توضیحات
Examination of energy price policies in Iran for optimal configuration of CHP and CCHP systems based on particle swarm optimization algorithm
شبیه سازی این مقاله در محیط ام فایل متلب انجام شده است.
ابتدا تشریح تئوری مسئله را قرار دادیم. معادلات در گزارش کار آمده اند.
سپس نتایج بدست آمده از شبیه سازی را خواهید دید.
3- مدلسازي سيستم مورد بررسي
در اين فصل سيستم مورد مطالعه بررسي مي‌شود. سپس تابع هدف در نظر گرفته شده تشريح مي‌شود و در ادامه آن مدل رياضي هر کدام از اجزاي سيستم معرفي مي‌گردد.
3-1- معرفي سيستم
در اين پايان‌نامه سيستم توليد همزمان برق و حرارت (CHP) و همچنين سيستم توليد همزمان برق، حرارت و سرمايش[1](CCHP) مورد بررسي قرار مي‌گيرد. بنابراين نحوه بهره‌برداري از هر دو سيستم شرح داده مي‌شود. سيستم CCHP مشابه سيستم CHP مي‌باشد با اين تفاوت که در سيستم CCHP مي‌توان انرژي حرارتي خروجي محرکه‌هاي اوليه را براي تامين تقاضاي سرمايشي نيز استفاده کرد (با استفاده از چيلر جذبي).
3-1-1- سيستم توليد همزمان برق، حرارت و سرمايش
شکل (3-1) بلوک دياگرام يک سيستم CCHP با قابليت ذخيره‌سازي انرژي گرمايي و تبادل انرژي الکتريکي با شبکه را نشان مي‌دهد. هدف، مينيمم کردن هزينه تامين ساليانه انرژي مشترک مشخص مي‌باشد که از محرکه اوليه[2] (PM)، مخزن ذخيره حرارتي، چيلر جذبي و الکتريکي، و بويلر کمکي استفاده مي‌کند. اين مدل ظرفيت بهينه سيستم CCHP که مشتريان با در نظر گرفتن نيازهاي حرارتي و الکتريکي خود بکار مي‌گيرند را بر اساس بهره‌برداري بهينه مشخص مي‌کند. با توجه به اينکه تقاضاي انرژي الکتريکي، حرارتي و سرمايشي به طور فصلي و ساعتي تغيير مي‌کند، بنابراين در نظر گرفتن استراتژي بهره‌برداري ساليانه براي تغييرات تقاضا ضروري به نظر مي‌رسد. در حقيقت بهره‌برداري از سيستم CCHP نه تنها تحت تاثير تغييرات تقاضا، بلکه تحت تاثير قيمت سوخت و ساير سياست‌هاي مربوط به انرژي نيز قرار دارد. بنابراين ايجاد يک روش منطقي براي تعيين استراتژي بهره‌برداري و سايز سيستم ضروري مي‌باشد.
شکل 3-1: ساختار سيستم مورد مطالعه ]17[
طرز کار سيستم CCHP در اين مطالعه به اين شکل مي‌باشد که محرکه اوليه براي تامين تقاضاي الکتريکي بکار مي‌رود و از انرژي حرارتي خروجي آن براي تامين تقاضاي سرمايشي و حرارتي استفاده مي‌شود.
اولويت استفاده از انرژي حرارتي خروجي به تقاضاي سرمايشي داده شده است تا بتوان تقاضاي الکتريکي پيک شبکه را نيز کاهش داد. چنانچه انرژي حرارتي توليدي محرکه اوليه بيش از تقاضاي سرمايشي و حرارتي باشد، مقدار اضافي به مخزن ذخيره حرارتي فرستاده مي‌شود تا در دوره‌هاي زماني بعدي استفاده شود. چنانچه انرژي حرارتي خروجي محرکه اوليه نتواند تقاضاي سرمايشي را برآوده کند، از چيلر الکتريکي و در صورتيکه نتواند تقاضاي حرارتي را فراهم کند، بايد از يک بويلر کمکي استفاده کرد.
اگر براي تقاضاي سرمايشي از چيلر جذبي استفاده شود، مسير 1 و در صورتيکه از چيلر الکتريکي استفاده کند، از مسير 2 استفاده مي‌شود.
