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Babak Daneshvar Rouyendegh,阿卜杜拉•Yildizbasi Ummuhan z Arikan, ”使用直观的模糊TOPSIS在土耳其风力发电厂的选址”,模糊系统的进步, 卷。2018年, 文章的ID6703798, 14 页面, 2018年。 https://doi.org/10.1155/2018/6703798
使用直观的模糊TOPSIS在土耳其风力发电厂的选址
Babak Daneshvar Rouyendegh
,1
阿卜杜拉Yildizbasi,1
和
Ummuhan z . b . Arikan1
1工业工程系,安卡拉Yıldırım Beyazıt大学(AYBU), 06010安卡拉,土耳其
文摘
减少能源资源和环境意识的增加最近增加了对可再生能源的兴趣。风能是可再生能源,这在许多国家使用。土耳其有很多替代风能植物由于其良好的地理位置。风力发电厂的建立是一个复杂而重要的决定性因素。是非常重要的,选择合适的风力发电站网站利用风能和降低成本。在这项研究中,我们旨在达到风能厂址选择的解决方案。为此4替代风力发电站的位置已确定。评估替代品,10个标准四维包括风能潜力,位置,选择成本和社会福利。自从Multicriterion决策(指标)方法中经常使用的位置选择问题从过去到现在,TOPSIS结合直觉模糊集(IFS)被用来实现这一目标。TOPSIS方法的主要目的是为了排名,最糟糕的莫过于选择。 The IFS are used to reflect approval, rejection, and hesitation of decision makers by dealing with real life uncertainty, imprecision, vagueness, and linguistic human decisions. Finally, a numerical example is applied for wind power plant site selection. In order to demonstrate the effectiveness of IFS, the problem is solved by the Fuzzy TOPSIS method using the same data. Then, the obtained results are compared with the IFS method to show the effectiveness of the proposed method.
1。介绍
增加了生活水平也增加了对能源的需要。化石燃料的短缺和对环境的负面影响已经创建了一个需要清洁能源(1]。核电站产生的放射性废物和安全问题,特别是在日本福岛核电站的爆炸,引发了可再生能源的趋势(2]。
使用可再生能源的可持续发展。减少化石燃料的使用和能源进口,实现国家目标,通过增加就业和竞争力,并消除气候变化和环境问题是可再生能源的好处8]。
最古老的能源(风能,3),是由压力的差异发生在地球表面的暴露在不同的太阳光4]。风能,它提供了高可用性、可靠性和清洁能源,是全世界增长最快的可再生能源(9]。风能丰富,有用的,和经济1)相比,有限的,昂贵的,有缺陷的碳氢化合物的基础能源(5]。
城市人口的增加和工业的发展增加了土耳其的能源需求4]。由于其地理位置,土耳其另一种可再生能源,特别是风能(7]。重要的是要建立的核电站是利用这种能量在最高水平(5]。政治、社会、环境、文化和经济标准应考虑除了风力发电厂选址技术要求(10]。
Multicriterion决策(指标)方法通常用于解决风力发电厂选址问题包括复杂的标准(9]。指标方法广泛应用于解决这个问题是网络分析法(ANP)、层次分析法(AHP),消除和选择翻译现实(ELECTRE),和技术的偏好顺序相似,理想的解决方案(TOPSIS) [6]。
在这项研究中,直觉模糊TOPSIS (IFT)方法提出了解决风力发电厂选址的问题。替代排名最常用的方法为基于标准的指标值(11]。所有选择的替代选择是最接近积极的理想的解决方案,换句话说最远的远离负理想的解决方案。积极的理想溶液利益最大化准则和最小化成本标准。它是负理想解的逆12]。IFS用于处理现实生活的不确定性,不精确,含糊不清,语言人类决策。同时,它提供了反映批准、拒绝和决策者的犹豫13]。
