考虑风光不确定性的综合能源系统规划设计方法

在能源互联网飞速发展的背景下,综合能源系统逐渐成为能源低碳高效运行的重要实现方式。为了实现综合能源系统配置的合理规划,文章提出了一种考虑风光不确定性的综合能源系统多目标规划模型。通过结合序列分布概率的典型曲线挖掘方法获得风光的典型出力曲线,减小可再生能源出力描述不确定性对配置的影响。以综合能源系统运行成本最低、系统电网供电率最低为优化目标,采用基于混合博弈决策的改进型多目标粒子群算法对规划模型进行求解和Pareto解集决策,生成满足决策者的不同偏好需求的配置结果。并对影响系统规划的关键参数进行敏感性分析。基于我国某综合能源示范工程的实际数据,给出了规划方案,仿真结果验证了该方法的有效性。     

农村能源动态模型及应用研究

本文提出一个农村能源系统动态优化模型．从系统发展的角度综合分析农村地区能源、经济、生态诸方面相互关系，进行多周期整体规划。模型采用了多目标规划的数学方法，同时兼有目标规划的特点。在求解过程中，结合定性分析的手段，将多目标规划问题转化成单目标的线性规划问题，使得求解简单易行，有利于进行多方案分析和评价。文中以山东省禹城县为背景．对模型进行了应用分析。     

基于MESSAGE模型的省级可再生能源规划方法

科学可行的规划是实现我国可再生能源发展战略的重要保证,为省级政府提供一种实用的可再生能源综合规划工具是本研究目的所在.该文对国内外可再生能源规划方法进行了比较研究,提出以MESSAGE模型耦合能源需求MAED模型为基础的可再生能源综合规划方法.以四川省为案例的实证研究表明,该方法综合考虑资源禀赋,经济成本和污染物排放多重约束,并且能够仿真激励政策的收益和成本,从而制定出与当地资源条件、经济发展、环境治理目标相容的可再生能源发展规划和配套的政策措施.这种以MESSAGE模型为基础的省级规划方法可以作为我国省级可再生能源规划的通用工具加以推广.     

考虑拓扑规划与管线选型的区域综合能源系统优化配置方法

区域综合能源系统是一种集多种能源生产与转换为一体的,具有能源利用效率高、多能源协调互补以及清洁低碳为特征的综合性能源生产形式。研究综合能源系统的优化配置方法有助于系统节能减排、保障地区用能安全以及促进可再生能源大幅消纳。本文建立了含拓扑规划的区域综合能源系统优化配置模型。其基本思路是以分布式能源站为基本供能单元,通过引入电力线路与输热管道的选型和容量配置约束,将分布在不同地区的能源系统连接在一起;其次,考虑了管网损耗、容量上限以及电压幅值等因素影响,以经济性最优为目标,综合考虑投资成本、替换成本与设备残值收益,构建了面向多区域能源互联系统的混合整数线性规划模型。算例测试结果表明,本文建立的规划模型可以有效减少冗余设备的安装容量,提高规划方案的经济性以及系统的综合能效,对于多区域综合能源系统的规划及建设具有一定的参考价值。     

模糊随机多目标规划性质的研究

在模糊随机环境下,针对于多目标规划问题的性质,给出了一系列的重要结论。首先,基于模糊随机理论,提出了模糊随机多目标规划问题的期望值模型,实现了对实际问题的不确定性到确定性的转化, 并为解决实际问题提供了理论模型。规划问题的凸性在优化理论中占有非常重要的地位,因此,对于所提出模型的凸性,利用模糊随机变量的期望值的特殊性质,给出了严格的证明。 定义了模糊随机多目标规划的期望值绝对最优解、期望值有效解及期望值弱有效解的概念,并研究了它们的性质。根据生活中的实际问题所建立的模糊随机规划模型的求解,所得结果为其算法的研究及最优决策的执行提供了重要的理论依据。     