به طور مشابه هنگاميکه توان الکتريکي توليدي محرکه اوليه بيشتر از تقاضاي الکتريکي و باقيمانده تقاضاي سرمايشي(تغذيه نشده توسط چيلر جذبي) باشد، توان اضافي به شبکه فروخته مي‌شود(در صورتيکه قابليت فروش انرژي الکتريکي ايجاد شده باشد در غير اين صورت سيستم هيچ‌گاه بيش از مجموع تقاضا الکتريکي و تقاضاي سرمايشي تغذيه نشده توسط چيلر جذبي توليد نمي‌‌کند) در غير اين صورت، کمبود توان الکتريکي توسط شبکه تامين مي‌شود.
نکته قابل توجه اين مي‌باشد که در صورتيکه مخزن ذخيره حرارتي موجود نباشد، نقطه کار بهينه در هر مرحله زماني، فقط تابعي از مقادير پارامترها در زمان حال مي‌باشد و از مقادير قبلي مستقل است و تاثيري در نقطه کار در زمان‌هاي بعدي ندارد. اما در سيستم‌هاي CCHP با مخزن ذخيره حرارتي، مقدار گرماي ذخيره شده در مخزن ذخيره تابعي از نقطه کار سيستم در زمان‌هاي قبل مي‌باشد. انرژي حرارتي ذخيره شده در مخزن مي‌تواند در تعيين نقطه کار سيستم براي زمان‌هاي بعد تاثيرگذار باشد. بنابراين براي بهينه‌سازي اين گونه سيستم‌ها الزاماً تابع هزينه در هر مرحله زماني مينيمم نمي‌شود بلکه تابع هزينه در مجموع مراحل زماني مينيمم مي‌شود.
3-1-2- سيستم توليد همزمان برق و حرارت
تمام موارد توضيح داده شده در مورد سيستم CCHP براي CHP نيز صادق است با اين تفاوت که در سيستم CHP از چيلر جذبي استفاده نمي‌شود و تمام انرژي حرارتي خروجي براي تقاضاي گرمايشي به کار مي‌رود. تمام تقاضاي سرمايشي نيز از طريق مسير 2 تامين مي‌شود.
3-2- تشريح تابع هدف
مدل به صورت ترم‌هاي کلي فرموله شده است و قابليت انطباق با سيستم‌هاي مختلف را دارا مي- باشد. ساختار و نرخ تعرفه گاز و برق، مقادير ساعتي تقاضاي الکتريکي، حرارتي و سرمايشي، سياست- هاي دولت در زمينه قيمت انرژي ( به طور مثال سوبسيد و غيره) و همچنين اطلاعات مربوط به عملکرد و هزينه سيستم CCHP به عنوان ورودي‌ها در نظر گرفته مي‌شوند. با توجه به داده‌هاي ورودي مدل خروجي‌هاي زير را توليد مي‌کند:
- مينيمم هزينه تامين تقاضاي الکتريکي، سرمايشي و حرارتي و هزينه سرمايه‌گذاري تجهيزات
- استراتژي بهره‌برداري بهينه محرکه اوليه
- استراتژي بهره‌برداري بهينه بويلر کمکي
- استراتژي بهره‌برداري بهينه از مخزن ذخيره حرارتي
- ظرفيت بهينه محرکه اوليه
- ظرفيت بهينه چيلر جذبي
در تابع هزينه براي سيستم CCHP، هزينه بهره‌برداري و سرمايه‌گذاري اجزاي سيستم در نظر گرفته شده است. براي انجام دادن محاسبات اقتصادي، ارزش مالي تمام هزينه در طول عمر مفيد سيستم به زمان حال ارجاع داده مي‌شود. با توجه به اينکه مطالعه موردي بر روي يک واحد صنعتي لبنياتي انجام مي‌شود و اين واحد صنعتي در حال حاضر از بويلر و چيلر الکتريکي براي تامين تقاضاي گرمايشي و سرمايشي بهره مي‌برد، هزينه سرمايه‌گذاري اين تجهيزات در تابع هدف گنجانده نشده است. به علت ناچيز بودن هزينه سرمايه‌گذاري مخزن ذخيره حرارتي در مقايسه با هزينه‌هاي سرمايه‌گذاري ساير تجهيزات، از آن نيز همچون هزينه سرمايه‌گذاري بويلر صرفنظر مي‌شود ]30[.
