| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva Pomoč

Naslov:Synthesis of regional networks for biomass and biofuel production
Avtorji:ID Lam, Hon Loong (Avtor)
ID Kravanja, Zdravko (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
ID Klemeš, Jiří (Komentor)
Datoteke:.pdf DR_Lam_Hon_Loong_2011.pdf (4,25 MB)
MD5: 6DD0B7A10F49E3DC8E6052065FF7FE4B
PID: 20.500.12556/dkum/ed1ce14f-691b-4658-b3a5-5531a8d8eef1
 
Jezik:Angleški jezik
Vrsta gradiva:Doktorska disertacija
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Opis:This thesis presents two different approaches to the synthesis of regional networks for biomass and biofuel production and supply: Mathematical Programming and Graph Theoretic approach. The optimisation criterion for both approaches is the maximisation of profit. The first approach is based on a generic optimisation model of biomass production and supply networks. This superstructure approach is based on a flexible number of network layers: plantation, collection using a pre-treatment, process, and consumption. A Mixed Integer Linear Programming (MILP) model has been successfully developed during this work. However, the solution of this biomass production network model is very challenging due to the large sizes of the networks and the number of interconnections. The huge number of redundant variables reduces model efficiency (time taken to solve the model and the interpretation of the results). This model when representing very large size networks cannot be solved over a reasonable time even by professional mathematical programming software tools. Several model-size reduction techniques are therefore proposed for the solution of large-scale networks. In particular, methods are proposed for (i) reducing the connectivity within a biomass supply chain network by setting the maximum allowable distance between the supply zones to the collection centres, (ii) eliminating unnecessary variables and constrains to reduce the zero-flows in the full model, and (iii) aggregating the network and hence the synthesis process by merging the collection centres. The network synthesis is also carried out by P-graph (Process Graph) tools. P-graph is a directed bipartite graph, having two types of vertices — one for operating units and another for those objects representing material or energy flows/quantities. In this procedure, firstly a maximum feasible superstructure for biomass production network is generated from which the optimal structure is then selected by the Branch and Bound method. This graph-based method clearly shows where, how, and what kind of material and energy carriers will be transferred from one supply chain layer to another. In order to test the efficiency of the model, a small regional renewable network problem was solved using both methods. Their performances were tested and the results confirmed the applicability on a regional scale. The proposed model-size reduction techniques were also tested. A large-scale regional case study was created to demonstrate these techniques. The results are very positive and some suggestions for future work are given in the conclusion.
Ključne besede:Biomass and bioenergy network synthesis, Model-size reduction techniques, Mathematical Programming, MILP, P-Graph
Kraj izida:Maribor
Založnik:[H. L. Lam]
Leto izida:2010
PID:20.500.12556/DKUM-17206 Novo okno
UDK:66.011:519.68(043.3)
COBISS.SI-ID:254123008 Novo okno
NUK URN:URN:SI:UM:DK:HLEIDZBC
Datum objave v DKUM:06.01.2011
Število ogledov:3906
Število prenosov:151
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FKKT
:
Kopiraj citat
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share



Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:Sinteza regionalnih omrežij za proizvodnjo biomase in biogoriv
Opis:V doktorski disertaciji predstavljamo dva različna pristopa k sintezi regionalnih omrežij za proizvodnjo in dobavo biomase in biogoriv: matematično programiranje in pristop, ki temelji na teoriji grafov. Uporabljen kriterij optimiranja pri uporabi obeh pristopov je maksimiranje dobička. Prvi, superstrukturni pristop temelji na splošnem optimizacijskem modelu omrežja za proizvodnjo in dobavo biomase in biogoriv. Pri tem superstrukturo sestavljajo štiri ravni dobavne verige: nivo proizvodnje obnovljivih surovin, nivo zbiranja s pred-obdelavo, nivo proizvodnje in nivo povpraševanja. S to raziskavo smo uspešno razvili mešano celoštevilski linearni programirni (MILP) model. Vendar pa predstavlja reševanje tega modela zaradi obsežnosti regionalnih omrežij z velikim številom povezav precejšen izziv. Veliko število odvečnih spremenljivk zmanjšuje učinkovitost reševanja (čas reševanja in razlago rezultatov). Obsežnih regionalnih omrežij tako pogosto ni mogoče rešiti v realnem času, četudi pri tem uporabljamo profesionalna matematično programirna računalniška orodja. Zato predlagamo nekatere tehnike za zmanjševanje velikosti mrežnih modelov. Predlagane tehnike so namenjene predvsem i) zmanjševanju števila povezav v omrežju z definiranjem največje dovoljene razdalje med dobavnimi conami in zbirnimi centri, ii) odpravi nepotrebnih ničelnih spremenljivk in pogojev in iii) zmanjšanju razvejanosti omrežja in s tem zmanjšanju sinteznega problema z združitvijo zbirnih centrov v manjše število centrov. Sintezo omrežja smo izvedli tudi z uporabo orodja P-graf ('procesni graf'). P-graf je usmerjeni dvopartitni graf z dvema vrstama oglišč – ena so za procesne enote in druga za objekte, ki predstavljajo snovne ali energijske tokove oz. količine. V tem postopku se za omrežje proizvodnje in porabe biomase najprej generira maksimalna dopustna superstruktura, nakar se z metodo vejanja in omejevanja (Branch-and-Bound) izbere optimalna struktura. Pri tej metodi grafov je jasno razvidno, kako in kateri snovni in energijski nosilci se prenašajo iz enega na drugi nivo dobavne verige. Z namenom preizkušanja učinkovitosti modela smo najprej za regionalno omrežje rešili računsko manj zahteven problem in pri tem uporabili obe metodi ter preizkusili njuni zmogljivosti. Dobljeni rezultati potrjujejo uporabnost obeh metod za reševanje problemov na regionalni ravni. Preizkusili smo tudi učinkovitost predlaganih tehnik za zmanjšanje obsežnosti modela in za ta namen razvili obsežnejši primer. Dobljeni rezultati so zelo obetavni. V zaključkih dodajamo tudi nekaj predlogov za nadaljnje delo.
Ključne besede:Sinteza omrežij za proizvodnjo in dostavo biomase in biogoriv, Tehnike zmanjševanja velikosti modelov, Matematično programiranje, MILP, P-graf


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici