Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Роль экологического фактора в развитии городских теплоснабжающих систем

https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.19-21.061-069

Полный текст:

Аннотация

В статье сформулирована многокритериальная задача оптимизации источников тепловой энергии, в которой рассматривается обеспечение надежного и безопасного теплоснабжения потребителей и минимальное воздействие объектов теплоснабжения на окружающую среду. Эта задача относится к задачам схемноструктурной оптимизации, является трудно формализуемой и имеет нелинейный дискретный характер. Общепринятый подход к решению задачи развития теплоснабжающих систем на уровне города, как правило, сводится к однокритериальной задаче поиска минимума дисконтированных приведенных затрат в проектируемые энергетические объекты системы при выполнении множества ограничений. Мерами природоохранной деятельности в этом случае являются оценка причиненного ущерба от объектов энергетики окружающей среде и соответствующая этому ущербу плата за выбросы загрязняющих атмосферу веществ. Показано, что существуют и другие методические подходы, в которых в случае сведения к однокритериальной задаче остальные критерии не теряют своей важности и могут существенно влиять как на процесс оптимизации, так и на получаемые в его результате решения. Приведен краткий обзор таких подходов и предложен метод эпсилон-ограничений, который позволяет максимизировать суммарный эффект от проведения мероприятий по защите атмосферы в пределах выделенного для города объема затрат. Процедура динамического программирования позволяет получить семейство решений (оптимальных наборов мероприятий), каждое из которых соответствует некоторому уровню затрат, не превосходящему определенного верхнего предела. Описан алгоритм работы метода эпсилон-ограничений применительно к решаемой задаче. Приведен пример практических исследований реальной системы теплоснабжения города, проведенных с помощью предлагаемого метода, который позволил получить эффективное решение с конкретным перечнем технических и атмосфероохранных мероприятий по источникам тепла и теплоснабжающим системам в целом. Данный методический подход может найти практическое применение при выполнении предпроектных исследований, а также при разработке схем теплоснабжения городов.

Об авторе

О. А. Еделева
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (ИСЭМ СО РАН)
Россия
канд. техн. наук, старший научный сотрудник отдела трубопроводных систем


Список литературы

1. Сеннова, Е.В. Математическое моделирование и оптимизация развивающихся теплоснабжающих систем / В.Г. Сидлер. – Новосибирск: Наука, 1987. – 221 с.

2. Хрилев, Л.С. Оптимизация систем теплофикации и централизованного теплоснабжения / И.А. Смирнов – М.: Энергия, 1978. – 264 с.

3. Исследования систем теплоснабжения / под ред. Л.С. Попырина, В.И. Денисова. – М.: Наука, 1989. – 215 с.

4. Юфа, А.И. Комплексная оптимизация теплоснабжения / Д.Р. Носулько. – Киев: Тэхника, 1988. – 135 с.

5. Федяев, А.В. Комплексные проблемы развития теплоснабжающих систем / О.Н. Федяева. – Новосибирск: Наука, 2000. – 256 с.

6. Бронштейн, А.М. Экологизация экономики: методы регионального управления / В.А. Литвин, И.И. Русин – М.: Наука, 1990. – 120 с.

7. Еделева, О.А. Выбор методического подхода для решения задач оптимального развития энергоисточников в теплоснабжающих системах городских территорий // Известия высших учебных заведений. Проблемыэнергетики. – 2017. – № 5–6. – С. 56–68.

8. Mehleri, E.D. Optimal design and operation of distributed energy systems: Application to Greek residential sector / E.D. Mehleri [et al.] // Renewable Energy. – 2013. – Vol. 51. – P. 331–342.

9. Penoncello, Steven G. Thermal Energy Systems. Design and Analysis– Moscow, Idaho: University of Idaho, 2015. – 546 p.

10. Wang, L. A Review of Evaluation, Optimization and Synthesis of Energy Systems: Methodology and Application to Thermal Power Plants / L. Wang [et al.] // Energies. – 2019. – Vol. 12. – No. 1. –73 p.

