هیوا فاروقی

یکی از عواملی که بر رشد و توسعه پایدار کشورها تاثیرگذار است، استفاده بهینه از انرژی و حامل‌های آن است. با توجه به اهمیت بخش خانگی به عنوان بزرگترین مصرف‌کننده حامل‌های انرژی برق و گاز و همچنین محدودیت منابع انرژی تجدیدناپذیر، ضرورت پایش و بهینه‌سازی مصرف انرژی در این بخش بیش از پیش احساس می‌شود. پایش انرژی با استفاده از روش‌های کنترل فرآیند آماری به‌عنوان یک روش موثر جهت نظارت مستمر بر مصرف انرژی، شناسایی سریع تغییرات غیرعادی در الگوی مصرف انرژی و کاهش هدررفت انرژی از طریق انجام به‌موقع اقدامات اصلاحی شناخته می‌شود. مرور ادبیات پایش مصرف انرژی عمدتا بر جنبه زمانی تغییرات متمرکز است درحالیکه با توجه به ماهیت فضایی داده‌های انرژی، توسعه این روش‌ها برای در برگرفتن جنبه‌های زمانی و فضایی داده‌های مصرف انرژی به‌طور همزمان، به ارائه اطلاعات تشخیصی دقیق‌تری منجر می‌شود. از طرفی، مدل‌سازی مصرف انرژی با درنظر گرفتن ویژگی‌های خاص داده‌های مصرف انرژی و همچنین بررسی اثرات متقابل بین حامل‌های مختلف انرژی بخش خانگی، به شناسایی بهتر و دقیق‌تر الگوهای مصرف کمک کرده و اثربخشی فرآیندهای پایش و کنترل مصرف انرژی را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. سهم اصلی این تحقیق مدل‌سازی مصرف حامل‌های انرژی و سپس ترکیب آن با ابزارهای کنترل فرآیند آماری با هدف پایش مصرف انرژی است. بر این اساس، این مطالعه بر مدل‌سازی مصرف حامل‌های انرژی با در نظر گرفتن همبستگی مقطعی و سپس پایش فضایی-زمانی مدل‌های پیشنهادی با هدف شناسایی تغییرات و نوسانات الگوی مصرف متمرکز است. برای این منظور، با بهره‌گیری از سه رویکرد متفاوت رگرسیون فضایی، رگرسیون به ظاهر نامرتبط و رویکرد چند عاملی باقیمانده، مدل‌های مصرف جداگانه و همزمان حامل‌های انرژی مبتنی بر مدل رگرسیون داده پانل و مدل اتورگرسیو برداری پانل (Panel VAR) مربوط به شهرستان‌های غربی استان مازندران ارائه می‌شود. سپس از طریق مکانیزم پایش فضایی-زمانی مبتنی بر طراحی نمودار کنترل چندمتغیره، مصرف انرژی پایش می‌شود. بدین صورت که ابتدا با استفاده از رویکرد پنجره متحرک، ضرایب هریک از مدل‌های جداگانه و همزمان حامل‌های انرژی، محاسبه و به دو بخش تقسیم می‌گردند. بخش اول از ضرایب به‌دست آمده، جهت برآورد پارامترهای تحت کنترل در فازI با استفاده از نمودار کنترل T² به‌کار گرفته می‌شود. سپس با مقایسه عملکرد پیش‌بینی هر یک از رویکردها، مدل‌های ‌GWRP، SEM و چند عاملی باقیمانده به‌عنوان مدل‌های ارجح برای پایش مصرف برق، مصرف گاز و مصرف همزمان برق و گاز انتخاب می‌شوند و بخش دوم ضرایب آن‌ها در فاز II با استفاده از نمودار کنترل چندمتغیره نسبت درستنمایی تعمیم‌یافته (GLR)، پایش می‌شوند. بررسی و مقایسه عملکرد مدل‌های تک حاملی در مقابل مدل همزمان حامل‌های انرژی، نشان‌دهنده حساسیت بیشتر و قدرت تشخیصی دقیق‌تر مدل Panel VAR در شناسایی تغییرات الگوی مصرف انرژی است. همچنین، در یک مطالعه شبیه‌سازی شده، عملکرد نمودار کنترل GLR پیشنهادی در شناسایی شیفت‌های مختلف در پارامتر عرض از معادلات مدل Panel VAR در دو حالت لحاظ و عدم لحاظ همبستگی مقطعی، تحت سناریوهای مختلف ارزیابی می‌شود. یافته‌ها حاکی از بهبود عملکرد نمودار کنترل GLR در شناسایی تغییرات مدل Panel VAR با همبستگی مقطعی هم از نظر سرعت تشخیص و هم دقت برآورد نقطه تغییر است.