数值例子中,3中选择被选为风力发电厂和文献调查的结果排序根据10决定选举的决定。这些标准是聚集在4个维度。风可能包括风速和风力密度判据。位置由表面特征、距离、配电网络,和自然灾害发生。维度的成本,有购买土地成本和初始和年度维护。最后,社会福利覆盖文化和环境问题和就业。
本文的其余部分组织如下:在部分2文献检索的风力发电选址。然后IFTOPSIS方法给出部分3。节4用一个数值例子说明了这种方法。问题给出的结论和评论部分5。
2。文献综述
增加全球变暖,能源需求增加使国家使用可再生能源。本研究是关于可再生能源的风能。标准和方法对风能选址决定了文学的调查。文学研究的总结在表中给出1和2。
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工作(4)代表了可再生能源的重要性和土耳其风能潜力高。风能潜力地图一直在检查和潜在的地方Amasra Bandırma, Bozcaada, Canakkale已经被选中了。选厂、表面特征、距离、成本、和风力特征选择作为选择的标准。·曲克积分法,使标准之间的相互作用和评估定量和定性数据在同一时间。Canakkale被发现是最合适的选择。
的作者(3)使用一个集成的分层数据包络分析(DEA)方法对风电场位置优化的工作,实现了伊朗。总共25个城市和5地区125个地点在每个城市。为了确定最佳地区一级的位置优化,土地成本、人口和人类劳动,和距离的配电网络结构指标与社会和技术选择。第二层次为优先考虑城市使用指标,具有技术和地理特点:自然灾害的强度,数量适当的地形区域,数量适当的地质区域,和平均风吹。
的作者(6SWHPS]建立了决策机制(太阳风混合动力站)使用AHP方法选址。在中国为49.5 MW SWHPS安装,评估委员会选择了商业利益,社会经济需求,和表演subtargets和好处,可访问性、环境、风险和资源评价功能。选择五个替代SWHPS网站使用地理信息系统(GIS)和网格地图。因此,选择一个网站被选为最合适的地点。
的作者(2)发展策略的选择离岸风力农场,沿海地区的韩国的济州岛。结算标准分为四类:保护区和环境保护、能源资源、经济、海洋生态和人类活动和海洋环境。他们已经开发出4场景替代选址利用GIS。在场景4分类考虑,更少的合适的地区被发现比其他场景。但考虑所有类别将有助于减少社会冲突的利益相关者和环境问题通过提供一个可持续和环保的离岸风力农场。
的作者(7)所做的一项研究风能发电厂的选址。他们选择西方土耳其应用领域。该应用程序包括两个阶段:第一阶段是消除不利的阶段,第二阶段是现有的考试。替代土地被视为相同大小的网格,每个大到足以建立一个风力涡轮机。GIS用于消除应用标准和限制。除此之外,多准则决策分析(MCDA)然后使用等级和指定的网格通过评价标准。问题一直在评估13个地区几个网格组装评估较大区域的空间建造风力农场而不是个人的涡轮机。在所有MCDA方法,3,5,8,12是强调。
的作者(5)使用一个集成的fuzzy-DEA方法在这项研究决定风电场的位置。他们使用的基本成分分析(BCA)和数值分类法(NT)方法来验证结果的DEA模型。模型测试候选城市25日在伊朗5地区在每个城市。此外,20个城市被认为是消费者产生的能量。结果显示消费者的距离的重要性建立风力发电场。
的作者(1)评估建立风力发电场的可能性在伊朗西北部Ardabil结合ANP和决策实验和评价实验室(DEMATEL)方法在GIS环境中。使用13层的信息根据三个主要标准、环境、技术、经济,建立了土地适宜性图。然后,它重新分类根据5同样部门从最适合的地区是最合适的。结果表明,6.68%的Ardabil省最适合风力涡轮机。
3所示。方法
指标的技术常常因为数学和启发式方法在处理定性因素不足问题的解决方案的位置选择最新的来自过去,仍然是有效的4]。指标的方法是有用的在反映决策者的判断和处理决策过程的复杂性(7]。
的TOPSIS方法指标技术提出了解决风力发电厂选址的问题。本节简要回顾了直觉模糊集和TOPSIS方法。
3.1。直觉模糊集
