电热耦合综合能源系统双阶段多目标规划研究

多能耦合系统是未来分布式能源供给方式的重要发展方向。为了实现电热耦合能源供给系统的合理规划、促进能源供给与消费的经济与环保的协调发展,提出一种面向电热耦合能源系统的综合能源系统双阶段规划优化方法。模型的第一阶段是在投资和环境最优的目标下实现电热耦合综合能源系统的合理规划,第二阶段是在考虑设备运行特性的基础上对规划的结果进行运行优化,以获得能源系统的最优运行方案,并从多个指标验证规划方案的合理性。利用NSGA-II算法求得模型进的帕累托解集,使用多准则妥协优化法从帕累托解集中决策出最优配置方案。仿真结果表明,提出的双阶段多目标综合能源规划方法能够实现能源供给系统的经济与环保双优。     

智能电网下考虑风险的供电企业购电优化模型

针对智能电网带给供电企业购电决策的影响,提出了一种考虑风险的购电优化决策方法。智能电网建设并开展运营,发电侧考虑接纳更多的可再生能源发电,用电侧智能用电设备的使用导致主动负荷的出现等,这一系列变化给智能电网环境下供电企业购电决策带来一定程度的风险。首先,考虑了智能电网下负荷与风电出力不确定性给供电企业经营带来的风险,采用风险元传递理论与多目标规划理论,建立智能电网购电优化模型。然后,提出采用约束多目标粒子群优化算法(CMOPSO)对模型进行求解思路;最后,算例说明该模型的可行性,研究成果为我国智能电网运营风险管理提供新方法、新思路。     

地市级可再生资源能源利用优化

对地市级可再生能源管理问题,建立了在确保有限的传统能源和可再生能源能满足地区各个部门在规划期内的能源总需求条件下,使整个系统的运作成本最低的可再生能源利用优化模型,并根据实际情况假设模型中除太阳能和风能的可利用量为随机变量外,其他参数均为区间数时,利用处理区间数的可能度方法和满意度方法推导该类问题的确定性等价模型．     

可再生能源系统的不确定性优化模型及求解

结合新提出的满意度方法和混合整数规划方法,给出了多态不确定性环境下可再生能源规划模型.该模型综合描述了多地区、多时期、多品种、多部门之间的可再生能源管理系统的复杂性、系统性、动态性和不确定性.最后的实例求解结果说明该模型能很好地反映能源安全性、系统可靠性与系统成本之间的关系,并能给出不同系统违反水平下的能源配置方式及增容计划,为决策者提供决策参考.     

再生能源的可持续发展模型

从可持续发展的角度 ,分析了可再生能源的经济学特性 .采用动态经济学的最优控制技术 ,建立了可再生能源的不考虑生产成本及考虑生产成本可持续发展模型 .讨论了效用贴现率、能源生产成本、能源自然增长率对均衡状态能源存量、能源价格、能源消费量的影响 .     

电力市场环境下计及V2G和多类型需求响应的综合能源系统多目标优化模型

园区综合能源系统(Park integrated energy system,PIES)是满足用户多种用能需求的一种重要途径,但由于内部分布式能源机组出力具有不确定性,且与负荷在时间维度上存在一定的不匹配性,限制了能源利用效率和经济效益的提升.因此,本文首先在构建耦合热电的PIES的基础上,构建了多类型需求响应模型;其次,构建了考虑风光机组出力不确定性的以系统净收益、清洁能源弃能率为多目标函数的优化模型;然后,构建了"不确定性处理-多目标处理-单目标处理"的三阶段求解模型,最后,以V2G和需求响应为考虑条件,设计多情景.算例结果表明:V2G可以为清洁能源不稳定发电提供有效备用,在一定程度上提供清洁能源利用效率;引入电热需求响应,能够改变用户负荷,增加经济效益.     

可再生能源价格政策在寡头竞争市场中的比较

在考虑可再生能源发电间歇性和电力企业两阶段决策过程的前提下,建立了度电补贴和配额制政策下的电力市场寡头垄断竞争模型并进行了分析。以以色列电力市场的数据进行数值实验,分析了电力企业数量、补贴价格、可再生能源电力配额、投资费用等关键因素对发电容量投资的影响。考虑到政策的福利效应,比较了度电补贴和配额制政策下电力价格、消费者剩余和社会福利的差异。     

协同视角下多级救灾物资储备体系中的储备库选址模型

针对多级救灾物资储备体系中的储备库选址问题,综合考虑多阶段、多主体和跨区域三个方面的协同目标,提出了描述单个选址的点协同度概念,和描述整体选址策略的选址方案协同度概念,构建了表征协同时效权重和最大协同时间的Sigmoid关系函数,给出了整体选址策略的协同度表达公式,提出了基于迭代优化的多级救灾物资储备体系中的储备库选址模型.研究结果为我国建立完善跨区域的"中央-省-市-县-乡"五级救灾储备网络体系,提供量化方法参考.     

