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优先考虑能源产生电力(模糊逻辑的应用)

Bahareh Hashemlou.1*,Hossein Sadeghi.2,阿雷库克·米萨利3.,穆罕默德哈迪海剑3.和Shima Javaheri.4.

1Tarbiat成型大学,德黑兰,伊朗。

DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.10.2.05

制造业,服务和农业的组织,机构和不同部门不断决定。每个上述部门,都有策略,策略和各种职能,在达到目标方面发挥基本作用。另一方面,发展中国家的能源需求日益增加。通过发电厂产生的每单位电量成本的确切计算并不容易。因此,本研究根据四种天然气,核能,可再生能源和其他化石燃料以外的不同天然气,这些燃气在各种电力生产厂试图阐明使用“模糊偏好关系的发电方法的排名“ 分析。因此,使用了三种模型,结果表明,天然气关于低投资成本,低功耗,污染缺乏的四个标准,电能的安全性和可靠性都优先于其他替代方案。完整的首选模型结果还建议在发电优先考虑天然气,可再生能量,核和其他化石燃料的能量。敏感性分析结果表明,上述模型不受阈值的影响 - 观察到模型的完全稳定性。


电能;能源规划;决策;模糊排序;凝胶的分类;Q42;Q43;O21;L90 L99;D81

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基于模糊逻辑的能源优先发电方法研究。Curr World environment 2015;10(2) DOI:http://dx.doi.org/10.12944/cwe.10.2.05

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已收到: 2015-02-12
公认: 2015-08-09

介绍

能源在社区的工业经济生活中具有基础设施作用。也就是说,如果在合适的时间提供足够的能量,则可能是经济发展。

另一方面,看着前一个问题表明,全球竞争夺取权力的一项重大竞争。由于国家安全和理事系统的稳定性主要取决于对这些资源的访问,伊朗在拥有资源和能源水库方面是世界上最富有的国家之一。这些资源以更便宜的价格提供,比其他国家更容易提供。但这种操作不会继续无限。由于不使用能源的情况下,不可能的人的正常生活。恰逢现代技术提取能源的发展,我们应该投资高效的能耗方法(Khaksar Astaneh,2012)。在发展中国家;能源需求日益增长。增加对电能的需求与较高的速率相关。后者可能是由于各种应用,高性能和易用性。然而,电站每单位电量的准确计算不是一件容易的任务。 For power plants with natural gas or coal, one-third of the total executive cost is used for the initial investment, and the remaining two thirds for administrative costs.

虽然,对于核电厂,将为初始投资分配三分之二的成本,其余三分之一是运营成本。如果该问题与不准确的数据和发展中国家缺乏以前的经验进行了比较,那么困难将更加明显(Zulal Gungor&Feyzan Arikan,2000)。

伊朗的主要能源供应是1,60120万桶原油,今年的总能耗总量为1192.8万桶原油,提出过量的能量。但这并不意味着我们不应该试图有效地消耗并产生能量(能源平衡,2011)。考虑到该国的生产结果来自石油销售,能源部门优化的要求将比曾经显而易见。考虑到消费,观察到上升趋势,如果没有完成谨慎的规划,在不久的将来,能源短缺的主要问题将被推移。由于人口增加和人口增长率,对电能的需求将迅速增加。关于列出的问题,如果这些趋势是维持的。它似乎在不太遥远的未来,发电进口资源应使用或发展生产过程,消费文化应彻底改变。

据最新统计,2011年电厂发电量为240,063.2 GW/h。与前一年相比增长了约3.1%。同年,电力部和主要行业(包括炼油厂用电、公鸡生产装置和高炉装置)的总销售电量约为191455.8 GW/h,同比增长1.9% (Energy Balance, 2011)。另一方面,根据伊朗能源效率组织的预测,1404年的能源消耗预计为390459 GW/h小时(Khaksar Astaneh, 2012)。根据引用的数据,与有效消耗相等,发电也应该被促进。根据不同的发电来源,本文旨在改进资源的优先级来确定发电量。论文的第二部分,简要回顾了这一领域的理论和实证文献。第三部分概述了在伊朗所使用的模式及其应用。第四部分给出了所研究模型的结果。第5节将考虑总体结果和敏感性分析,最后一节对论文进行总结并提出政策建议。

