基于區(qū)間模糊數(shù)的普蘭店熱電廠選址研究

馬志華 郭 戈

衡水供電公司 河北 衡水 053000

0 引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn)。城市集中供熱有許多種方式，例如電熱聯(lián)產(chǎn)、集中燃煤鍋爐房、分戶單獨(dú)式燃?xì)鉅t、集中燃?xì)忮仩t房、熱泵式供熱、低溫輻射供熱、相變蓄熱電暖氣、地?zé)峁帷⒌蜏睾四艿?。從我國?shí)際情況出發(fā)，從節(jié)約資源、減少環(huán)境污染和技術(shù)成熟度的角度考慮，眾多文獻(xiàn)研究得出今后一段時(shí)期內(nèi)燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)是我國區(qū)域供熱的最優(yōu)模式［1-4］。熱電廠的不合理選址將導(dǎo)致供熱成本增加、資源與能源浪費(fèi)及環(huán)境污染加劇，給社會(huì)帶來巨大的不利影響，因此，如何優(yōu)化熱電廠的選址具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

從統(tǒng)計(jì)情況來看，目前研究熱電廠選址的文獻(xiàn)較少。一般的選址問題采用層次分析法［5］，這種方法把人的主觀判斷用一個(gè)給定的數(shù)量來表達(dá)和處理，因而在建立指標(biāo)體系時(shí)忽略了熱電廠選址具有一定得模糊性這一個(gè)特點(diǎn)。而區(qū)間模糊數(shù)這種方法有效克服由于模糊性帶來的數(shù)值不確定性，能夠較好的反映決策者的心理狀態(tài)［6］。本文在構(gòu)建熱電廠選址指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，運(yùn)用區(qū)間模糊數(shù)評(píng)價(jià)方法對(duì)熱電廠選址問題進(jìn)行探索性的研究。

1 工程概況

1.1 研究意義

普蘭店市主城區(qū)現(xiàn)有建筑面積為1230萬平方米，主要以一座小型熱電廠和一百六十多座鍋爐房供暖，集中供熱普及率為40%。普蘭店市唯一的一座小型熱電廠即天盛熱電廠1992年開工建設(shè)，現(xiàn)有4臺(tái)75t/h鍋爐和2臺(tái)12MW 汽機(jī)，總裝機(jī)容量為24MW。

這些鍋爐不僅效率低、供熱質(zhì)量差、浪費(fèi)能源、污染環(huán)境，而且該廠地處鄰近普蘭店市中心，極大地阻礙了普蘭店市的城市發(fā)展，擇地搬遷是十分必要的。

1.2 備選地址概況

本工程擬選廠址有棗屯和固特異西兩個(gè)廠址。棗屯廠址和固特異西廠址均位于普蘭店市西北部的大連海灣工業(yè)園區(qū)內(nèi)，兩個(gè)廠址相距約1.00km。其中棗屯廠址距離普蘭店市中心約6.50km，固特異西廠址距離普蘭店市中心約5.50km。具體情況如下表。

表1 備選廠址情況匯總表

2 區(qū)間模糊數(shù)

有d1，d2，Λ bm個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，評(píng)價(jià)指標(biāo)為d1，d2，Λ dn。指標(biāo)與評(píng)價(jià)對(duì)象之間對(duì)應(yīng)一組區(qū)間數(shù)，其中aL和aR是一組精確數(shù)，并滿足［aL≤aR］。并由這些區(qū)間數(shù)組成矩陣A=（aij）m×n。

3）利用變異系數(shù)方法確定權(quán)重

利用公式4得出矩陣B=（bij）m×n

再計(jì)算指標(biāo)j的標(biāo)準(zhǔn)差

權(quán)重向量即為W=（ω1，ω2，L ωn），ωjf 0

4）利用所求權(quán)重和矩陣Z得出最終評(píng)價(jià)值

3 評(píng)價(jià)與優(yōu)選方案

下面將對(duì)棗屯、固特異西兩個(gè)備選地址與原地址進(jìn)行評(píng)價(jià)與優(yōu)選，筆者擬采用區(qū)間模糊數(shù)作為研究的基礎(chǔ)，為決策者選擇合適的廠區(qū)提供決策依據(jù)。總體思路是：先根據(jù)實(shí)際情況建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，然后制作成15份問卷寄往15位專家打分，打分采取區(qū)間打分方式，即分?jǐn)?shù)區(qū)間在之間。最后收回13份有效問卷，2份無效問卷。然后對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行判斷比較，得出各個(gè)因素的權(quán)重值。通過對(duì)權(quán)重的計(jì)算，找出科學(xué)合理的項(xiàng)目用地方案。

