基于多层规划的页岩气—水资源耦合系统优化研究

发布时间：2021-09-19 01:41

　　近几年来,能源短缺一直是全球人类面临的一个严重问题。页岩气作为一种非常规能源吸引了人们的注意。作为页岩气开采关键技术的水力压裂法需要耗费大量的水资源,而页岩气开采区域并非是水源富集区,在全球水资源短缺的大背景下,会限制页岩气的发展。所以在这样的背景下,开展页岩气水资源系统优化研究极其重要。由于页岩气水资源系统的复杂性,在本研究中,首先针对宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的马塞勒斯页岩气区提出了基于双层规划模型（MBU-MWL）解决页岩气开发过程中水资源短缺问题。上层目标为页岩气收益最大化,下层目标为水资源用量最小化,确定了各种不同水资源的分配情况及系统收益、水需求量、气体产量、污染物排放量的优化结果,评估了9种不同满意度下的收益及污染物排放情况,改变重要输入参数对模型输出结果作灵敏度分析。其次,以宾夕法尼亚州为研究对象,深入分析了水资源部门、能源部门及环保部门的矛盾与平衡问题,建立页岩气水资源-收益-环境耦合系统的三层规划模型（MWU-MBM-MPL）,该模型在约束规划时考虑了2种运输模式（卡车运输、管道运输）,4种污水处理设施（CWT设备、污水注入井、就地处理、就地存储）。结果表明,在规划... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究系统特征识别
    1.3 研究问题及研究路径
        1.3.1 研究问题的提出
        1.3.2 研究路径
    1.4 研究内容与研究框架
第2章 文献综述
    2.1 页岩气水资源系统理论基础
        2.1.1 国外研究综述
        2.1.2 国内研究综述
    2.2 多层规划方法理论基础
        2.2.1 双层规划方法研究进展
        2.2.2 三层规划方法研究进展
第3章 基于双层规划模型的页岩气水资源优化研究
    3.1 概述
    3.2 研究方法
    3.3 案例分析
        3.3.1 研究区域简介
        3.3.2 页岩气水资源系统规划模型构建
        3.3.3 模型数据获取
    3.4 结果分析
        3.4.1 模型结果分析
        3.4.2 满意度分析
        3.4.3 与单目标规划模型对比分析
        3.4.4 灵敏度分析
    3.5 本章小结
第4章 基于三层模型的页岩气水资源优化研究
    4.1 概述
    4.2 研究方法
    4.3 案例分析
        4.3.1 区域概况
        4.3.2 基于三层规划的页岩气水资源系统规划模型构建
        4.3.3 模型数据获取
    4.4 结果分析
        4.4.1 以需水量最小化为目标的模型结果分析
        4.4.2 以系统收益最大化为目标的模型结果分析
        4.4.3 以污染物排放量为目标的模型结果分析
        4.4.4 三层规划模型结果及模型对比分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
        5.2.1 对我国启示
        5.2.2 后续改进研究
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
攻读硕士学位期间参加的科研工作
致谢
作者简介
在校期间获奖情况



本文编号：3400754