能源规划的主要困难与完美对​​供应和需求方面的认识和它们之间的协调有关。由于该国的能源资源不是无穷无尽的,并将结束某些日子,供应方面会出现一些问题。我们必须通过仔细规划,高效使用和供应制定适当的策略。决策问题分为四个级别:确定性,危险,不确定性和模糊问题(Pentico,2007)。多项研究优化模型中的基本假设之一是关于最终资源的最终资源和与其相关的成本。虽然这些参数的值在实际情况下不确定,而不是精确值,但它们包括一系列值(Khaksar Astaneh,2012)。在考虑数据不确定性的经典方法中,使用敏感性分析方法和应急计划。在第一种方法中,忽略不确定性对数据的影响,随后用于提交所获得的溶液,使用灵敏度分析方法。但敏感性分析只是一种评估答案充足的工具。此外,在具有大量不确定数据的模型中同时进行敏感性分析,不实用(Azar等,2011)。

Nugeyen等(2014)在机器选择问题上应用了模糊ANP和Copras-G的混合方法。他们在制作机器选择时使用的值是语言。语言值表示为三角模糊数。为了确定替代品排名的稳健性,他们以与庞和白的方式相同的方式进行敏感性分析。决策问题有12个标准。它们选择切换12个标准的2个重量。因此,必须为敏感性分析实施66种不同的计算。为了处理有助于潜在不确定性的标准重量的主观性,Feizizadeh等(2014)建议将蒙特卡罗模拟与常规AHP相结合。

Sengül等人(2015年)已经使用多标准决策(MCDM)技术排名可再生能源系统。它们使用了维护成本,安装能力,生产力,投资​​期,投资成本等因素,创造新的就业机会以及二氧化碳排放的价值作为排名标准。他们的研究结果表明,位于最优先优先级和地热能源站和风电站的水电站是下一个优先事项。

在本研究中,通过应用“模糊偏好关系”分析,将天然气,核能,可再生能源和其他除天然气以外的四种主要来源进行比较。可以说,产生一个电力单位的成本的确切计算并不容易,并且应该注意,即使比较以仔细计算生产成本进行。由于成本的波动,比较可能没有很长时间有效。因此,为了处理数据的不确定性,并判断各种替代方案中的最佳替代方案,使用模糊方法。因此,发电前的主要任务是在不确定性方面创造策略概念,评估替代品和选择最佳。然而,其他排名方法,如分析层次,如Lootsma等人在考虑不同的低,中等和高度的经济增长的情况下,已经实施了核策略,煤炭和天然气以回答电力的需求。此外,哈马兰和塞普拉内恩使用了关于能源的复杂决策的分层过程(Lootsma,&。Boonekamp,1990,Hamalainen和Seppalainen,1986)。

为实现电力生产商的经济和社会目标,引入了四个标准,对决策措施产生深远的影响:a)低投资成本,b)廉价或适当的电价,c)缺乏污染和d)安全和可靠性。

这些标准在发电作为同时考虑经济,社会和政治发展的基本标准方面是有效的。因此,如果所有四个标准都令人满意地满足,对社区人民有利于人民的国家会产生后果,这是在能源部门做出决定的总体目标(Gungor&Arikan,2000)。

选定的标准对能源政策有直接影响。其中一些标准可能相互冲突。另一方面,这些措施中的一些是难以量化的。因此,在选择最佳方案时,我们应该运用一种克服上述问题的方法,并指导我们找到最优决策。相位分析不需要量化输入,而是用一些语言表达来描述每个标准的表现,如强、弱、非常强,并将在回顾实证文献后进行表达。一些专家对能源需求做了广泛的研究,如Lee等人(2010),他们应用了模糊应急规划技术,开始设计不确定性下的规划系统模型。在他们的研究中,提出的模型是为了在区域尺度上进行规划,并考虑到生态系统;以及在各种能源和环境管理政策的潜力方面的适用性。

在他们的研究中,CAI等人,(2009年)实施了为可再生能源的管理设计了一个全面的制度。在这项研究中,它们使用了一个两级规划模型,具有间隔参数来提供一种用于支持在大规模中提供可再生能源的模型。本研究中的方法基础是基于模糊逻辑的两级规划和规划结合间隔线性规划。这些解决方案可用于决定替代方案,并有助于根据各种经济限制和不同水平识别所需的政策并适用。