在现实生活中人类决策问题涉及的不确定性和模糊性。1965年,德提出的模糊集理论是处理模糊和不确定性(14]。直觉模糊集(A-IFS)广义模糊集和隶属函数和非会员的特征函数,在1986年首次引入Atanassov。IFS已经应用于许多不同的领域,包括逻辑编程、医疗诊断、决策、评价函数,和偏好关系15]。
在本节中介绍了IFS的一些定义和操作。
让是固定的。IFS X可以被定义为 在哪里 和隶属度和nonmembership函数,分别满足以下方程: IFS的 , 被定义为直观的指数。这是犹豫度的测量。 让A和B IFS的年代;乘法运营商,相应地,
3.2。直觉模糊指标值
指标值,首先介绍了黄和1981年尹,是最常见的排名方法选择的基础上,选择标准。TOPSIS法的基本思想是排名选择从最好到最差。获得的最佳解决方案中选择的顺序是最近的一个积极的理想的解决方案的同时,最远的消极的解决方案(16]。
模糊数是用来处理现实生活的不确定性,不精确,含糊不清,语言人类决策。直觉模糊集更好地反映决策者的批准、拒绝和犹豫17]。
在本节中,我们提供了一个直观的模糊TOPSIS模型引入了(13)的评价选择。的顺序m方案是基于n标准。 设置选择, 设置的标准,然后呢 代表的决策者。
现在,我们用一个有七个步骤替换算法过程如下。
步骤1 (DMs)的权重计算。DMs表现为语言的重要性(表3)。
是激光DM的直觉模糊数排名。DM的重量可以由以下公式:
在哪里
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步骤2(计算标准的权重)。所有标准都可以不被视为平等的资格。W表示一组重要性水平。为了实现W, DM意见每个标准需要集成的重要性。
让
代表直觉模糊数有关标准的k决策者。直觉模糊加权平均(IFWA)操作符是用来计算权重的标准。IFWA操作符是由徐(2007)。
标准是表示成语言的重要性(表4)。
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步骤3(直觉模糊决策矩阵构造(IFDM))。到达一个精确的结论,每个视图的DMs必须结合成一个单一的观点形成了直觉模糊决策矩阵聚合(AIFDM)模型。
让
每个DM的IFDM。
DM的重量。
在哪里
步骤4(聚合的计算直觉模糊决策矩阵加权(AWIFDM))。聚合计算直觉模糊决策矩阵加权结合W和R。
第五步(计算直觉模糊积极和消极的理想的解决方案)。让我1福利标准和J2成本标准。代表了直觉模糊正理想的解决方案代表了直觉模糊负理想的解决方案。然后和计算为 在哪里
步骤6(获得替代品之间的分离措施)。本文提出的规范化的欧几里得距离Szmidt和Kacprzyk(2000)用于测量在直觉模糊集分离的替代品。和 ,每个选择的分离措施,计算直觉模糊正理想和负理想解,分别。
步骤7(确定最终的排名)。另一种的相对贴近度对直觉模糊正理想溶液定义如下: 后的相对距离系数确定每个替代,替代排名按照降序排列 。
4所示。案例研究
在本节中,IFTOPSIS方法选择合适的风力发电站网站应用于一个数值例子。这是显示在图1。一群决策者组成的三个专家成立了这个原因。决策者1是一个地理学家,决策者2是一个工程师,地图和决策者3是一个能源工程师。Canakkaleİzmir,萨姆松,梅尔辛的替代选择风力发电站的位置。三个决策者评价这些方案和选择一个适当的替代我们将使用选择标准表6。十个标准被认为是如下。
风速(C1):这包括一个高的平均风速和能力提供最大受益于风。
风能密度(C2):风产生的动能指标,单位平方米和时间。
表面特性(C3):这包括地质条件,比如土壤结构和基础设施条件和地形条件,如地理方向,海拔的植物,和斜率属性考虑选址。
接近(C4):由于一些因素,如噪声污染、医疗、美学,和安全,风电厂应该远离城市等领域,水资源,主要道路、保护区和机场。
配电网络(C5):为了防止能量损失,工厂必须安装在靠近消费者。
自然灾害发生(C6):这一标准旨在建立核电站在安全的地方和自然灾害是缺乏经验的。
土地购置成本(C7):这一标准是指的购买成本的地方工厂将建立。
初始和年度维护费用(C8):安装和年度维修成本的标准不应该被忽略。
文化环境问题结束(C9):工厂安装必须不允许破坏环境和历史遗产。