بنابراين تابع هدف به شکل رابطه زير تعريف مي‌شود ]17[
| (3-1) |
که در رابطه فوق
| مجموع ارزش فعلي تمامي هزينه‌ها براي سيستم CCHP($) | |
| هزينه بهره‌برداري محرکه اوليه ($) | |
| هزينه بهره‌برداري بويلرهاي کمکي($) | |
| هزينه سرمايه‌گذاري محرکه اوليه ($) | |
| هزينه سرمايه‌گذاري چيلر جذبي($) | |
| هزينه جايگزيني محرکه اوليه ($) | |
| هزينه جايگزيني چيلر جذبي($) | |
| درآمد ناشي از فروش انرژي الکتريکي به شبکه($) |
هزينه سرمايه‌گذاري براي محرکه اوليه و چيلر جذبي با استفاده از روابط (3-2) و (3-3) بدست ميآيد ]17[
…
که در روابط فوق
| ظرفيت نامي واحد توليد همزمان (kW) | |
| هزينه سرمايه‌گذاري واحد توليد همزمان ($/kW) | |
| ظرفيت نامي چيلر جذبي (kW) | |
| هزينه سرمايه‌گذاري چيلر جذبي ($/kW) |
هزينه جايگزيني تجهيز، هزينه‌اي است که بايد در صورت پايان يافتن عمر مفيد هر تجهيز قبل از پايان عمر مفيد سيستم براي جايگزيني آن تجهيز صرف شود و با استفاده از روابط زير بدست ميآيد ]28[ و ]31[
…
که در روابط بالا
| هزينه جايگزيني محرکه اوليه ($) | |
| هزينه جايگزيني چيلر جذبي($) | |
| فاکتور جايگزيني محرکه اوليه | |
| فاکتور جايگزيني چيلر جذبي | |
| عمر مفيد محرکه اوليه (year) | |
| عمر مفيد چيلر جذبي(year) | |
| عمر مفيد سيستم(year) | |
| تعداد دفعاتي که تجهيز بايد جايگزين شود | |
| نرخ بهره موثر | |
| نرخ بهره نامي | |
| نرخ تورم |
هزينه بهره‌برداري ساليانه محرکه اوليه و بويلر پشتيبان طبق روابط (3-10) و (3-11) بدست مي- آيد. از تقاضاي الکتريکي، حرارتي و سرمايشي براي 4 روز نوعي در يک هفته، براي تعيين هزينه بهره‌برداري در يک سال استفاده مي‌شود. هزينه بهره‌برداري از دو جزء هزينه سوخت و هزينه تعميرات و نگهداري تشکيل مي‌شود. هزينه سوخت از مجموع حاصلضرب قيمت سوخت در ميزان مصرف سوخت براي هر دوره زماني بدست ميآيد. هزينه تعمير و نگهداري از حاصلضرب ميزان توان و يا حرارت توليدي در ضريب هزينه تعميرات و نگهداري تجهيز بدست ميآيد. از هزينه تعمير و نگهداري بويلر به علت ناچيز بودن صرفنظر مي‌شود ]29[
…
که در روابط فوق
| انرژي الکتريکي توليدي محرکه اوليه (kWh) | |
| انرژي حرارتي توليدي بويلر(kWh) | |
| بازده الکتريکي محرکه اوليه | |
| بازده حرارتي بويلر | |
| هزينه تعمير و نگهداري متغير محرکه اوليه ($/kWh) | |
| قيمت سوخت ($/m3) | |
| ارزش حرراتي سوخت (kWh/ m3) | |
| فاکتور تبديل ارزش هزينه‌ها به زمان حال |
بازده بويلر کمکي، ،اکثراً تحت شرايط مختلف کاري ثابت در نظر گرفته مي‌شود. اما بازده الکتريکي محرکه اوليه،، اکثراً با توجه به نقطه کار سيستم متغير در نظر گرفته مي‌شود. نحوه تغيير بازده الکتريکي محرکه‌هاي اوليه مختلف در نقاط کاري مختلف، متفاوت مي‌باشد. هنگاميکه نسبت توان حرارتي به توان الکتريکي[3] (HPR) ثابت فرض شود، بازده حرارتي از رابطه (3-13) بدست ميآيد ]17[
…
در صورتيکه ، نسبت توان حرارتي به الکتريکي قابل بازيابي باشد بايد آن را در بازده مبدل حرارتي ضرب کرده تا نسبت توان حرارتي به الکتريکي خالص بازيابي شده تعيين گردد ]32[.
