從生物質(zhì)熱電廠看當(dāng)前電廠規(guī)劃

1、從生物質(zhì)熱電廠看當(dāng)前電廠規(guī)劃    摘要：本文作者結(jié)合工作經(jīng)驗，分析了當(dāng)前電廠規(guī)劃中應(yīng)注意的細(xì)節(jié)，可供同行參考。關(guān)鍵詞：電廠；規(guī)劃、優(yōu)化；節(jié)能減排；環(huán)境保護(hù)0 前言從節(jié)約資源、減少環(huán)境污染的角度考慮，今后一段時期內(nèi)，熱電聯(lián)產(chǎn)是我國區(qū)域供熱的最優(yōu)模式。充分利用我國豐富的生物質(zhì)能源，大力發(fā)展生物質(zhì)熱電廠，既滿足了城市供熱的需求，又在一定程度上緩解了電力緊缺的壓力，避免了生物質(zhì)資源對環(huán)境的污染。生物質(zhì)熱電廠運行效能的高低很大程度上取決于電廠合理規(guī)劃，熱電廠不合理的規(guī)劃將導(dǎo)致供熱成本增加、能源和資源浪費及環(huán)境污染加劇，給社會帶來巨大的不利影響。常見規(guī)劃問題大多采

2、用模糊集、可拓集等方法，這些方法要求事先給定隸屬函數(shù)。粗糙集運算系統(tǒng)不需要提供任何先驗的知識，就能自動挖掘出隱含的信息，完全避免了人為干擾。從統(tǒng)計情況來看，目前研究生物質(zhì)能熱電廠規(guī)劃和優(yōu)化的文獻(xiàn)很少。本文在構(gòu)建生物質(zhì)熱電廠選址指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運用粗糙集理論和多目標(biāo)規(guī)劃的方法，從生物質(zhì)熱電廠選址、電廠規(guī)模和調(diào)度優(yōu)化等角度對生物質(zhì)熱電廠規(guī)劃和優(yōu)化問題進(jìn)行探索性的研究。1 計算屬性的權(quán)重粗糙集方法是一種新的用來研究模糊性和不確定性問題的軟計算方法，包含求取大量數(shù)據(jù)中最小不變集合（核）與求解最小規(guī)則集（約簡）的理論，不需要附加信息和先驗知識，能夠利用已有的信息來判斷對象在特定條件下的分類及其重要性。

3、電廠選址需要考慮的影響因素主要有：（a）土地的可得性；（b）生物質(zhì)熱電廠建造成本；（c）道路管網(wǎng)鋪設(shè)成本；（d）與熱負(fù)荷中心的距離；（e）熱力負(fù)荷需求；（f）電網(wǎng)接入結(jié)構(gòu)；（g）生物質(zhì)燃料和水源可得性；（h）環(huán)境保護(hù)因素。其中（8）為特殊指標(biāo)，具有一票否決權(quán)，倘若某個選址不能滿足環(huán)境保護(hù)要求，則不管其他條件多么優(yōu)越都不再予以考慮；其他指標(biāo)被視為普通指標(biāo)，這些指標(biāo)具有互補性、替代性。（b）至（e）將在多目標(biāo)規(guī)劃中予以考慮，先考慮土地的可得性（c1）、電網(wǎng)接入結(jié)構(gòu)（c2）、生物質(zhì)燃料和水源的可得性（c3）和環(huán)境保護(hù)因素（c4），建立如圖1的指標(biāo)體系。利用粗糙集屬性重要度方法獲得指標(biāo)的權(quán)重。用“容易

4、”、“一般”、“難”三個等級評價土地的可得性和生物質(zhì)燃煤和水源可得性；用“好”、“中”、“差”三個等級評價電網(wǎng)接入條件和環(huán)境保護(hù)因素。采用3分制，用1、2、3分別對應(yīng)“容易”、“一般”、“難”和“好”、“中”、“差”。根據(jù)專家意見設(shè)計決策表，利用粗糙集理論對決策表約簡后，得到15種不同的決策組合，如表1所示。表1中，d為決策，d=1表示建熱電廠，d=0表示不建熱電廠。由粗糙集的定義，計算得到：指標(biāo)c1、c2、c3、c4的重要度分別為0.09543、0.04014、0.04014、0.08027。進(jìn)而，計算得到指標(biāo)c1、c2、c3、c4的權(quán)重分別為0.3728、0.1568、0.1568、0.3

5、136，指標(biāo)權(quán)重向量=0.3728，0.1568，0.1568，0.3136T。2 計算備選廠址優(yōu)先序某地區(qū)有5個備選廠址，按照以上指標(biāo)體系，采用群決策方法得到專家意見，評價矩陣為加權(quán)后，求得每個備選廠址的綜合評價值為W=T×=0.7621，0.7784，0.8840，0.7986T。3 多目標(biāo)優(yōu)化模型熱電廠選址多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型為式中：i為集中供熱區(qū)下標(biāo)；I為集中供熱區(qū)總數(shù)；j為備選廠址下標(biāo)；J為備選廠址總數(shù)；m為熱電廠供熱能力等級下標(biāo)；M為熱電廠供熱能力等級總和；Cm為m級熱電廠的供熱能力； 為在第j個選址建設(shè)m級熱電廠的建設(shè)和運營成本；ai為集中供熱區(qū)i的熱負(fù)荷；Dij為從熱電

6、廠j到集中供熱區(qū)i的單位輸送成本； 為決策變量定義， =1表示在第j個選址建設(shè)m級熱電廠， =0表示不建；Zij為集中供熱區(qū)i的熱負(fù)荷由熱電廠j輸送的比例。目標(biāo)函數(shù)式（1）為最小化總成本，包括建設(shè)成本和輸送成本；式（2）最大化建設(shè)熱電廠的平均綜合效益，其中Wj是前面已求出的備選廠址的綜合評價值；式（3）確保每個集中供熱中心熱負(fù)荷都能得到滿足；式（4）表示1個備選地點最多只建設(shè)1個容量等級的熱電廠；式（5）確保每個熱電廠提供的熱負(fù)荷不超過其最大設(shè)計容量；式（6）、（7）為變量取值約束。4 優(yōu)化實例分析某地區(qū)可以建4個容量等級的秸稈熱電廠，在不同備選地建立不同等級的熱電廠的成本如表2所示。有4個集

7、中供熱區(qū)，假設(shè)在未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)熱負(fù)荷需求不會發(fā)生較大的變化，每個備選地到集中供熱區(qū)的單位輸送成本如表3所示。表2備選廠址的建設(shè)和運營成本表3備選廠址到不同負(fù)荷區(qū)的單位輸送成本將目標(biāo)函數(shù)式（1）、（2）通過加權(quán)法合并成給出1和2不同的組合值來求出規(guī)劃問題的非劣解。通過lingo8.0計算得出非劣解，如表4所示。上決策顯示分別在第2和第3個備選廠址各建1個容量為250MW的熱電廠，第2個熱電廠向第3、4負(fù)荷區(qū)供熱，第3個熱電廠向第1、2負(fù)荷區(qū)供熱，這樣可以使費用最省，同時使得平均綜合效益最高。    相關(guān)論文    · 淺析高壓變頻器在發(fā)電廠引風(fēng)機上的應(yīng)用與節(jié)能分析· 發(fā)電廠中電動給水泵與汽動泵的應(yīng)用· 東勝熱電廠3