Методика кластеризации для планирования внедрения пико-ГЭС в удаленных животноводческих хозяйствах Республики Тыва

Аннотация

Представлен методологический подход к решению актуальной проблемы энергоснабжения удалённых и изолированных животноводческих хозяйств в Республике Тыва, где традиционное отгонное животноводство сталкивается с отсутствием сетевой электрификации. Предлагается использование сверхмалых гидроэлектростанций (пико-ГЭС) мощностью до 5 кВт, способных эффективно работать на малых водотоках. Целью исследования является определение приоритетных районов для внедрения данной технологии на основе многокритериального анализа с учётом региональной специфики. Для этого разработана система из 4 ключевых критериев: удалённость от централизованных сетей, гидроэнергетический потенциал малых рек и ручьёв, уровень энергопотребления хозяйств, а также сезонность использования пастбищ. Качественные показатели по каждому критерию формализуются в порядковые или бинарные шкалы, после чего для классификации 17 кожуунов (районов) применяется метод иерархической кластеризации с метрикой Манхэттена и методом полной связи. Вычисление коэффициента копфенетической корреляции и силуэта подтверждает адекватность полученной кластеризации. В результате выделено 4 кластера районов с разной степенью приоритетности внедрения пико-ГЭС. На основе интегрального показателя приоритетности, рассчитанного как взвешенная сумма нормализованных критериев, ранжированы все 17 районов. Высокоприоритетными признаны Тоджинский и Монгун-Тайгинский районы, где гидропотенциал сочетается с максимальной удалённостью от сетей; установка пико-ГЭС здесь экономически и социально обоснована. Второй и третий кластеры требуют технико-экономического обоснования или сезонных решений. Для районов с минимальным приоритетом (Эрзинский, Овюрский) применение пико-ГЭС нецелесообразно из-за низкого гидропотенциала или близости к ЛЭП. Предложенная методика позволяет объективно классифицировать территории, дифференцировать подход к энергообеспечению и обосновывать приоритеты инвестиций в децентрализованную энергетику на основе возобновляемых источников.