然而,在伊朗,在能源规划领域没有进行研究,并通过模糊排名方法选择生产电能的最佳选择。但是,在下文中,提到了一些关于使用其他方法进行的关于能源规划的研究。Sadeghi和Mirshojaeian(2006)试图通过应用模糊线性规划来规划伊朗的能源供应。能源规划中的主要问题之一,并因此被认为是在权力规划的各种经济,政治和法律方面存在的不确定性。事实上,规划者和决策者利用了两个策略来处理不确定性:第一个策略是应急计划策略,其中能量系统设计人员定义不同的情景,并对每个场景发生的明确概率来应用。第二次策略是最小的遗憾。虽然这些策略被广泛使用,但它们并不灵活,并且不能有效地处理不确定性,因为模糊技术是。本研究采用模糊的编程技术来优化伊朗电源系统。

Azadeh等人(2008)引入了一个综合模型来评估配电公司的绩效和排名。该方法将数据包络分析(非参数模型)与修正普通最小二乘方法(参数模型)相结合,通过主成分分析得到配电企业的准确排名。他们使用提议的方法对伊朗的38家配电公司进行了排名。

除了其对伊朗经济的申请,目前的论文可能有助于国际视角。很明显,资源,以满足任何国家的电力需求,有限;因此,每个国家必须选择发电的最佳方式;因此,该国可以通过优化的选择实现发展,并防止资源损失。该研究对于各国决策者来说,这项研究可能是计划选择他们的发电来源的主要来源。在更广泛的视角下,本研究中采用的方法可以应用于其他地区的决策。

材料和方法

在本文中,我们尝试使用1965年由Zade教授引入的模糊方法对所考虑的选择进行排名。模糊方法面对模糊和不精确的信息和解决决策更加困难的问题[1]。选择最佳选择并优先考虑它们,在不确定的结构中,我们面临着选择的一些标准作为语言术语,以在他们的帮助下以模糊语言表达信息。因此,每个标准与作为语言术语的模糊集合有关。

接下来,前面的选项被分类为二进制集,每个包含两个选项的集使用所提到的每个标准进行比较。选择比较采用模糊偏好关系和汉明距离关系。这种关系的结果包括以下三个条件之一:

选项A在选项A之前,或选项B在选项A之前,或者我们将对两个选项漠不关心。同样,对于所有选项,与其他选项相比,获得了许多模糊偏好关系。这些关系用于模糊优先级,并将它们组合到优先级选项。与此同时,建议三种模型用于模糊优先级,包括:

有关模糊逻辑的更多信息,请访问Zimmerman,1987年。

A):伪序偏好模型

此模型无论有关于每个标准的重量和重要性的任何信息,都在一组选项中判断。

B):半阶偏好模型

这个模型和前一个模型的不同之处在于,为了确定一组更好的选项,我们需要知道每个标准的重要性和权重。

c):完整预订偏好模型

这个模型决定了每个期权的位置,不再处理一组期权。事实上,它是前一个模型的特定类型。该模型没有使用阈值。因此,为了建立完全偏好模型,我们使用了优势度。对于课题的进一步研究以及公式和关系的提取,请参考Nasseri等(2014)。[1]

[1] Nasseri,Alireza Nasseri,Hossein Sadeghi,Bahareh Hashemlou,以及穆罕默德哈迪海建。“处理伊朗荷兰病后果的补救方法的优先次序:模糊建模的应用”,国际科学研究杂志,2014。

结果

伪订单偏好模型


由于标准的相对重要性未知,我们对一组占主导地位和非主导地位的备选方案采用伪顺序偏好模型(Zimmermann, 1987),模型输出如图1所示。排序图中的每个节点表示一个备选方案,而弧线表示两个备选方案之间的相互关系。如果选项a的等级高于选项b,则在选项a和选项b之间产生一条电弧。图1所示的排序图是状态p的伪顺序偏好模型一世= 0.85和Q一世= 0.25。

[1] Nasseri,Alireza Nasseri,Hossein Sadeghi,Bahareh Hashemlou,以及穆罕默德哈迪海建。“处理伊朗荷兰病后果的补救方法的优先次序:模糊建模的应用”,国际科学研究杂志,2014。

图1伪序偏好模型图


图1:伪订单偏好模型图

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图1中所示的排名图是通过关系(5)(和p一世= 0.85和Q一世= 0.25)。然后,派生和非主导集被派生为关系(9):

S.D.= {2}ND= {1,3,4} .............(9)

从图(1)可以看出,备选方案1优于备选方案2、3和4。因此,不考虑备选方案1、3和4;因此,只有方案2被认为是推荐的首选方案。

半订单偏好模型

表(3)估计了每个标准的相对重要性,并用语言术语表示。正常重量计算结果见表(4)

表1:措施的相对重要性

数值

语言方面

5.

非常重要的

4.

