一个集成分散的能源规划模型考虑需求方面的管理和环保措施

文摘

分散能源规划(DEP)看作是一个无可争辩的机会能源规划的村庄,离岛,远点。尽管如此,在这个分散规划阶段,需求资源的价值并不是相当研究,尽管享受巨大的优势。因此,本研究的核心任务是整合需求资源,作为竞争解决方案对供应方面的选择,与分散的能源规划决策和展示具有有益的作用。此外,可持续发展指标(SIs)纳入DEP尝试为了达到可持续发展。它是强调,除非这些指标被认为是较低的能源规划的水平,他们将被忽略在规划水平较高。最佳作者的知识,因此,本研究首次考虑产生的温室气体(GHG)排放的可再生能源利用管理优化模型。为了解决前面提到的问题,多目标线性规划模型以及min-max目标规划方法是使用。最后,使用数据从文学、模型解决,结果进行了讨论。结果表明DSM政策显著贡献显著改善尤其是环境指标。

1。介绍

分散能源规划的目标是有效地利用当地资源来提供能量。DEP是一个可用的选择满足能源需求的村庄,孤立的岛屿,和小规模的最终用户在一个可靠的、负担得起的和环境可持续的方式(Hiremath et al。1])。最近看到一些顶级研究在相关区域,进行的工作2- - - - - -7)推荐。管理最重要的功能是提供一个成立DEP,最少的经济和环境代价发展替代能源,满足能源需求。参考文献(8- - - - - -11)是很好的例子在文学作品与关注DEP建模。

能源需求管理,也称为需求管理(DSM),包括修改结束使用能源需求的活动;例如,活动旨在减少峰值需求。值得一提的是,峰值需求管理并不一定导致能源消费总量的减少,但这将需要投资建立新的发电厂。最普遍接受的定义DSM是一个由胶凝(1984年12]。

如前所述Kreith和他(:12],DSM的选择必须与供应方面的选择。因此,它需要考虑和评估供给方和需求方的选择在能源规划工作。在1980年代末,加拿大安大略省水电估计满足客户的峰值需求通过供应方面的措施成本需求措施的四倍(13]。因此,没有同时考虑双方的任何能源规划模型是不完整的。

尽管发展与评估的模型认为DEP供给方和需求方管理措施是非常重要的,它是没有包容。相关的缺点是没有考虑到SIs。为了克服这一点,我们需要有这样的指标量化,这当然是一个非常具有挑战性的任务14)(参见[15,16])。埃文斯et al。17)排名四个可再生能源技术,即光伏、风能、水电和地热、使用数据从文献中提取几个姐姐。这些指标包括发电成本、温室气体排放、可用性和每种技术的限制,能量转换效率,土地利用需求,用水量和社会影响。根据他们的发现,风能技术超过其他人紧随其后的是水电、光伏发电和地热技术,分别。尽管如此,应该指出,全球国际排名提供了条件,而每种技术可以大大地理位置影响。

的差距在文献中提到的,本文的多目标线性规划公式DEP提出问题,不仅考虑了两个供给方和需求方的选择也考虑一些重要的SIs的五能源资源,包括DSM的选择、评估。值得一提的是,使用多目标能源规划配方是司空见惯的文学;见,例如,(10,18- - - - - -21]。

简而言之,本文的贡献可以概括如下。(我)最好的是,作者的知识,第一次在环保局模型供给方和需求方选择是平等的。(2)最好的是,作者的知识,第一次在环保局模型产生的温室气体排放可再生能源技术在他们的生命周期。也许令人惊讶的,例如,对于光伏,产生温室气体排放的数量几乎四分之一的天然气排放(22),虽然它已经普遍推测,温室气体排放的可再生能源技术是无关紧要的。(3)各种重要的可持续发展的指标,即水的消耗、土地使用、发电成本、就业、和温室气体排放,被认为是。剩下的纸是组织如下。在下一节中,材料和方法阐述了。节3,结果和讨论。最后,结论言论所吸引4。

2。材料和方法

2.1。材料

本文使用的数据收集从文学和基于全球国际条件。解决模型算例,行话8.0软件使用。

2.2。数学公式

正如之前提到的,五姐姐考虑。这些姐姐被视为不同的目标函数。在这个模型中使用的符号以及提出综合多目标制定了如下。

符号。设置如下: 的可再生能源技术; :的最终用途。参数和变量如下: :水的消耗th资源选项(公斤/千瓦时); :的温室气体排放th (g公司资源选项_(双电子)/千瓦时); :土地利用的特点资源的选择(m²/千瓦时); :发电资源的成本为th最终用途(美元/千瓦时); :电力使用实施DSM项目节省成本th最终用途(美元/千瓦时); :就业的一代th资源选项(工作/千瓦时); :总能量需求th最终用途(千瓦时); :的转换效率th资源选择th最终用途; :的可用性th资源选择th最终用途(千瓦时); :最大程度的节约使用DSM项目th最终用途(千瓦时); :所需的储蓄,通过DSM项目(千瓦时)。决策变量: :最优的th资源选择th最终用途(千瓦时); :最优保存在th最终用途使用DSM实施程序(千瓦时)。