基于碳排放约束的山东省沿海城镇带能源发展多目标优化决策

 针对能源发展中的高能耗问题和碳排放问题,以山东省沿海城镇带为研究区域,将二氧化碳排放因子纳入能源消费结构优化之中,采用多目标规划的方法构建了以碳排放成本最小、能源消费产生的污染物治理费用最小为目标函数,以经济发展规划、能源消费总量、能源消费结构及碳排放量为约束函数的山东省沿海城镇带能源消费结构多目标优化模型。研究区2035年的能源发展多目标优化结果为：煤炭消费量占能源消费总数下降为36%;油类能源消费量占能源消费总数的17%;天然气消费量占能源消费总数的25%;清洁能源占能源消费总数的比例提高到22%,各项指标均满足山东省能源消费的多个目标和约束。同时,针对山东省沿海城镇带低碳情景下的未来发展,提出了加快能源供给侧和能源消费侧的结构性改革、实施清洁能源和电能替代等建议,以加快转变高耗能生产方式,促进经济结构优化升级,实现节能减排、低碳环保的可持续发展。     

基于聚类选址的区域能源系统站网布局优化规划

区域能源系统中能源站选址和管网布局规划是影响区域能源系统经济性的重要因素.综合考虑能源站选址、管网布局与负荷分布的特点,提出了基于聚类和最短路径算法的站网布局优化方法.首先,将最短路径权重作为聚类相似性度量,建立站网布局结构模型.然后以系统年均经济成本最小为目标,构架优化目标函数.最后以实际工程案例进行仿真分析,验证了该方法的有效性.所提出的方法可以对区域内能源站数量、选址以及管网布局进行综合优化,为区域能源系统站网布局规划提供理论参考.     

基于灵活性和经济性的可再生能源电力系统扩展规划

风电、光伏等可再生能源的大规模并网为电力系统的规划与运行带来极大的不确定性.为了增强高比例可再生能源电网应对不确定事件的调节能力,保障系统的安全经济运行,需要提升电力系统的灵活性.首先,从线路传输能力和安全运行的角度定义电网灵活性指标.在此基础上,考虑系统经济运行策略,以灵活性、投资成本、运行成本和可再生能源弃用量最优为目标,提出一种基于灵活性和经济性的多目标输电网双层规划模型.采用NSGAII优化算法对该模型进行求解.最后,以改进的Garver-6和IEEE RTS-24节点可靠性测试系统为例,分析所提模型的有效性.结果表明,规划方案能够有效提升电网传输能力,降低可再生能源弃用率,增强电网运行的灵活性和经济性.     

基于资源限额的计算机多目标决策

在新旧体制转换过程中 ,资源重组的科学决策是有效利用资源 ,提高综合效益的关键 ,本文在多目标规划理论的基础上 ,给出了一种后勤优先级变权多目标规划方法 ,并就其技术实现、模型构成和基于后勤保障资源限额的计算机多目标决策进行了设计。     

连锁超市门店选址与配送中心选择集成决策研究

针对连锁超市门店选址与配送中心选择及采购量比例分配建立以成本、交货期、质量为准则的多目标混合整数规划模型,考虑到门店选址的同时,兼顾潜在市场需求所决定的门店规模,将零售饱和指数转化为一项约束集成到优化模型中.由于多目标的权衡具有模糊性,进一步将模型转变为模糊多目标规划模型,然后用模糊层次分析法确定各个目标的权数;最后应用模糊集理论的最大(小)值法,将加权模糊多目标混合整数规划模型转化为清晰化的单目标混合整数规划,求出问题的最优解,并通过应用算例进一步证明了该模型的有效性和可行性.     

目标规划MULTIPLEX模型的哲学观、有效性和统一化

本文论述目标规划方法论求解系统问题的四个哲学观点,从多目标、满意解、现实和弹性观点阐明了基础模型的概念,以及基础模型向传统线性规划模型和字典序目标规划多纯形(MULTIPLEX)模型的转换,指出转换时所作假设对模型有效性的影响。MULTIPLEX模型不仅兼容传统的单目标线性规划,而且可以统一描述加权线性目标规划、模糊规划和非劣解多目标线性规划等几乎所有各类多目标数学规划。     

基于资源限额的计算机多目标决策

在新旧体制转换过程中，资源重组的科学决策是有效利用资源，提高综合效益的关键，本文在多目标规划理论的基础上，给出了一种后勤优先级变权多目标规划方法，并就其技术实现、模型构成和基于后勤保障资源限额的计算机多目标决策进行了设计。     

多目标弧式凸规划的对偶理论

本文讨论多目标弧式凸规划的对偶理论.我们建立了多目标孤式凸规划的三个对偶模型,并证明了关于Pareto有效解的弱对偶、直接对偶和逆对偶定理.     