就业(C10):正在接近可用的植物是重要的人类劳动的员工住宿和薪水。
4.1。直觉模糊TOPSIS方法的应用程序
在本节中,直觉模糊TOPSIS模型应用的评价选择。
在步骤1语言术语表3和(7)是用来计算的重量决策者和结果表7被获得。
在第二步中,决策者的意见对标准体重计算如表所示10用表4和(9)。
决策者被要求评估每个替代使用语言术语表5为每个标准和表8是生成的。使用(11),表11计算,这样的决定DMs被收集到一个单独的决定。
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通过结合直觉模糊决策矩阵准则权重和聚合的帮助下(12)和(13),一个聚合的直觉模糊决策矩阵加权获得表12。
在步骤5从AIFMD,+计算通过使用(16),(17)和(18)和一个- - - - - -计算通过使用(19),(20.)和(21)。一个+和一个- - - - - -显示在表吗13和表14,分别。
计算(22),来计算(23),来计算(24使用)。和代表分离测量和显示了选择的排名。和值选择确定和提出了表15。
4.2。模糊TOPSIS方法的应用程序
在本节中,使用的数据解决方案阶段的直觉模糊TOPSIS模型(决策者意见,重要性标准的重量)也用于模糊TOPSIS的应用程序。由于这种评价,结果下的两种不同的方法得到相同的数据相比,有效性和解决方案提出了直觉模糊TOPSIS模型的结果将被评估。
在获得模糊评级表9和10归一化模糊决策矩阵确定如表所示16。
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通过结合直觉模糊决策矩阵准则权重和聚合,聚合直觉模糊决策矩阵加权。之后,模糊正理想解决方案()和负理想溶液(根据聚合)获得直觉模糊决策矩阵加权给出表17和18,分别。
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距离的计算(每个替代的)和是确定的。然后,通过使用值接近系数()的每个替代计算和表所示19。根据所得结果,Canakkale是最好的替代和萨姆松是最糟糕的选择。
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4.3。直觉模糊TOPSIS与模糊TOPSIS方法的比较
在本节中,由两种不同的方法获得的结果进行比较。如表20.和图2显示的结果直观模糊TOPSIS法和模糊TOPSIS方法,根据直觉模糊TOPSIS方法最重要的选择就是伊兹密尔。后,Canakkale梅尔辛,分别列出和萨姆松。根据模糊TOPSIS方法获得的结果,Canakkale是最重要的选择,其次是梅尔辛,İzmir,分别和萨姆松。
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考虑到结果,很明显效果如何决策者的权重意见的结果,展示了该方法的有效性。
5。结论
原因很多,如减少资源、环境问题,增加和能源的需求,导致了世界可再生能源的趋势。风能是可再生能源,世界各地的快速发展。获得最大的受益于风能,核电站安装是一个非常重要的决定需要采取。除了成本之外,许多因素必须考虑可持续性和环境等。因此,风力发电站选址问题应考虑指标问题。
本文解决风力发电厂选址问题,采用TOPSIS和结合直觉模糊数反映了决策者的判断和处理决策过程的复杂性,这样可以获得更准确的结果。风能潜力,位置、成本和社会福利被定义为标准收集和十个选择标准尺寸在这些维度。标准重要性的权重决定在风力发电厂的建立和选择了这个方向。选择评估基于这些标准梅尔辛,Canakkaleİzmir,萨姆松。结果表明,İzmir风能网站是最好的选择。也Canakkale,梅尔辛,分别和萨姆松跟随它。从而选择最合适的决定。
对于未来的研究,其他指标像ELECTRE方法,PROMETHEE法等可用于风力发电选址和结果可以与我们相比。此外,全面研究通过识别可进行其他主要标准和用subcriterion分开它们。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
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