考虑协同信息的人员与岗位双边匹配决策方法

针对考虑协同信息的人员与岗位双边匹配问题,提出一种决策分析方法。首先,给出了考虑协同信息的人员与岗位双边匹配问题描述;其次,依据人员和岗位给出的多指标评价信息,计算了人员对岗位的满意度、岗位对人员的个体技能满意度及人员之间的工作协同度;在此基础上,建立了以人员对岗位满意度最大、岗位对人员个体技能满意度最大和人员之间协同度最大为目标的多目标优化模型,该模型是一个具有多目标的0-1型二次整数规划问题,也是一个NP-hard问题,为了求解该多目标优化模型,设计了一个多目标离散差分进化算法;最后,通过一个实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

考虑协同效应的突发事件救援人员分组方法

针对突发事件的应急救援人员分组问题,提出了一种考虑人员间协同效应的应急救援人员分组方法。首先,对突发事件应急救援人员分组问题进行了描述。然后,基于系统协同理论的思想,提出了救援小组的协同度模型,定量化的度量救援人员间的协同效应。进一步地,综合考虑救援人员的基础效能与协同效应,基于协同度模型给出了救援人员完成不同任务的实际效能的表达式。在此基础上,以最大化各救援小组的实际效能为目标,构建了突发事件应急救援人员分组的优化模型,并给出了将这一多目标0-1二次规划模型转换为单目标0-1线性规划模型的方法,进而可求解并确定救援人员的最优分组方案。最后,通过一个实例分析说明了本文所提出方法的可行性和有效性。     

以费用为独立变量的随机机会约束规划模型研究

美军提出的"以费用为独立变量(CAIV)"方法从论证阶段开始,就强调需求、性能与费用三者之间的平衡,并采用费用-效能综合权衡优化模型进行系统费用和性能参数的最优决策.但是该模型没有考虑采办过程中的不确定因素,且由于决策者往往很关心权衡结果中费用与性能的置信水平问题,因此提出要将采办中的不确定性因素作为随机变量引入权衡模型,建立一种综合权衡优化的随机机会约束规划模型,并进行了示例验证.     

碳排放配额约束下可再生能源电价补贴机制优化研究

在碳减排政策下,基于电力供需平衡,针对电网公司、可再生能源发电商和不可再生能源发电商组成的系统,研究了可再生能源电价补贴机制.将基于玻尔兹曼分布的碳排放配额分配方法和二氧化碳溢出效应引入模型,研究了电网公司、可再生能源发电商、不可再生能源发电商的最优决策,系统参数对系统均衡的影响,以及补贴策略对成员决策的影响.最后,分...     

综合能源行业政产学研协作演化仿真

政产学研协同创新发展模式可推动中国综合能源系统相关技术发展.为研究政产学研模式在综合能源关键技术研发及应用中的效果,构建了由政府、综合能源相关企业和学研机构三方组成的演化博弈模型,对三方构成的系统进行了演化稳定分析,并运用系统动力学模型分析了各主体初始参与意愿、违约惩罚系数以及政府补贴等因素变化对系统演化结果的影响.研究结果表明:初始参与意愿、违约惩罚系数等都将影响综合能源相关企业和学研机构的策略选择结果,且政府补贴能对综合能源相关综合能源相关企业和学研机构的合作策略选择有促进效用.此外,相较于固定违约金机制,设置与各主体初始意愿相关联的动态违约金机制能促进综合能源行业综合能源产学研形成稳定的合作关系.     

基于边际效应分析的防空武器系统可靠性优化研究

针对复杂武器系统可靠性冗余分配优化问题,以系统的可靠度最大为目标函数,综合考虑系统的费用、质量等约束条件,建立了武器系统的可靠性冗余分配最优化模型;提出了基于相对增量的边际效应分析方法的求解算法,通过改进各级子系统的可靠性,从而使总的系统可靠性最大,最后对防空武器系统的可靠性冗余分配优化问题进行了实例分析。     