给定的目标函数(1)最小化总发电成本。可以看到,相关费用实施DSM计划也被认为是第一个目标函数,就像对待其他能源资源。这意味着节约电力的单位通过实施DSM可以当作电厂电力生产单位,提供相关费用的数据是可用的。方程(2)最大化就业岗位总数的面积。应该注意的是,由于数据的工作由实施DSM计划没有发现,被认为是微不足道的。给定的目标函数(3),(4)和(5)总用水量减少,温室气体的排放,分别和总用地。约束(6)和(7分别)需求和资源可用性的限制。约束(8)表示的最大预期储蓄,可以通过执行DSM项目仅限于一个现实的上界。约束(9)力量能源规划者实施DSM项目和实现某种预先设定的能效目标(23]。约束(10)表明,决策变量非负实数。

2.3。方法

之前我们可以解决术语8.0软件的模型,我们必须找到一个方法来处理多目标的性质提出了构想。这样做,min-max目标规划方法应用于获得可再生能源的最佳组合。为进一步研究目标规划(GP)方法,尊重读者被称为(24]。现在,使用GP方法前面小节中给出的模型可以很容易地新配方作为简略线性规划公式提出了以下几点:

如上所示,参数表示最大偏离目标。参数值和由决策者设定。在某种意义上,这种方法类似于加权这里除了Tchebycheff方法最佳取而代之的是目标的价值。

3所示。结果与讨论

在本节中,为了演示模型的适用性实际情况的问题,基于获得的数据的数值例子的文学。应该指出,不可用数据,假设值。表1和2显示模型的参数值,要么是来自10- - - - - -12,17)或由作者承担。

参数的值在表2从[12]。例如,它是说,一个成功的DSM项目(2002年马萨诸塞州Electric-Residential照明程序)成本百万虽然导致节能18037兆瓦。因此,使用DSM实施节能项目的单位成本在国内部门计算如下:

其他值的计算方法都是一样的。在这个例子中,假定部分是电气化的乡村地区,但提供的大部分地区还没有电。一个节能的目标已经从5到15%的带电部分区域被认为是。

提出了部分解决目标规划模型2。3,所有和值设置为0.5。目标函数也视为介绍如下。

第一个目标函数:

第二个目标函数:

第三个目标函数:

第四个目标函数:

第五个目标函数:

作为一个决策者,以下目标值分配给上述五个目标函数,分别。第一个目标函数:0.16。第二个目标函数:0.7。第三个目标函数:1.2。第四个目标函数:0.3。第五个目标函数:2.7。

表3显示了这个数值行话8.0软件的输出示例。

图1显示的程度可再生能源造成了令人振奋的研究下的面积。

用表中给出的解决方案3,一个人可以单独计算每个目标函数的值(情况1)。同时,通过求解中给出的原始模型部分2。2一旦为每个目标函数独立(作为一个简略模型),得到每个目标函数的最优值(例2)。比较目标函数值在例1与获得的情况下获得2可以得出以下结论。(1)目标规划的结果更实际的实现。(2)如果主要局限性是水和土地利用需求,最大限度地减少温室气体排放和生成成本或最大化就业不会达到一个有吸引力的目标。(3)如果金融资源稀缺,减少水的消耗和土地使用将不会获得一个有吸引力的目标。(4)如果最大化就业率最高的重要性,与之前的相似,减少水的消耗和土地使用将不会获得一个有吸引力的目标。

从上面的结果指出,它可以概括,只要仔细确定目标值,各种地理条件下的模型可能是有用的。

4所示。结论

在这项研究中,一个完整的多目标线性规划等分散能源规划制定开发需求管理和环保措施也考虑在内。此外,一些重要的可持续性的指标是利用四个可再生能源技术进行了比较。使用目标规划方法,该模型解决了行话8.0软件。的发现表明细选择可持续发展指标进行决策过程非常受限制的政策制定者。例如,贫穷国家稀缺的资金资源。因此,在规划的能源供应,这是不明智的考虑减少占用的土地供应技术作为一个重要的标准。同时,获得了最优解的数值结果表明,水力超过其他可再生能源技术,紧随其后的是风能,太阳能光伏,DSM资源,分别和地热。值得指出的是,DSM替代其他能源供应技术一起做出了巨大的贡献。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

引用

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