相对重要的

3.

重要的

2

略显重要

1

不重要

参考文献:Gungor & Arikan, 2000年

表2:每个标准的相对重要性

标准

数值

规范化的重量

投资成本

4.

26.66

廉价电力

5.

33.33

不可避免的污染

3.

0.20

安全性和可靠性

3.

0.20

参考文献:Gungor & Arikan, 2000年

一旦冷漠阈值为0.25(q一世= 0.25)基于关系(5)获得排名关系,提取主导和非显性集作为关系(10)。

SD = {2},SND = {1,3,4} ................(10)

最后的关系在图3中表示。

图2:当QI = 0.25时,半订单偏好模型的排名图


图2:半序排名图
偏好模型
一世= 0.25

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通过半序偏好模型再次选择方案2。其他替代方案也无可比拟地基于这一模型。

完全预订偏好模型

完全预购偏好模型指定4个方案中的“最佳”方案。根据关系(3)得到加权优先级矩阵,如表(5)所示。利用关系(4)计算各备选方案的优势度,如表(6)所示。利用关系(5)得到的排序如图4所示。替代方案2,利用天然气生产,被选为四种替代方案中的最佳选择。

表3:加权优先矩阵

4.

3.

2

1

备择方案

0.388

0.533

0.486

0.5

1

0.513

0.794

0.5

0.513

2

0.466

0.5

0.205

0.466

3.

0.5

0.533

0.486

0.611

4.


表4:每种替代方案的掌握程度

占主导地位的程度

备择方案

1.407

1

1.820

2

1.137

3.

1.630

4.

完全预订偏好模型

图3:完整预订偏好模型
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讨论与敏感性分析

组织和部门在不断地做出决策,每个组织和部门都有各自的战略、战术和各种职能,这些职能在实现目标的过程中起着核心作用。

在本研究中,由于信息不准确和决策的危急性质,使用模糊逻辑。由于在语言表达下描述的输入变量的信息不准确,例如非常重要,中学重要性或略微重要的表达,可以从人类的角度考虑到模糊逻辑。根据前一节讨论的三种模型的结果,替代2;精确地,使用天然气生产,考虑到一,三个和四项中列出的一般标准是优先事项。

当伪订单偏好和半订单偏好模型用于选择替代方案中时,很容易看出天然气优于所有其他替代方案。不同之处在于,在后一种模型中,每个标准考虑不同权重。

当完整预订偏好模型时,将用于选择所有替代方案的最佳替代,状态和等级。因此,建议天然气作为最佳选择。另一种4即可再生能源,被认为是第二位的下一个选择。替代1,核能被认为是第三名。最后,替代3,其他化石燃料,最后一次考虑。值得注意的是,为了通过改变p的值来分析灵敏度一世,问一世表示分别的漠不关心的阈值和偏移阈值。替代方案之间的能力保持不变,这表明在每个方法的基础上,根据上述标准,使用气体的再现优先,并且项目的选择不依赖于选择p一世,问一世这表明所呈现的模型的解释力。

总结和结论

发展中国家的能源需求正在增加。这种对电力的需求增加了更快的过程。然而,由于数据不准确和缺乏在发展中国家缺乏之前的研究以及变量的许多变化是非常困难的。该数字代表未来几十年的电力消耗估计,并根据与优化消费的相同点标准,应促进发电。在这方面,给出了用于发电的主要能量来源。本文旨在优先考虑提高发电源。

在确定当前纸张中的优先事项时,已经避免了在基本负荷,中间负荷和峰值负荷下规划生产的电力的细节已经避免了发电扇区的重要区域。更重要的是,该研究试图表明在电能规划研究中使用模糊集合优先级。在这项研究中,使用了三种模型,并且在较低的天然气标准投资成本,廉价的电力,缺乏污染,安全性和可靠性方面的模型的结果是在其他替代方案中产生电能的替代方案。完整预订偏好模型结果还表明,在发电优先考虑的情况下,应考虑能源,天然气,可再生,核和其他化石燃料能量。灵敏度分析的结果还表明,所有三种模型都不受阈值的影响,并且拥有模型的完全稳定性。D.ue to the low cost of natural gas and with regard to Iran’s gas reserves as the world's second largest gas supplier and given the country's shared gas reserves with neighboring countries in addition to production for domestic consumption, to many neighboring countries electricity can be exported given the competitiveness feature and policy makers should pay enough attention to this issue. This process as well as considering Iran’s regional security will provide a higher added value for Iran.

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