به طور کلی مدلی که بخواهد در زمینه مدیریت عرضه و تقاضای انرژی به برنامهریزی بپردازد، به ضرورت علاوه برنگرش سیستمی و همزمان به منابع و مصارف انرژی، باید پویا نیز باشد به همین دلیل پایان نامه حاضر مدلسازی سیستم انرژی لکتریکی به تفکیک مناطق را به طور سیستمی و پویا با کمک دینامیک سیستمی مورد نظر قرار داده است.
“مدل ابزار تجرید پدیدههای جهان واقعیت است و در واقع نظام نظری روابط به هم پیوستهای است که برای تشریح این پدیدهها و ارائه ارتباط متقابل آنها به کار میرود. بر این اساس میتوان تعدادی از عناصر با اهمیت تشکیل دهنده و نیز علل پدید آورنده پدیدههای طبیعی، اجتماعی، فرهنگی، سازمانی، اقتصادی و صنعتی را شناسایی، تفکیک و طبقه بندی کرد و آنها را به صورت مدل تبیین کرد.”
“مدل سازی عبارت است از ساختن یک مدل انتزاعی به عنوان نمایشی از شیئی واقعی که در واقع همان وضعیت واقعی یا مساله مورد مطالعه می باشد. مدل نمایشی مفید از آن وضعیت است که با آن می توان به نحوی منطقی و عملی بر حسب تبدیل آن به معادلات ریاضی و یا با استفاده از برنامه نویسی کامپیوتری کار کرد.”
“امروزه شبیه سازی یکی از پرقدرتترین ابزار تحلیل موجود است. در حقیقت هر مدل یا نمایشی از یک شی، یک نوع شبیه سازی است. شبیه سازی در واقع فرایند طراحی یک مدل از یک سیستم واقعی و انجام آزمون مختلف با این مدل می باشد.”
سیستم عبارت است از مجموعهای از عناصر متصل که در جهت دستیابی به یک یا چند هدف تشکیل یافتهاند.
تعیین اهداف مدل و مشخص کردن حدود سیستم از مفاهیم اساسی مدل سازی می باشد. قلمرو سیستم متضمن بخش های ساختاری سیستم است که برای ایجاد رفتارهای مورد انتظار ضرورت دارد. مرز سیستم باید دربر گیرنده روابط علی- معلولی و نیز اطلاعات باشد. قلمرو سیستم نباید مولفههای فاقد ارتباط با رفتار مساله را دربر بگیرد و تاکید اساسی آن باید بر مساله باشد. برای تعیین حدود سیستم باید مدل را به صورت اجزا و بخشها و نواحی عملکرد ساده در نظر گرفت.
مدل این پژوهش مبتنی بر طبقه مدل های شبیه سازی رفتاری و دینامیک سیستمی است. متدولوژی دینامیک سیستمی مبتنی بر تئوری کنترل مدرن است که در آن رفتار سیستم به وسیله معادلات دیفرانسیل و انتگرال شبیه سازی می گردد. در این متدولوژی از پیش هیچ فرض محدودکننده ای در مورد رفتار سیستم در نظر گرفته نمی شود و برای تحلیل سیستم ها و بازارهای پیچیده که در آن عوامل متعددی به یکدیگر تنیده شده اند، مناسب است.
مدل های سیستمی به طور عام دو نوع متغیر را در درون خود دارند، متغیرهای سطح و متغیرهای نرخ یا آ ن گونه که در ادبیات اقتصادی مصطلح است متغیرهای انباره و متغیرهای جریانه. متغیرهای انباره متغیرهایی هستند که در درون سیستم چیزی را انباشته می کنند. این چیز می تواند پول، جمعیت، اطلاعات، مواد و مواردی از این دست باشد. متغیرهای جریانه چگونگی و نرخ تغییرات متغیرهای انباره را در طول زمان تعیین می نمایند. از نظر ریاضی متغیرهای سطح یا انباره انتگرال متغیرهای نرخ یا جریانه در طول زمان است. از سوی دیگر خود متغیرهای نرخ در هر لحظه از زمان، تابع ارزش متغیرهای سطح در همان لحظه می باشند.
معادلات به صورت چهار گام زمانی در سال انجام می گیرد. در طول هر گام زمانی ابتدا متغیرهای جریانه یا نرخ در درون متغیرهای انباره یا سطح انباشته می شوند (انتگرال گرفته می شوند)، سپس تمامی روابط متغیرهای نرخ بر اساس مقادیر جدید متغیرهای سطح روزآمد می گردد.
این تاثیر متغیرهای حالت بر روی متغیرهای نرخ و پس از آن تاثیر متقابل متغیرهای نرخ بر روی متغیرهای حالت، در صورتی که زنجیره پیوندها در نهایت به متغیر اولیه بازگردد می تواند منجر به شکل گیری حلقه های بازخوردی شود. این حلقه های بازخوردی از دید متخصصان دانش سیستم دینامیک به عنوان مهم ترین پایه ایجاد رفتار سیستم شناخته می شود.