توان حرارتي توليدي محرکه اوليه طبق رابطه زير به دست ميآيد
…
هزينه کلي براي خريد انرژي الکتريکي در رابطه (3-16) آمده است. هزينه انرژي خريداري شده از حاصلضرب مجموع انرژي الکتريکي خريداري شده در نرخ خريد آن بدست ميآيد ]17[اما در حالت کلي‌تر نسبت توان حرارتي به الکتريکي ثابت نمي‌باشد و توان حرارتي توليدي تابعي از توان الکتريکي مي‌باشد و به صورت زير تعريف مي‌شود ]7[
…
که در رابطه فوق
| انرژي الکتريکي خريداري شده از شبکه (kWh) | |
| قيمت انرژي الکتريکي خريداري شده از شبکه ($/kWh) |
درآمد ناشي از فروش انرژي الکتريکي به شبکه در رابطه (3-17) بيان شده است. براي محاسبه درآمد، مجموع انرژي الکتريکي فروخته شده در قيمت فروش آن به شبکه ضرب مي‌شود ]17[
…
که در رابطه فوق
| انرژي الکتريکي فروخته شده به شبکه (kWh) | |
| قيمت انرژي الکتريکي فروخته شده به شبکه($/kWh) |
3-3- قيود اعمالي
3-3-1- قابليت فروش انرژي الکتريکي به شبکه
بايد تعادل بين توليد و تقاضا در همه دوره‌هاي زماني برقرار باشد. تعادل توان الکتريکي و حرارتي به ترتيب طبق روابط (3-18) و ( 3-19) آمده است.
…
که در روابط ارائه شده
| توان الکتريکي توليدي محرکه اوليه که توسط مصرف کننده استفاده مي‌شود (kW) | |
| تقاضاي الکتريکي (kW) | |
| بخشي از تقاضاي سرمايشي که توسط توان الکتريکي تامين مي‌شود (kW) | |
| توان حرارتي وارده شونده به مخزن ذخيره و يا خارج شونده از آن (kW) | |
| تقاضاي حرارتي(kW) | |
| بخشي از تقاضاي سرمايشي که توسط انرژي حرارت تامين مي‌شود (kW) | |
| تقاضاي سرمايشي (kW) | |
| توان حرارتي اتلافي (kW) | |
| ضريب عملکرد چيلر جذبي | |
| ضريب عملکرد چيلر الکتريکي |
نمي‌توان در يک زمان هم از شبکه انرژي الکتريکي خريداري کرد و هم به شبکه انرژي الکتريکي فروخت
…
مشخصه‌هاي عملکردي محرکه اوليه توسط رابطه (3-22) محدود مي‌شود. اين رابطه به محرکه اوليه اجازه نمي‌دهد که بيشتر از ظرفيت نصب شده اش توان الکتريکي توليد کند ]17[
…
ظرفيت نامي محرکه اوليه نيز نبايد از ظرفيت موجود سيستم در بازار و يا از حدي معقول براي کاربرد خاص بيشتر باشد
مقدار بار سرمايشي که توسط چيلر جذبي تامين مي‌شود نبايد از ظرفيت نامي چيلر جذبي بيشتر باشد
ظرفيت نامي چيلر جذبي نيز نبايد از ظرفيت موجود سيستم در بازار و يا از حدي معقول براي کاربرد خاص بيشتر باشد
مقدار حداقل و حداکثر انرژي حرارتي که در مخزن مي‌توان ذخيره کرد طبق رابطه زير محدود مي‌شود
که در بالا
| مقدار انرژي ذخيره شده در مخزن ذخيره (kWh) |
با توجه به اينکه در سيستم، مخزن ذخيره حرارتي وجود دارد، براي اينکه بتوان بهره‌برداري براي تعداد روز مشخص را به کل سال تعميم داد، بايد شرايط مخزن ذخيره در ابتدا و انتهاي دوره بهره‌برداري يکي باشد
محرکه اوليه مي‌تواند در بار جزئي کار کند اما عملاً عملکرد سيستم از حدي پايين‌تر معقول نمي‌باشد. در اين مطالعه فرض مي‌شود محرکه اوليه نمي‌تواند در کمتر از %30 بار نامي خود به بهره‌برداري برسد ]29[
براي سيستم CHP، تمامي قيود همان قيود قبلي مي‌باشند. علاوه بر آن، قيد عدم وجود چيلر جذبي طبق رابطه زير اعمال مي‌شود:
…
3-3-2- عدم قابليت فروش انرژي الکتريکي به شبکه
در اين حالت تمامي قيود براي سيستم CCHP و CHP ثابت مي‌ماند و تنها قيد عدم فروش انرژي الکتريکي به شبکه، طبق رابطه زير اعمال مي‌شود
…
تابع هدف معرفي شده در رابطه (3-1) بر طبق قيود (3-18) تا (3-30) و با استفاده از الگوريتم BFO بهينه مي‌شود. همانطور که قبلاً اشاره شد روابط تعريف شده قابليت تعميم براي انواع محرکه‌هاي اوليه و انواع سوخت مصرفي آن‌ها را دارا مي‌باشد. به عنوان مثال در صورتيکه محرکه اوليه از انواع سوخت‌هاي مايع استفاده کند، مي‌توان در روابط فوق قيمت و HV مربوط به سوخت مورد استفاده را قرار داد.
