We consider the gas transmission network operating on the territory of the Russian Federation. This network includes gas fields, gas consumers, nodal compressor stations, underground gas storages, which, depending on the given scenario of the system operation, can act as gas sources or gas consumers. The nodes are connected by means of gas pipelines. Because natural gas is used in heat and power engineering and electricity, the gas transmission network may be exposed to terrorist threats, and the actions of intruders may be directed both at gas production facilities and gas pipelines. To simulate intruders attacks, a model of the attacker-defender type was proposed. In this model, the defender, represented by the system operator, solves the problem of finding the maximum flow to meet the needs of gas consumers. The attacker, in turn, attempts to minimize the maximum flow in the gas transmission network by excluding either nodes or gas pipelines. Gas transmission networks in Russia and Europe are very extensive, ramified, and have many bridges and reserve gas pipelines. Therefore, to inflict maximum damage to the system, attacks on cliques, that is, on several interconnected objects, are modelled. The article presents the results of test calculations, in which we identify the most significant combinations of objects in the gas transmission network in terms of the potential threat from terrorist attacks.
This article is devoted to the definition of the most important combinations of objects in critical network infrastructures. This study was carried out using the example of the Russian gas transmission network. Since natural gas is widely used in the energy sector, the gas transmission network can be exposed to terrorist threats, and the actions of intruders can be directed at both gas fields and gas pipelines. A defender–attacker model was proposed to simulate attacks. In this model, the defender solves the maximum flow problem to satisfy the needs of gas consumers. By excluding gas pipelines, the attacker tries to minimize the maximum flow in the gas transmission network. Russian and European gas transmission networks are territorially very extensive and have a significant number of mutual intersections and redundant pipelines. Therefore, one of the approaches to inflicting maximum damage on the system is modeled as an attack on a clique. A clique in this study is several interconnected objects. The article presents the list of the most interconnected sections of main gas pipelines, the failure of which can cause the greatest damage to the system in the form of a gas shortage among consumers. Conclusions were drawn about the applicability of the maximum clique method for identifying the most important objects in network critical infrastructures.
Актуальность. Представлена технико-экономическая модель комплекса по производству сжиженного водорода с энергоснабжением исключительно от возобновляемых источников энергии. Модель позволяет проводить сравнение технико-экономических показателей производства «зелёного» сжиженного водорода в различных локациях, учитывая их природно-климатические и технико-экономические условия. Особенностью предлагаемой модели является рассмотрение основных технологических процессов производства, преобразования и хранения водорода с учетом годового почасового профиля возможной генерации энергии возобновляемыми источниками и графика отгрузки сжиженного водорода в качестве товарной продукции. Использование модели актуально на стадии предпроектных исследований по созданию водородных производств в регионах, имеющих высокий потенциал ВИЭ, но при этом удаленных от электроэнергетической инфраструктуры; позволит повысить обоснованность оценок для принятия инвестиционных решений. Цель: разработать технико-экономическую модель такого комплекса и осуществить проверку её работоспособности на примере оценки нормированной стоимости производства «зелёного» сжиженного водорода для выбранных локаций в Монголии и Японии. Объекты: автономный комплекс по производству «зелёного» водорода. Методы. Основу модели составляет оптимизационная задача математического программирования, решение которой позволяет определить уровень и структуру затрат на производство сжиженного водорода с использованием солнечной и ветровой энергии. Результаты. Для проверки работоспособности модели были получены сравнительные оценки нормированной стоимости производства товарной продукции – 10 тыс. т/год сжиженного «зелёного» водорода для локаций в Монголии (восточное побережье оз. Хубсугул) и Японии (прибрежные районы префектуры Ямагата), составляющие соответственно 10,8 и 13,4 $ /кг.
Рассматривается метод симплексных погружений, адаптированный для решения задач выпуклой оптимизации с большим числом ограничений. Разработаны две модификации, позволяющие ускорять работу метода. Первая из них использует более экономичный способ расчета невязок ограничений, что позволяет существенно сокращать время работы алгоритма в случае большой размерности задачи. Вторая модификация основана на возможности метода определять неактивные ограничения задачи. Представлены результаты вычислительных экспериментов с использованием модифицированных версий метода симплексных погружений при решении тестовых задач квадратичной и выпуклой недифференцируемой оптимизации. A simplex embedding method adapted for solving convex optimization problems with a large amount of constraints is considered. Two modifications of the method are proposed for better performance. First of them uses a more economical approach to the residual computation for constraints, which allows one to significantly reduce the execution time of the algorithm in the case of a large amount of constraints. One of the important peculiarities of the simplex embedding method is its ability to find inactive constraints. This property of the method is used as the basis for its second modification. The numerical results obtained when solving a number of quadratic and convex nondifferentiable optimization problems show the efficiency of the proposed modifications.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.