بررسی اقتصادی نیروگاه‌های تولید هم‌زمان بر اساس بهینه‌سازی ظرفیت و استراتژی عملکرد
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترمحمدحسن مرادی 1 , مهدی حاجی‌نظری 2
1 - دانشگاه بوعلی سینا همدان
2 - دانشگاه بوعلی سینا همدان
کلید واژه: تولید هم‌زمان برق و حرارت (CHP) ارزش خالص فعلی (NPV) الگوریتم بهینه‌سازی اجتماع پرندگان (PSO),
چکیده مقاله :
تولید هم‌زمان برق و حرارت (CHP) با استفاده از یک نوع سوخت ورودی، صرفه‌جویی انرژی قابل توجهی را ممکن ساخته و در بسیاری از موارد با توجه به بازده انرژی بالا، کاهش انتشار آلودگی و افزایش قابلیت اطمینان، جایگزینی کلیدی برای تولید مجزای انرژی حرارتی و الکتریکی شناخته می‌شود. با این حال وجود یک ارزیابی صحیح در جهت بررسی توجیه‌پذیری اقتصادی سرمایه‌گذاری در این نیروگاه‌ها با توجه به شرایط مختلف از جمله نوع و حجم تقاضای انرژی محل مصرف و همچنین مشخصات پارامترهای بهره‌برداری ضروری به نظر می‌رسد. از این رو در اين مطالعه يک چهارچوب بهينه‌سازي اقتصادی به‌منظور ارزيابي سرمايه‌گذاري در احداث واحد توليد هم‌زمان ارائه می‌گردد که در آن یک استراتژی بهینه با توجه به مدل عملکرد نیروگاه برای کاهش هزینه‌های بهره‌برداری و همچنین کاهش انتشار آلودگی زیست‌محیطی پیشنهاد می‌گردد. برای کاهش هزینه‌های مربوط به تأمین تقاضای انرژی در هر ساعت (تعیین استراتژی عملکرد) از برنامه‌ریزی خطی استفاده می‌گردد و در ادامه، استراتژی مورد نظر به کمک الگوریتم بهینه‌سازی اجتماع پرندگان (PSO)، برای تعیین ظرفیت بهینه CHP و بویلر کمکی، تا دست‌یابی به ماکزیمم مقدار ارزش خالص فعلی (NPV) از مقادیر مورد انتظار سرمایه‌گذاری به‌کار می‌رود. در نهايت کارایی روش پیشنهادی با آنالیز تصمیم احداث يک نیروگاه CHP براي یک بيمارستان نمونه ارائه می‌گردد.
An optimization method has been developed to determine the optimal capacities for the CHP and boiler such that thermal and electrical energy demands can be satisfied with high cost efficiency. The proposed method offers an operational strategy in order to determine the optimum value for boiler and CHP capacities which maximize an objective function based on the net present value (NPV). The reduction in operational strategy expenses arising from the monetary cost of the credit attainable by air pollution reduction is also taken into account in evaluation of the objective function. The optimal value for boiler and CHP capacities and the resulting projection for the optimal value of the objective function are derived using a hybrid optimization method involving the particle swarm optimization (PSO) and the linear programming algorithms. The viability of the proposed method is demonstrated by analyzing the decision to construct a CHP system for a typical hospital.