توزيع اقتصادي توان و حرارت (CHPED) با در نظر گرفتن آلاينده‌ها و قيود عملياتي نيروگاه‌ها با الگوريتم جست‌وجوي‌ هارموني چندهدفه (MOHS)

Economic Dispatch of Power and Heat Considering the Environmental Pollutants and Operational Constraints of Power Plants with the Multi-objective Harmony Search Algorithm (MOHS)

در سيستم‌هاي توليد سنتي، انرژي دريافتي از سوخت صرفاً به انرژي الكتريكي تبديل مي‌شود، درحالي‌كه در سيستم‌هاي توليد همزمان (CHP)، انرژي سوخت افزون بر توليد انرژي الكتريكي، انرژي حرارتي نيز توليد مي‌كند؛ ازاين‌رو، بازده اين سيستم‌ها بسيار بيشتر از سيستم‌هاي سنتي است و اين لزوم استفاده از سيستم‌هاي CHP را توجيه مي‌كند. ظهور سيستم‌هاي CHP در كنار نيروگاه‌هاي سوخت فسيلي باعث مي‌شود توزيع اقتصادي توان و حرارت بين واحدهاي توليدكنندۀ انرژي به‌نحوي‌ كه كمترين هزينه را داشته باشد، از مسائل مهم بهره‌برداري از سيستم‌هاي قدرت به شمار آيد. در اين ميان، لزوم در نظر گرفتن آلايندگي ناشي از واحدهاي توليدكنندۀ انرژي در كنار ساير قيود عملياتي نيروگاه‌ها باعث پيچيدگي مسئلۀ توزيع اقتصادي بار مي‌شود. حضور توابع هدف متعدد و گاه متضاد، مسئلۀ فوق را به يك مسئلۀ بهينه‌سازي چندهدفه تبديل مي‌كند. اين مقاله ضمن بررسي مسئلۀ توزيع اقتصادي بار در نيروگاه‌ها در كنار واحدهاي توليد همزمان برق و حرارت، از روش فراابتكاري الگوريتم جست‌وجوي‌ هارموني چندهدفه در حل مسئلۀ پخش اقتصادي توان و حرارت استفاده مي‌كند. براي نشان دادن كارايي روش پيشنهادي، از سيستمي با 4 واحد توليد توان الكتريكي، 2 واحد توليد همزمان و يك واحد توليد توان حرارتي استفاده مي‌شود. كارايي الگوريتم پيشنهادي از طريق مقايسه با ساير روش‌هاي پيشرفتۀ بهينه‌سازي چندهدفه نظير NSGA-II و MOPSO نشان داده شده است.

In traditional generation systems, energy from fuel is simply converted into electrical energy, while in the combined heat-and-power (CHP) systems, fuel energy generates thermal energy in addition to generating electricity. Therefore, the efficiency of these systems is considerably higher than traditional systems, and this feature justifies the need for CHP systems. The emergence of CHP systems alongside fossil fuels power plants makes the economic dispatch of power and heat between the energy generating units with the lowest cost one of the important issues of power systems utilization. In this regard, the need to consider emissions from energy generating units along with other operational constraints of power plants complicates the economic dispatch. The existence of multiple objective, and in some cases, opposites functions transforms the above problem into a multi-objective optimization problem. This paper, while investigating the problem of economic dispatch of load in power plants along with the CHP and heat generating units, uses the meta-heuristic method of multi-objective harmony search algorithm (MOHS) in solving the problem of economic power and heat dispatch. To demonstrate the efficiency of the proposed method, the research has used a system with 4 units of electric power generation, 2 units of CHP, and one unit of heat generation. The performance of the proposed algorithm is shown by comparing with other advanced multi-objective optimization methods such as NSGA-II and MOPSO