Objective function for municipal heat supply systems’ structural optimization

Abstract

Modern heat supply systems in urban areas have the potential to heat suppl y cost reduction when using various alternative thermal energy sources. Availability of possible alte rnatives allows to select the source that generates a cheaper heat. At that arises the question of expressing such different sources’ characteristics as capital cost, reliability and efficiency in the consisten t measurement units. This paper proposes an objective func tion representing all the factors affecting the thermal energy final cost in monetary units. It is shown that depending on external factors the range of prime cost for heat from various sources does vary considerably. Expected is that the proposed objec tive function application for managing the heat supply systems structure in urban areas will significantly reduce the operating costs.

Современные системы теплоснабжения городских районов потенциально позволяют снизить затраты на теплоснабжение за счет использования различных альтернативных источников тепловой энергии. Наличие альтернативы позволяет выбирать тот источник, который генерирует более дешевую тепловую энергию. При этом возникает вопрос, как выразить в единых единицах измерения такие различные характеристики источников, как капитальные затраты, надежность и эффективность. В данной работе предлагается целевая функция, в которой все факторы, влияющие на конечную стоимость тепловой энергии, выражены в денежных единицах. Показано, что диапазоны изменения себестоимости различных источников в зависимости от воздействия внешних факторов значительно изменяются. Применение предложенной целевой функции для управления структурой систем теплоснабжения городских районов позволит существенно снизить эксплуатационные затраты.

Сучасні системи теплопостачання міських районів потенційно дозволяють знизити витрати на теплопостачання за ра - хунок використання різних альтернативних джерел теплової енергії . Наявність альтернативи дозволяє обирати те джерело , яке генерує дешевшу теплову енергію . При цьому виникає питання , як виразити в єдиних одиницях виміру такі різні характеристики джерел як капітальні витрати , надійність та ефективність . У роботі запропоновано цільову функцію , в якій всі чинники , що впливають на кінцеву вартість теплової енергії , виражені в грошових одиницях . Показано , що діапазони зміни собівартості різних джерел в залежності від впливу зовнішніх чинників значно змі - нюються . Застосування запропонованої цільової функції для управління структурою систем теплопостачання місь - ких районів дозволить істотно знизити експлуатаційні витрати .