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立

以統(tǒng)籌兼顧社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益為目的，根據(jù)熱電廠的建廠條件，結(jié)合區(qū)間模糊數(shù)的特點(diǎn)，建立以下選址指標(biāo)體系。

3.2 分析

針對(duì)原地址（X1），棗屯（X2），固特異西（X3），選取15名專家的區(qū)間數(shù)打分，最后對(duì)13份有效打分進(jìn)行整理得出表1：

1）得矩陣R：

2）選取ζ，應(yīng)用公式3得到矩陣Z：

表2 廠址指標(biāo)體系匯總表

表3 對(duì)標(biāo)的區(qū)間打分表（矩陣A）

4）利用變異系數(shù)方法確定權(quán)重，從矩陣A中得出矩陣B：

5）分別計(jì)算7個(gè)列向量的平均值：

6）計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差：

7）進(jìn)而求出變異系數(shù)：

8）進(jìn)行歸一化處理，得出權(quán)重向量：

9）利用公式9計(jì)算出最終評(píng)價(jià)值：

10）得出排序：Z2＞Z3＞Z1

根據(jù)以上的分析，得出最終結(jié)論：

備選廠址中棗屯廠址為最優(yōu)方案，固特異西方案次之。

在分析過程中，備選地址中棗屯廠址位于城市西北方向，距離約6.5km，全年主導(dǎo)風(fēng)向SSE、S，較之固特異西廠址對(duì)城市的影響較小，較之原廠址對(duì)城市的影響更有利，在這個(gè)以建設(shè)綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下，選擇棗屯廠址更有利于環(huán)境的保護(hù)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

雖然棗莊廠址方案為最優(yōu)方案，但是棗莊與普蘭店市中心的距離較之固特異西廠址更遠(yuǎn)，因而供熱距離較遠(yuǎn)。這是這一方案的不足之處，有待改善。

4 結(jié)論

熱電廠選址問題直接關(guān)系到節(jié)能減排和電廠的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。本文把區(qū)間模糊運(yùn)用到項(xiàng)目用地選址中，將定量和定性方法有機(jī)結(jié)合，更有利于做出科學(xué)決策，對(duì)提高電廠建設(shè)項(xiàng)目用地選址的全面性、科學(xué)性、準(zhǔn)確性具有一定的參考價(jià)值，做到了科學(xué)選址。區(qū)間模糊數(shù)有比較系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)，計(jì)算過程更為嚴(yán)謹(jǐn)，通過運(yùn)用該方法，兼顧了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益三方面，使得項(xiàng)目選址后產(chǎn)生的綜合效益最大化。在運(yùn)用區(qū)間模糊的過程中，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了一定的簡化，僅從選址、交通條件等幾方面展開研究，目的在于說明該方法用于電廠選址中的可行性。但是，運(yùn)用這種評(píng)價(jià)方法不能為決策提供新方案是這一方法的缺陷，希望在以后的研究中能夠得到改善。

［1］張沈生，李輝，楊翠翠.基于模糊評(píng)價(jià)的小城鎮(zhèn)供暖設(shè)備選擇［J］.沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，24（3）：480－485

［2］趙玉甫.城市供熱可持續(xù)發(fā)展研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2007.

［3］孟哲.城市采暖供熱方式優(yōu)化方法研究［D］.天津：天津大學(xué)，2004.

［4］彭鵬，田朱.區(qū)域供熱熱源方案的經(jīng)濟(jì)分析［J］.煤氣與熱力，2004，（6）.

［5］張勇，張志國，李金峰，薛麗平，杜軼.層次分析法在電廠建設(shè)項(xiàng)目用地選址中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009，（2）.

［6］胡秦斌，鐘誠，李廣原.基于區(qū)間數(shù)的模糊綜合評(píng)價(jià)決策模型［J］.廣西科學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，23，（4）：260－262.