11. Goderbauer, S., An adaptive discretization MINLP algorithm for optimal synthesis of decentralized energy supply system / S. Goderbauer [et al.] // Computers & Chemical Engineering. – 2016. – Vol. 95. – P. 38–48.

12. Обоснование развития электроэнергетических систем: Методология, модели, методы, их использование / под. ред. Н.И. Воропая. – Новосибирск: Наука, 2015. – 448 с.

13. Goderbauer, S. The Synthesis Problem of Decentralized Energy Systems is strongly NP-hard. // Preprint: repORt 2018-043, Operations Research/ S. Goderbauer [et al.]. – RWTH Aachen University: Computers & Chemical Engineering, 2019. – 18 p.

14. Carvalho, M. Multicriteria synthesis of trigeneration systems considering economic and environmental aspects / M. Carvalho [et al.] // Applied Energy. – 2012. – Vol. 91. – No. 1. – P. 245–254.

15. Atabay,D. An open-source model for optimal design and operation of industrial energy systems // Energy. – 2017. – Vol. 121. – P. 803–821.

16. Закон РФ «Об охране окружающей среды (с изменениями на 29 июля 2018 года)» от 29.07.2018 № 7-ФЗ. – М.: Кремль, 2018. – 97 с.

17. Москвин, Д.А. Перспективы использования многокритериальной оптимизации при управлении безопасностью информационных систем / Д.А. Москвин, М.О. Калинин // Доклады ТУСУРа. – 2008. – № 2. – Ч. 1. –С. 128–129.

18. Захаров, И.Г. Обоснование выбора. Теория практики – СПб: Судостроение, 2006. – 528 с.

19. Зоркальцев, В.И. Равновесные модели в экономике и энергетике / В.И. Зоркальцев, О.В. Хами-сов. – Новосибирск: Наука, 2006. – 221 с.

20. Веников, В.А. Оптимизация режимов электростанций и энергосистем: учебник для вузов. – М.: Энергоиздат, 1981. – 464 с.

21. Stennikov, V. Methods and models of optimal managing of district heating systems with prosumers / V. Stennikov [et al.] // E3S Web of Conferences. – 2017. – Vol. 25.– 5 p.

22. Ishizaka, A., Multi-criteria decision analysis: methods and software / A.Ishizaka, Ph. Nemery. – New Delhi, India: John Wiley & Sons, Ltd, 2013. – 296p.

23. Баранова О.А. Методический подход к совершенствованию теплоснабжающих систем с учетом атмосфероохранных мероприятий. Автореф. дисс. … канд. техн. наук. Иркутск, – 2004.

24. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / под ред. С. Калверта и Г. М. Инглунда. – Ч. 1. – М.: Металлургия, 1988. – 760 с.

25. Методы расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе. Утв. приказом Минприроды России от 6 июня 2017 года, М. – 2017. – 119 с.

26. Казимировская, Е.В., Математическая модель переноса выбросов КЭС в локальной зоне / Е.В. Казимировская, С.В. Козлов // Материалы 24-й конф. науч. молодежи СЭИ СО РАН. – Иркутск, 1994. – С. 20–25.

27. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере: Справочник / под ред. Э.Ю. Безуглая – Л.: Гидрометеоиздат, 1983. – 328 с.

28. Гидравлические цепи. Развитие теории и приложения / под ред.А.З. Гамма – Новосибирск: Наука, Сиб. изд. фирма РАН, 2000. – 273 с.


Для цитирования:


Еделева О.А. Роль экологического фактора в развитии городских теплоснабжающих систем. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019;(19-21):61-69. https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.19-21.061-069

For citation:


Edeleva O.A. Role of an Environmental Factor in the Development of Urban Heating Systems. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2019;(19-21):61-69. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.19-21.061-069

Просмотров: 209


ISSN 1608-8298 (Print)