در مطالعات قبلي از استراتژي‌هاي مختلف بهره‌برداري براي تعيين ظرفيت بهينه تجهيزات از بين
يک سري مقادير گسسته استفاده مي‌شده است. ليکن در اين مطالعه، از استراتژي بهره‌برداري بهينه براي تعيين ظرفيت بهينه تجهيزات از بين يک بازه پيوسته استفاده مي‌شود .
3-4- مدلسازي اجزاي مختلف سيستم مورد بررسي
در اين بخش، روابط مورد نياز براي مدلسازي هر يک از اجزاي سيستم نشان داده شده در شکل (3-1) شرح داده مي‌شود.
3-4-1- محرکه اوليه
محرکه‌هاي اوليه مورد بررسي در اين مطالعه شامل موتور درونسوز پيستوني، توربين گازي و ميکروتوربين مي‌باشد که در ادامه روابط بکار رفته براي مدلسازي هر کدام ارائه مي‌شود.
3-4-1-1- محرکه اوليه موتور پيستوني[4] (RE)
پارامترهايي از محرکه اوليه که در شبيه‌سازي به کار مي‌رود تابعي از ظرفيت نامي آن مي‌باشد. از جمله اين پارامترها هزينه سرمايه‌گذاري سيستم، هزينه تعمير و نگهداري متغير، بازده الکتريکي نامي، بازده الکتريکي در بار جزئي و نسبت حرارت به توان يا بازده حرارتي مي‌باشند. پارامترهاي نام برده شده براي محرکه موتور پيستوني طبق روابط زير بدست مي‌آيند ]32[…
ظرفيت نامي حداکثر و حداقل براي سيستم RE تعريف شده توسط روابط (3-30) الي (3-33)، به ترتيب kW5000 ]32[ و kW1000 مي‌باشد. در روابط قبلي، بازده الکتريکي نامي و HPR نسبت حرارت به توان قابل بازيابي مي‌باشد که در اين مطالعه ثابت فرض مي‌شود. بنابراين براي بدست آوردن توان حرارتي خالص بازيابي شده، بايد آن را در بازده مبدل حرارتي ضرب کرد. عمر مفيد RE،20 سال مي‌باشد ]32[. رابطه (3-15) براي اين محرکه به شکل زير تعريف مي‌شود
…
که بازده مبدل حرارتي مي‌باشد.
بازده در بار جزئي توسط چند جمله اي درجه 3 رابطه زير تقريب زده شده است.
…
3-4-1-2- توربين گازي[5] (GT)
پارامترهاي مورد نياز براي GT در روابط زير آمده‌اند ]33[
…
ماکزيمم و مينيمم ظرفيت مجازGT براي نصب در مجتمع لبنياتي مذکور به ترتيب kW10000 و
kW1000 در نظر گرفته مي‌شود. عمر مفيد GT، 20 سال مي‌باشد ]33[. در روابط قبلي و
به ترتيب، بازده حرارتي و الکتريکي نامي GT مي‌باشند.
بازده در بار جزئي مختلف براي GT طبق رابطه زير تقريب زده مي‌شود
…
برا ي بدست آوردن توان حرارتي خالص بازيافتي، رابطه (3-15) به شکل زير تعريف مي‌شود.
…
3-4-1-3- ميکروتوربين[6] (MT)
با توجه به اينکه بار الکتريکي و حرارتي مجتمع مورد مطالعه در مقايسه با ظرفيت نامي ميکروتوربين‌ها زياد مي‌باشد، چندين MT بايد به طور موازي با هم کار کنند. در اين مطالعه ماکزيمم ظرفيت مجاز MT، kW350 در نظر گرفته مي‌شود و تعداد MTهايي که بايد به طور موازي با هم کار کنند، بهينه مي‌شود. در اين مطالعه فرض مي‌شود که بهره‌برداري همه MTها يکسان مي‌باشد.