عصر سیستم ها انقلاب فراصنعتی را به ارمغان آورد. روش سیستمی از دیر باز به نحوی در زمینه های گوناگون علوم و دانش بشری به کار می رفته است. بعد از جنگ جهانی دوم نظریه سیستم ها به عنوان دیدگاهی که بتواند مشکلات موجود جامعه بشری را به گونه ای جامع تر مطالعه و بررسی کند، مطرح گردید. نقطه آغازین تفکر سیستمی مفهوم کلیت است. اندیشه سیستمی بر خلاف تفکر تجزیه گرایانه یا عنصر گرایانه (که برای عناصر بنیادی اصالت قائل بوده است) کل هر پدیده را اساس کار قرار می دهد. در این شیوه تفکر، اعتقاد بر آن است که از شناخت ماهیت و خواص عناصر نمی توان به شناخت کل نائل آمد، البته این به شرطی است که آن کل یک سیستم باشد.
در مکتب سیستمی، یک کل (که یک سیستم است) خود دارای شخصیت و رفتاری است که در عناصر متشکله آن وجود ندارد و فقط در قالب مجموع معنا پیدا می کند و هم چنین تنها متاثر از شخصیت اصلی کل سیستم است.
افراد گوناگونی در اشاعه تفکر سیستمی نقش بسزایی داشته اند، آغازگر این نظریه، لودویگ فون برتالنفی، زیست شناس اتریشی تبار که بعدها ساکن آمریکا شد، طی دهه های ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰ نظریه عمومی سیستم ها را تدوین و در سال ۱۹۵۴ «انجمن سیستم های عمومی» را پایه گذاری کرد. وی در تعمیم این نظریه به سایر زمینه ها و ایجاد بستری نوین برای تفکر درباره طبیعت و راه وحدت بخشیدن به جهان بینی علمی گام های بلندی برداشت و رویکرد سیستمی را از محدوده زیست شناسی خارج و به علوم دیگر تعمیم داد. تعریف مفهوم سیستم از زمانی که متفکرین قرن بیستم به بینش سیستمی روی
کرده اند، خود از جمله مسائلی بوده که مباحث فراوانی را در پی داشته است. از نظر برتالنفی سیستم عبارت از «تعدادی عنصر که با یکدیگر ارتباط هایی دارند» است.
سیستم را می توان به این صورت تعریف کرد: سیستم به مجموعه ای گویند که از اجزای معینی تشکیل شده باشد، به گونه ای که کارکرد هر یک از اجزا و روابط فی ما بین آن ها، در پرتو ساختار رفتار کل سیستم شکل گیرد. اگر چه هر سیستم، همانند بخشی از زنجیره به هم پیوسته ای، در پیوند با سیستم بزرگ تری مطرح می شود تا به سطح جهان شمول و عظیم دلخواه خود برسد، اما هر یک ماهیت مشخصه علمی خود را دارد. بنابراین، تعریف سیستم با مجموعه ای از عوامل منظم و به هم پیوسته و وابسته مطرح می شود که دارای تعامل طرفینی و هدف مشخصی باشد. تعامل طرفینی میان اجزای تشکیل دهنده یک سیستم، یعنی عمل متقابل این اجزا بر یکدیگر، به گونه ای که بر رفتار سیستم تاثیر گذارد.
به طور کلی، سیستم واحدی است که از دو یا چند جزئی تشکیل می شود که دارای ویژگی های زیر است:
سیستم بر مفهوم کلیت استوار است. هر کل حاوی ماهیت رفتاری است که اجزای تشکیل دهنده آن دارای آن ویژگی نیستند، بلکه فقط در چارچوب مجموعه آن اجزاست که ماهیت و رفتار سیستم توجیه پذیر است.
عناصر یا بخش های گوناگون تشکیل دهنده یک سیستم را اجزای آن می نامند. هیچ جزئی از یک سیستم تاثیری مستقل، جدا از دیگر اجزای تشکیل دهنده آن و نیز کل سیستم ندارد.
رفتار و مشخصه هر سیستم، در پیوند با تعامل اجزای تشکیل دهنده آن شکل می گیرد. ویژگی هر یک از اجزای سیستم از طریق تعامل طرفینی آن با دیگر اجزای سیستم قابل ارزیابی است. بنابراین وقتی اجزا از کل سیستم جدا شوند، این خواص از دست می رود.
اجزای ضروری یک سیستم، اجزایی هستند که در صورت حذف، بر عملکرد دلخواه سیستم اثر گذارند. اجزایی که سیستم بدون آن ها بتواند به طریقی عمل کند که از کارایی سیستم چیزی کاسته نشود، اجزای غیر ضروری سیستم محسوب می شوند.
هر مجموعه دو یا چند جزئی که یک سیستم فرعی را به وجود می آورند، بر عملکرد کل سیستم اثر می گذارند و عملکرد هر کدام از این سیستم های فرعی حداقل از یک سیستم فرعی دیگر متاثر است. بنابراین سیستم های فرعی مانند اجزای یک سیستم، از کنش متقابل برخوردارند.
پدیده های زنده و ارگانیکی، در مکتب سیستمی، مشخصاتی هم چون هدف مندی، آرمان گرایی، تعادل و نمادسازی دارند که شناخت هر یک، نه تنها به یک حوزه علمی، بلکه به حوزه های گوناگون دانش بشری نیازمند است.
سیستم های پیچیده و ارگانیسم های زنده اغلب دارای خصوصیات چند بعدی و پیچیده ای هستند، که برای تحقق و تعمق در ساختار آن ها به روش تفکر نوینی نیاز است، که قادر باشد همه وجوه مسئله را به گونه ای سیستمی، با توجه به ارتباط تعاملی میان اجزای آن بررسی کند.