能源系统的灰色投入产出双目标优化模型

把能源投入产出模型和双目标优化模型结合起来,并应用灰色系统理论,建立了灰色投入产出多目标优化模型,同时对双目标优化算法作了一些改进。最后,利用复合模型对某市能源经济结构进行优化,并分析了该市结构性节能的潜力。     

非凸不可微多目标规划问题的混合对偶性

给出了一类不可微多目标规划问题的混合对偶模型,使得Wolfe型对偶和Mond-Weir型对偶是其特殊情况,并在函数广义F,ρ-凸性的条件下建立了多目标规划问题关于有效解的混合对偶理论.     

考虑负荷平移的虚拟电厂低碳经济调度

虚拟电厂是聚合发电侧分布式能源与用户侧负荷需求的有效途径。针对可再生能源发电出力的间歇性和反调峰特性问题,以碳配额与可再生能源消纳保障机制为背景,本文建立了考虑负荷平移、“碳交易-绿证”、可再生能源消纳权重、碳排放配额、运行成本约束的虚拟电厂多目标调度优化模型。首先,以风光出力追踪和用电负荷波动平抑为目标构造负荷平移模型,并给出“移出—汇总—分配”的求解策略;其次,引入碳交易与绿证交易机制,以系统调度成本和CO₂排放量最优为目标,构建多目标优化模型,实现虚拟电厂低碳化与经济性的有效平衡;最后,运用参照点法(reference point approach, RPA)对调度模型进行求解,并结合模糊理论和二元对比定权法给出RPA度量标准取值模型。算例仿真结果表明：模型可以有效提高虚拟电厂的经济效益与可再生能源消纳能力,激发虚拟电厂低碳减排的积极性。     

不确定多目标电源规划模型

在综合考虑电源规划方案经济、社会和环境等多元目标的基础上,汲取概率和工程模糊集理论的思想方法,通过对规划方案中不确定性指标进行分类和规格化,建立不确定多目标电源规划模型,并给出评价决策方案优劣的方法．应用算例表明,该模型能够处理在随机情况下不具有明显相关关系的系统多目标之间的协调问题,且求解过程中易整合决策者和专家意见,为解决不确定系统的多目标问题提供了一种具有实用性的方法．     

城市能源系统碳达峰路径最优化

为了响应2030年碳达峰和2060年碳中和的目标,我国各行业及区域均需要根据自身资源禀赋和未来发展预期对能源系统发展进行低碳规划。科学的规划可以在一定程度上降低碳减排的成本。该文建立了基于超结构建模方法的能源系统发展规划模型,可用于以碳达峰为目标的发展路径规划。该模型以区域能源系统结构及主要基础设施为规划起始点,综合考虑规划期内不同时间段上多种能源供应、转化、传输、储存、消费技术可能性及相互替代性,从而得到能源系统总成本最优的低碳发展技术路径。该文以某规模以上城市为例,对其2021—2035年间的能源系统发展路径进行了规划设计,将该市的碳排放峰值控制为1.79亿t, 15年内累计减少二氧化碳排放共计1.5亿t。     

山东省能源-经济-环境系统模糊机会约束目标规划模型

能源-经济-环境系统科学发展是区域可持续发展的关键。根据山东省“十二五”规划,选取目标参数与决策变量,视三次产业单位投资产值、主要污染物产生系数与单位治理投资去除量等参数为模糊变量,构建山东省能源-经济-环境系统模糊机会约束目标规划模型,应用混合智能算法进行求解。实证分析结果验证了模型的可行性与有效性,为山东省能源-经济-环境系统发展提供决策支持。     

基于线性规划的综合能源系统运行优化

以浙江电网企业转型现代综合能源服务企业的具体战略与发展规划为研究背景,以综合能源系统运行优化为目标,提出一种综合能源系统标准化矩阵建模方法;从系统工程的视角出发,以能源转换设备之间的能量流作为状态变量来处理引入调度因子所导致的非线性问题,并通过图论将能源转换设备的拓扑和特性转换为矩阵形式,构建综合能源系统线性规划模型;以最小化运行维护成本为规划目标函数,以拓扑连接变量为决策变量,开展区域综合能源系统的最优运行规划研究,对某一区域典型冷、热、电三联供系统进行应用分析。结果表明:所提出的综合能源系统标准化建模方法简单高效,能根据不同综合能源服务应用场景,通过缩放矩阵,快速建立相应的线性规划模型,在确保计算准确性的同时克服了以往非线性规划模型计算耗时长的缺点。