عمر مفيد اين سيستم‌ها 10 سال مي‌باشد ]33[. ساير پارامترهاي مربوط به ميکروتوربين kW350 در ادامه آمده است ]33[
…
که در روابط قبلي و به ترتيب، بازده حرارتي و الکتريکي نامي MT مي‌باشد. با مشخص شدن تعداد MTهاي موازي شده، بازده در بار جزئي طبق رابطه زير تقريب زده مي‌شود
…
براي بدست آوردن توان حرارتي خالص بازيابي شده در اين حالت رابطه ( 3-15) به شکل زير در ميآيد
…
رابطه کلي بين سوخت مصرفي و توان الکتريکي توليدي محرکه اوليه در زير آمده است
…
3-4-2- چيلر جذبي و الکتريکي
براي سيستم CHP، هزينه سرمايه‌گذاري براي چيلر الکتريکي موجود در مجتمع صنعتي در نظر گرفته نمي‌شود. اما براي سيستم CCHP بايد چيلر جذبي نيز به مجتمع لبنياتي اضافه شود که هزينه سرمايه‌گذاري آن طبق رابطه زير بدست ميآيد
…
ماکزيمم ظرفيت مجاز براي چيلر جذبي برابر با پيک بار سرمايشي در نظر گرفته مي‌شود. از هزينه تعمير و نگهداري براي هر دو نوع چيلر صرفنظر شده است ]29[. ضريب عملکرد چيلر جذبي و الکتريکي به ترتيب 1.2 ]32[ و 3.5 ]34[ در نظر گرفته شده‌اند. مقدار سرمايش توليدي توسط هر
کدام از چيلرها از حاصلضرب ضريب عملکرد در انرژي ورودي به آن بدست ميآيد.
3-4-3- بويلر کمکي
با توجه به حضور بويلر کمکي در محل و عدم نياز به تقويت بويلرهاي موجود، هزينه
سرمايه‌گذاري آن در نظر گرفته نمي‌شود. از هزينه تعميرات و نگهداري آن نيز صرفنظر مي‌شود ]29[. رابطه بين حرارت توليدي و گاز مصرفي بويلر کمکي در ادامه آمده است
در اين مطالعه بازده بويلر در تمام شرايط کاري ثابت و برابر 8/0 در نظر گرفته مي‌شود.
3-4-4- مخزن ذخيره حرارتي
با توجه به ناچيز بودن هزينه سرمايه‌گذاري مخزن، از آن صرفنظر مي‌شود. رابطه بين انرژي حرارتي وارد و يا خارج شونده از تانک و مقدار انرژي ذخيره شده در مخزن، در هر مرحله زماني در زير آمده است (از اتلاف مخزن صرفنظر شده است)
در صورتيکه انرژي حرارتي وارد مخزن ذخيره شود، مثبت و در غير اين صورت منفي خواهد بود. با توجه به اينکه مقدار انرژي ذخيره شده درمخزن مي‌باشد، مقدار آن همواره مثبت مي‌باشد. مينيمم و ماکزيمم انرژي قابل ذخيره در مخزن به ترتيب 0 و kWh4000 در نظر گرفته شده است.
3-5- معرفي تابع هدف با در نظر گرفتن مقدار آلودگي و مصرف منابع انرژي اوليه
در اين بخش تابع هدفي که در مرجع ]29[ معرفي شده است، مورد بررسي قرار مي‌گيرد تا مشخص شود که معيار در نظر گرفته شده براي بهينه‌سازي، چه تاثيري بر بهره‌برداري بهينه دارد. در اين حالت تمامي روابط و قيود اعمالي براي تابع هدف قبلي اعمال مي‌شود. علاوه بر آن، دو پارامتر مقدار مصرف منابع انرژي اوليه[7] (PES) و مقدار آلودگي ناشي از CO2 [8](CDE) نيز به تابع هدف اضافه مي‌شود.
مقدار براي سيستم CCHP با استفاده از رابطه زير بدست ميآيد ]29[.
..
