بهينه سازي اندازه، مكان و بهره برداري از فناوري هاي مختلف سيستم هاي توليد همزمان برق و حرارت

Optimization of Location, Size and Operation of Various Combined Heat and Power Technologies in Heat and Electricity Distribution Networks

استفاده از سيستم هاي توليد همزمان حرارتي و الكتريكي، به دليل بازدهي بالاي آن ، رو به افزايش است. با توجه به اين كه حداكثر بازدهي سيستم هاي توليد همزمان برق و حرارت به پارامترهاي گوناگوني وابسته است، هدف از اين مطالعه بهينه سازي اندازه، مكان و بهره برداري از فناوري هاي مختلف سيستم هاي توليد همزمان در شبكه هاي انرژي حرارتي و الكتريكي به منظور افزايش سود بهره بردار شبكه، با در نظر گرفتن قيود فني- اقتصادي و زيست محيطي مي باشد. در مدل سازي مسئله، فروش انرژي هاي حرارتي و الكتريكي، كاهش تلفات شبكه هاي انرژي حرارتي و الكتريكي و كاهش هزينه به روزرساني تجهيزات به عنوان درآمد بهره بردار و مجموع هزينه هاي سرمايه گذاري، تعمير و نگهداري و انتشار آلاينده هاي زيست محيطي به عنوان هزينه هاي بهره بردار در نظر گرفته شده است. همچنين جهت دستيابي به مناسب ترين پاسخ، الگوريتم هوشمند تركيبي جديدي بر مبناي الگوريتم هاي جهش قورباغه متحرك و اجتماع پرندگان ارائه گرديده است. نتايج شبيه سازي ضمن تائيد روش پيشنهادي، نشان مي دهند استفاده تركيبي از فناوري هاي تجديدپذير و تجديدناپذير در سيستم هاي توليد همزمان برق و حرارت باعث افزايش سود ساليانه بهره بردار شبكه به ميزان 134937/09 دلار مي شود. همچنين لحاظ نمودن قيود زيست محيطي باعث مي گردد سيستم توليد همزمان برق و حرارت مبتني بر فناوري موتور احتراق داخلي در تركيب بهينه فناوري ها نقشي نداشته باشد.

Due to favorable efficiencies, industry increasingly utilizes combined heat and power (CHP) units. This paper reviews options for optimal location, size and operation of various CHP technologies in heat and electricity distribution networks with given techno-economic-environmental constraints, which maximizd the economic profit of CHP technologies. In our cost benefit model, heat and electricity sold to customers, loss reduction of heat and electricity distribution networks, and cost reduction in required equipment investment are considered as benefits for the utility company and, the sum of costs for capital equipment investment, operation and maintenance, and environmental emission are considered as costs. We obtain the optimal values through use of a newly developed hybrid algorithm based on shuffled frog leaping algorithm and particle swarm. The simulation results show that combination of renewable and non-renewable CHP technologies increase yearly utility company economic profit by $ 134937.09. Internal combustion engines have no role in this combination due their high environmental emission costs.