我国可再生能源替代的动力学模型构建及分析

化石能源资源可持续利用就是要保证可再生能源资源转化利用技术的不断提升、直至实现后者对前者潜力性替代.在量化可再生能源利用技术进步水平基础上,结合我国GDP增长目标的确立、化石能源耗竭进程的安排、CO_2减排目标的实现等问题,针对国内化石能源资源可持续利用和限定目标年(2050年)能耗总量两种情景,采用系统动力学模型对我国可再生能源2011-2045年的替代路径进行仿真.在保持化石能源资源年增探明储量10亿吨标煤条件下:维持可再生能源预期投资0.767%的年度GDP规模,国内化石能源资源可持续利用到2045年的GDP年均增速上限是7.01%,"十二五"期间RE累计投资总额为1.88万亿元,2020年的RE替代率为11.53%;在控制2050年我国总能耗为52亿吨标煤的情景下,GDP的年均增速上限是5.705%,"十二五"期间RE投资总额为1.805万亿元,2020年的RE替代率为12.84%.同时,对CO_2减排目标及可再生能源替代率目标的实现进行研究,并给出政策建议.     

园区电-热互补系统优化调度模型

多能源需求响应是实现削峰填谷,缓解能源供应与负荷需求矛盾、提升能源利用效率的重要手段,对促进综合能源系统的可持续发展具有重要意义.首先,在构建耦合电-热的园区互补能源系统的基础上,从弹性矩阵的角度构建了电能与热能需求响应模型,考虑机组出力、能源平衡等约束条件,以系统收益为目标函数的优化模型.以需求响应手段实施为变动因素,设置多情景进行了实例分析.算例结果表明:多能源需求响应模型通过对电价与热价的再设计,在总用能量保持基本不变的基础上,用户负荷需求发生了转移,负荷与系统出力的匹配度增强,与传统情景相比,需求响应手段实施后,系统的能源利用效率提升、系统净收益提升与用户支出降低,实现了"经济-环境-系统-用户"等多方的共赢.     

带有风能的智能电网多周期买电策略研究

本文研究带有风能随机供给的智能电网中传统能源的多周期买电问题,假设存在一个能源运营商集中负责智能电网传统能源的购买和消费。通过构建并求解动态规划模型,找到能源运营商在风能供给不确定性下的传统能源最优多周期买电策略。在最优买电策略下,能源运营商只有在当期电价足够小时才购买传统能源,其买电量与风能分布、价格信息和时间信息有关。在实际数据的基础之上,提供详实的数值实验对比研究了本文的最优买电策略和其他两种策略(实践中只考虑风能估计的策略和放弃利用风能的策略)在最小化总成本方面的效果,并验证了本文的最优买电策略在真实风能数据中的鲁棒性。     

基于货物分类配送的电动汽车路径优化与换电策略研究

电动汽车参与的物流配送服务需要统筹协调车辆路径、配送对象与换电策略。本文提出了考虑货物分类需求的电动汽车路径优化与换电策略问题,并建立了该问题的整数规划数学模型。其次,提出了基于禁忌搜索-改进节约算法的两阶段混合启发式算法MCWTS和一种四阶段启发式算法IGALNS。通过多组小规模算例验证了算法的有效性。随后,分别从运营成本、路径距离、换电策略以及混合运输线路等方面比较并分析了货物分类对运营策略的影响。实验结果表明,该模型可以在配送距离略有增加的情况下避免将不适宜混合运输的货物指派给同一车辆,达到降低货物运输损失提高顾客满意度的目的。最后,通过多组较大规模算例对两种启发式算法的有效性进行了比较。     

计及需求响应不确定性的综合能源系统多目标优化调度管理

需求响应作为电力系统的重要调节手段,可显著提升系统灵活性和经济性。利用价格弹性构建了包含价格与激励措施的需求响应模型,并在此基础上考虑需求响应的不确定性,以综合能源系统经济性和环保性为优化目标,构建了综合能源系统多目标优化调度模型。利用E约束法将多目标优化模型转化为单目标优化模型,得到Pareto最优解集,运用模糊决策法从中选取最优方案。基于实际案例进行测算,结果表明价格型与激励型需求响应手段的结合能够实现削峰填谷,有效降低系统的运行成本和碳排放量。     

通行受限下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径优化

研究通行受限情景下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径优化问题,综合考虑灾区路网状况、卡车可途中发射/接受无人机、无人机单次起飞可配送多个需求点、需求可拆分等因素,以应急物资配送任务完成时间最短为目标,构建卡车-多无人机协同配送路径优化模型.根据问题与模型特征设计一种改进蚁群算法求解.实验结果表明:文章方法能合理分配卡车与无人机的配送任务,科学规划通行受限情景下需求可拆分的应急物资卡车-多无人机协同配送路径;卡车途中发射/接收无人机方式能有效缩短无人机飞行距离,减少卡车与无人机的协同时间,缩短通行受限情景下的应急物资配送时间,具有可行性、合理性与有效性.