که در رابطه فوق
| حاصلضرب بازده متوسط نيروگاه و خطوط توزيع وانتقال | |
| پرچم باينري که مقدارش صفر و يا يک مي‌باشد |
در صورتيکه فرض شود فروش انرژي الکتريکي به شبکه به همان ميزان از توليد شبکه مي‌کاهد، يک و در غير اين صورت صفر درنظر گرفته مي‌شود.
مقدار CDE براي سيستم CCHP با استفاده از رابطه زير بدست ميآيد.
…
که در رابطه فوق
| دي اکسيد کربن توليدي به ازاي مصرف هر کيلووات ساعت گاز طبيعي (g/kWh) | |
| دي اکسيد کربن توليدي به ازاي توليد هر کيلووات ساعت انرژي الکتريکي (g/kWh) |
در اين حالت تابع هدف به شکل رابطه زير در نظر گرفته مي‌شود.
..
در رابطه فوق مقدار هزينه، مصرف منابع انرژي اوليه و دي اکسيد کربن توليدي براي سيستم توليد
مجزا همواره ثابت مي‌باشد اما براي سيستم CCHP با توجه به نحوه بهره‌برداري و پيکره‌ي‌بندي تغيير مي‌کند. در تابع هدف معرفي شده در رابطه (3-55)، هر سه پارامتر با هم به عنوان معيار بهينه‌سازي در نظر گرفته مي‌شوند و ممکن است مقادير آن‌ها نسبت به حالتيکه هر کدام از پارامترها به طور مجزا به عنوان معيار بهينه‌سازي در نظر گرفته مي‌شود، وضعيت بدتري داشته باشد.
- Combined cool, heat and power ↑
- Prime mover ↑
- Heat to power ratio ↑
- Reciprocating engine ↑
- Gas turbine ↑
- Microturbine ↑
- Primary energy consumption ↑
- Carbon dioxide emission ↑
نتایج شبیه سازی با متلب:
6 سناریو مختلف در پوشه های جداگانه شبیه سازی شده است. در اینجا فقط نتایج مربوط به یک سناریو آورده شده است:
CCHP_opt-IE
f( 1000)=6.7695067e+06
fitness=6.76951e+06
Xopt=[0 0 0 0 0 0 1976.66 2444.21 2441.88 2442.12 2440.2 2444.21 2440.77 2440.57 2429.74 2435.84 2438.56 2441.29 2444.18 2444.2 2443.86 2444.2 2286.97 0 0 0 0 0 0 0 2146.9 2301.87 2427.12 2435.25 2424.35 2444.1 2444.2 2434.52 2443.8 2439.86 2444.1 2444.21 2444.19 2444.2 2444.19 2444.19 2293.78 0 0 0 0 0 0 0 2253.6 2365.84 2433.9 2443.96 2439.5 2444.2 2441.05 2441.8 2444.01 2444.12 2436.95 2442.8 2443.91 2444.21 2444.17 2443.73 2301.54 0 0 0 0 0 0 0 2222.75 2342.13 2437.84 2444.21 2441.93 2441.89 2443.63 2444.14 2432.54 2444.19 2443.87 2440.63 2444.15 2444.16 2444.2 2444.2 2311.6 0 0 0 0 0 0 0 2175.26 2367.55 2443.98 2444.2 2440.18 2439.84 2439.18 2442.14 2441.77 2435.99 2413.87 2440.56 2440.99 2444.14 2443.27 2444.08 2298.9 0 0 0 0 0 0 0 2085.14 2442.83 2443.83 2443.66 2436.42 2444.16 2440 2443.38 2443.2 2444.21 2441.7 2438.91 2444.06 2444.15 2421.3 2256.5 2020 0 1929.75 1811.04 1540.18 1529.78 1554.98 1555.5 1821.48 1984.63 2270.43 2379.11 2363.73 2439.86 2382.53 2443.43 2444.16 2444.17 2444.21 2444.08 2439.31 2444.21 2444.21 2444.18 2421.79 2150.73 2444.21 3027.6]
>>
کلید واژه :
Energy price policy, chp, cchp پروژه متلب
v,Ci ljgf
شبیه سازی مقاله Examination of energy price policies in Iran for optimal configuration of CHP and CCHP systems based on particle swarm optimization algorithm
توسط کارشناسان سایت متلبی پیاده سازی گردیده و به تعداد محدودی قابل فروش می باشد.
سفارش انجام پروژه مشابه
درصورتیکه این محصول دقیقا مطابق خواسته شما نمی باشد،. با کلیک بر روی کلید زیر پروژه دلخواه خود را سفارش دهید.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.