его перспективного развития» представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.18 — Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Актуальность темы диссертации и постановка решаемой научной задачи Диссертационной работа И.А. Кузьминой посвящена разработке математической модели, методов и алгоритмов для структурно-параметрического синтеза электросети мегаполиса с учетом ее развития, например, вследствие строительства новых объектов городской инфраструктуры.

Задача проектирования электросетей с учетом перспектив развития города является особенно актуальной сейчас, когда во многих мегаполисах России запланированы крупномасштабные изменения — присоединение территории Новой Москвы к Москве, снос ветхих пятиэтажек, масштабное строительство заводов и возобновление работ промышленных предприятий, связанное с введением антироссийских санкций и пр.

Это доказывает необходимость учета фактора развития города при проектировании электросетей. Под мегаполисами в диссертации понимаются города, численность населения которых превосходит 1 миллион человек. Электрические сети таких городов имеют сложную разветвленную структуру. Их математическая модель состоит из тысяч взаимосвязанных элементов, в результате чего задача проектирования городских электросетей имеет высокую размерность (стр. 15). Проведенный и представленный в диссертации обзор литературы показал наличие значительного числа научных трудов в направлении исследования (стр.

13), что также подтверждает актуальность работы. Таким образом, можно уверенно констатировать актуальность темы диссертационного исследования И. А. Кузьминой, направленного на разработку математических основ проектирования городских электрических сетей мегаполисов с учетом перспективного развития города. Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций Представленное в Главе 1 диссертации введение в предметную область (сведения о структуре городских распределительных электросетей и ее основных элементах, исходные данные и основные понятия задачи перспективного развития электросетей и пр.) позволяют судить о достаточной компетенции автора для проведения научной работы в данной области. В основу разработанных автором математической модели, методов и алгоритмов положены фундаментальные и хорошо изученные теории и методы.

Так, в основу разработанной соискателем математической модели электросети мегаполиса положены принципы теории графов (Раздел 2.1, стр. 42-49). В основу предложенных автором методов решения задачи ПРЭ положены принципы редукции и декомпозиции теории системного анализа (метод, основанный на редукции задачи ПРЭ к совокупности вложенных задач глобальной минимизации (Раздел 3.1, стр. 58-61) и метод, основанный на декомпозиции задачи ПРЭ (Раздел 3.2, стр. 61-69), соответственно). При разработке алгоритмов, необходимых для реализации указанных методов, использованы: теория кластерного анализа (алгоритм на основе метода 1-средних (Раздел 4.1,1, стр.

77-80); алгоритм, реализующий метод разделительной кластеризации (Раздел 4.1.1, стр. 80 — 83)); эвристики (эврнстический алгоритм выделения максимальных подмножеств (Раздел 4.1.2, стр. 84 — 86), эвристический алгоритм ограниченного перебора (Раздел 4.2.1, стр. 93 — 94)); принципы генетической оптимизации (генетический алгоритм (Раздел 4.2.2, стр. 94 — 97)); теория вычислительной геометрии (алгоритм, основанный на построении диаграмм Вороного (Раздел 4.2.3, стр. 97-99)). На основании вышеизложенного, можно сделать заключение о хорошей обоснованности представленных в диссертации научных положений н заключений. Достоверность Достоверность полученных результатов (т.е. математической модели, методов и алгоритмов) подтверждена проведенными вычислительными экспериментами, Так, для тестирования н исследования эффективности алгоритма на основе метода 1ссредних, алгоритма, реализующего метод разделительной кластеризации, эвристического алгоритма выделения максимальных подмножеств было создано 5 тестовых «карт», каждая из которых включает в себя 100 элементов (потребителей).

Для повышения достоверности результатов исследования выполнялось 20 запусков каждого алгоритма для каждой карты. Оценка эффективности алгоритмов производилась по двум индикаторам— требуемое число возводимых подстанций и время вычислений. Результаты экспериментов приведены в таблицах 4.2 — 4.4, а также на рисунке 4.8. Динамика значений указанных индикаторов с ростом размерности «карт» представлена в таблицах 4.5, 4.6 и на рисунке 4.9 (Раздел 4.1.3, стр. 86 — 92). Исследование эвристического алгоритма ограниченного перебора, генетического алгоритма, алгоритма, основанного на построении диаграмм Вороного, выполнялась на 20 тестовых «картах», каждая из которых включала в себя 100 новых потребителей и 16-20 трансформаторных подстанций (Раздел 4.2.4, стр. 99 — 103).

Сравнительный анализ алгоритмов выполнялся по двум индикаторам — суммарная стоимость строительства кабельных линий и время проведения расчетов. Результаты экспериментов приведены в таблицах 4.8, 4.9, а также на рисунке 4.15. Динамику роста времени вычислений с увеличением размерности задачи иллюстрирует таблица 4.10. Подтверждение работоспособности, достоверности и эффективности разработанной математической модели сети электроснабжения, а также предложенных методов и алгоритмов приведено в Главе 6 (стр. 124 †1), в которой поставлена и решена задача перспективного развития сети электроснабжения, соизмеримой по размерам с сетью района мегаполиса.

Все это позволяет сделать заключение о работоспособности и эффективности разработанных в диссертации математической модели, методов и алгоритмов. Анализ и оценка содержания работы Диссертационная работа Кузьминой И,А. объемом 211 машинописных страниц состоит нз введения, шести глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.

Работа включает 49 рисунков, 23 таблицы, библиографический список нз 109 источников. Работа имеет логичную структуру. Содержание глав и выводов по каждой главе диссертации, а также общих выводов по работе, в полной мере отражают результаты исследования. Научная новизна Наиболее значимыми результатами диссертационной работы, обладающими научной новизной, являются: 1) Синтезированная математическая модель ПРЭ, позволяющая управлять проектом (наращивать проект или переходить к подмоделям отдельных частей проекта). 2) Разработан метод решения задачи ПРЭ, реализующий принцип декомпозиции и редукции рассматриваемой задачи к совокупности подзадач меньшей размерности. 3) Созданы математическая модель, методы и алгоритмы для комплексного исследования научно-технической проблемы проектирования электросетей с учетом перспективного развития мегаполиса.

Практическая значимость работы Результат диссертации в виде программного комплекса Е1.НЕТ использован в городской распределительной электросетевой компании Московские кабельные сети— филиал ОАО «Московская объединенная электросетевая компания» для решения практических задач, связанных с принятием решений на этапе подключения новых потребителей к сетям электроснабжения. Подтверждающая справка приложена к диссертации (стр. 212). Публикации и апробация работы Основные результаты работы отражены в 11 статьях, из них 8 — в журналах, входящих в Перечень ВАК.

Основные результаты и положения диссертации были представлены и получили одобрение на шести научно-технических конференциях. Замечания к диссертационной работе 1) При решении практической задачи проектирования электросети района мегаполиса (Глава 6) не используется критерий надежности электроснабжения. 2) В диссертации и автореферате не всегда указано, какие части представленных методов и алгоритмов разработаны лично автором. Эту информацию следовало бы формулировать в явном виде. 3) Не выполнено сравнение результатов вычислительного эксперимента, представленного в Главе б, с натурным экспериментом, что не дает возможность оценить адекватность полученных результатов.