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博碩士論文 etd-0803105-205459 詳細資訊
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論文名稱
Title
電力自由化下以類神經為基礎的汽電共生調度
Neural Network Based Cogeneration Dispatch nder Deregulation
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
119
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2005-06-13
繳交日期
Date of Submission
2005-08-03
關鍵字
Keywords
汽電共生、類神經網路、順序二次規劃法、鍋爐、進化規劃法
Boiler, Cogeneration, Evolutionary Program, Sequential Quadratic Programming, Artifical Neural Network
統計
Statistics
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中文摘要
汽電共生是一種同時產生蒸汽與電力的高效率能源系統,在平時運轉中,燃料成本通常超過總運轉成本的60%以上。因此,提昇汽電共生系統鍋爐效率及整體系統的最佳化程度是相當重要的課題。為了更有效率地節約能源、利用能源,本論文主要針對汽電共生系統於電力交易市場架構下,探討在獲利最大為目標下之最佳化調度及鍋爐效率提昇策略。
在契約市場及現貨市場並存的自由化電力交易環境下,不僅有以競價為基礎的現貨調度;還有以議價為基礎的合約調度。首先,以獲利最大為目標,利用順序二次規劃法(Sequential Quadratic Programming, SQP)求解各鍋爐蒸汽量及發電機組發電量的最佳調度;再針對鍋爐系統的燃燒效率進行改善,利用類神經網路(Artificial Neural Networks, ANN)結合進化規劃演算法(Evolutionary Programming)求解使鍋爐運轉於最大效率下的操作參數,以達到再降低燃料成本之目的,最後以一個汽電共生系統來驗證所提出之策略。
Abstract
Co-generation is an efficient energy system that generates steam and electricity simultaneously. In ordinary operation, fuel cost accounts for more than 60% of the operational cost. As a result, the boiler efficiency and optimization level of co-generation are both high. To achieve further energy conservation, objectives of this thesis are to find the Profit-maximizing dispatch and efficiency enhancing strategy of the co-generation systems under deregulation.
In a coexistent environment of both Bilateral and Poolco-based power market, there are bid-based spot dispatch, and purchases and sales agreement-based contract dispatch. For profit-maximizing dispatch, the steam of boilers, fuels and generation output will be obtained by using the SQP(Sequential Quadratic Programming ) method. In order to improve the boiler efficiency, this thesis utilizes artificial neural networks(ANN) and evolutionary programming(EP) methods to search for the optimal operating conditions of boilers.
A co-generation system (back-pressure type and extraction type) is used to illustrate the effectiveness of the proposed method.
目次 Table of Contents
中文摘要
英文摘要
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 緒論1
1-1 研究動機1
1-2 研究背景及方法2
1-3 論文架構5
第二章 區域性能源與資源整合及汽電共生系統介紹6
2-1 前言6
2-2 生態工業園區介紹6
2-2-1區域性能源與資源整合實例8
2-2-2荷蘭RoCa3電廠9
2-2-3丹麥Avedore發電廠11
2-2-4丹麥Kalundborg工業共生中心13
2-2-5高雄臨海工業區16
2-3 汽電共生系統介紹18
2-3-1汽電共生系統18
2-3-2汽電共生系統分類20
2-3-3汽電共生系統國、內外發展現況23
2-4 自由化下之工業區汽電共生系統運轉28
2-4-1現行電業法中汽電共生之地位28
2-4-2電業法修正及電力市場自由後之汽電共生29
2-4-3汽電共生系統在工業園區直接供電30
第三章 自由化下之汽電共生系統最佳調度33
3-1 前言33
3-2 數學模型的建立33
3-3 鍋爐I/O運轉曲線36
3-4 汽輪機I/O運轉曲線37
3-5 最佳運轉模式 40
3-6 最佳化分析45
第四章 鍋爐系統之效率提昇46
4-1 前言46
4-2 鍋爐系統47
4-3 燃燒效率52
4-3-1影響燃燒效率因素52
4-3-2燃燒效率計算53
4-3-3燃燒操作條件之改進55
第五章 類神經網路結合進化規劃演算法在鍋爐效率提昇之應用57
5-1 前言 57
5-2 類神經網路介紹57
5-2-1理論基礎及基本架構59
5-2-2倒傳遞網路學習法62
5-3 進化規劃演算法介紹67
第六章 模擬與分析77
6-1 前言 77
6-2 汽電共生系統最佳調度測試79
6-3 鍋爐系統最佳操作參數測試85
6-3-1尋找合適的類神經網路架構85
6-3-2燃油鍋爐測試95
6-3-3節省成本計算103
第七章 結論及未來方向105
7-1 結論105
7-2 未來方向106
參考文獻107
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