[發明專利]一種基于二型模糊機會約束的區域能源系統優化方法

有效

• 申請號: 201810796625.1
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN109002921B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 李永平;索彩;李延峰;孫杰
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發明公開了屬于能源系統優化調度領域的一種基于二型模糊機會約束的區域能源系統優化方法，具體分為：A以區域能源系統成本最小化為目標，以各種約束為約束條件，建立優化模型；B根據權重確定方法和參數可能性分布，構建二型模糊參數，根據參數概率性分布，構建隨機參數，再通過基于關鍵值的二型模糊降型方法和機會約束方法，將二型模糊參數和隨機參數轉化為確定性參數，進行求解所述模型；C選擇不同的能源系統違約概率，帶入模型進行求解，獲取系統違約概率與系統成本、能源購買、能源供應以及污染物排放之間的關系。本發明能在多重不確定性條件下，對區域能源系統進行優化，提供最優的能源購買、能源供應以及污染物排放方案。

技術領域

本發明屬于能源系統優化調度領域，具體涉及一種基于二型模糊機會約束的區域能源系統優化方法。

背景技術

能源是人類賴以生存和發展的物質基礎，人類文明的每一次進步都伴隨著能源的改進和更替，能源的合理開發和利用對世界經濟和人類社會的發展具有重要的意義。然而，隨著經濟發展、人口增加和工業化進程加速，全球能源消費及需求呈現急劇上升趨勢，并且化石燃料占據主導地位。目前，我國已經成為全球最大的能源消費國和煤炭消費國，石油消費僅次于美國，是全球第二大石油消費國。國土資源部總工程師鐘自然預測，到2035年，我國能源消費增速將保持年均4.5％，天然氣累積需求5.8億立方米，煤炭826億噸，石油120億噸。化石燃料的過度開采和對其過度依賴帶來了能源資源短缺、對外依存度高、消費結構不合理、污染物過量排放以及環境惡化等一系列問題。因此，亟需從經濟、能源、環境等角度入手，對我國能源系統進行優化。

然而，復雜的能源加工、轉換技活動以及各種經濟、社會、技術參數中都存在著巨大的不確定性，使得能源系統優化存在著一定的困難。目前，盡管國內外學者在區域能源系統不確定性管理決策方法的研究和應用方面，已經開展了大量的探索和研究工作，但仍存在一定的局限性。例如，缺乏表征區域能源系統復雜性和多重不確定性方法的研究與開發，不能有效地在時間上和空間上充分考慮區域能源系統的不確定性因素，從而難以兼顧多方面的需求給出合理有效的決策方案。所有這些問題嚴重制約著區域能源系統優化研究。

發明內容

針對技術背景中涉及的缺陷，本發明公開了一種基于二型模糊機會約束的區域能源系統優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、以區域能源系統成本最小化為目標，以能源可獲得量約束、能源供需平衡約束、電力供需平衡約束、峰值負荷約束、污染物排放約束、容量約束、外購電約束、0-1變量約束和非負約束為約束條件，建立優化模型；

B、根據權重確定方法和參數可能性分布，構建二型模糊參數，根據參數概率性分布，構建隨機參數，再通過基于關鍵值的二型模糊降型方法和機會約束方法，將二型模糊參數和隨機參數轉化為確定性參數，對優化模型進行求解；

C、選擇不同的能源系統違約概率，分別帶入優化模型進行求解，獲取系統違約概率與系統成本、能源購買、能源供應以及污染物排放之間的關系。

所述優化模型中，優化目標為：

其中，f為區域能源系統總成本，i為能源購買類型，k為規劃期，m為能源加工類型，n為能源轉化類型，t為污染物類型；

PCE_ik為時期k內能源i的購買價格；

PAE_ik為時期k內能源i的購買量；

FCEP_mk為k時期內能源加工技術m的固定操作和維護成本；

CEP_mk為k時期內能源加工技術m的容量；

VCEP_mk為k時期內能源加工技術m的可變操作和維護成本；

GAEP_mk為k時期內能源加工技術m的加工量；