[發(fā)明專利]一種不確定性條件下的區(qū)間隨機(jī)基礎(chǔ)可能性規(guī)劃方法

在審

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• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN109038553A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永平;于磊;李延峰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

本發(fā)明公開了一種不確定性條件下的區(qū)間隨機(jī)基礎(chǔ)可能性規(guī)劃方法，包括：根據(jù)城市能源系統(tǒng)規(guī)劃的總體要求，確定各不確定性參數(shù)，采用區(qū)間隨機(jī)基礎(chǔ)可能性規(guī)劃方法建立不確定性條件下的城市能源系統(tǒng)規(guī)劃模型，并根據(jù)單純形法將不確定性非線性優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為確定性線性優(yōu)化問題，計算不同等級水平下的決策變量結(jié)果，最終得到城市能源系統(tǒng)最優(yōu)的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、污染物排放量以及最小的系統(tǒng)投資成本。本發(fā)明耦合了區(qū)間規(guī)劃、基礎(chǔ)可能性規(guī)劃以及兩階段隨機(jī)規(guī)劃，能夠反映能源系統(tǒng)中的多重不確定性，且優(yōu)化的得到的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)，能夠適應(yīng)能源系統(tǒng)不確定性條件下的所有可能規(guī)劃場景，具有很強(qiáng)的實用性便于工程實現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種不確定性條件下的 區(qū)間隨機(jī)基礎(chǔ)可能性規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

由于化石能源相比非化石能源廉價，大部分的發(fā)電模式還是要依靠化石能源。2015年，中國的化石能源發(fā)電量占總發(fā)電量的75.4％，并且，在未來的幾十年還 將不斷增加。然而化石能源是有限的且不可再生的，化石能源的開采和利用也會 導(dǎo)致一系列的污染問題，例如，每年二氧化碳的排放量有85％來自化石能源，大 量的溫室氣體排放加速了溫室效應(yīng)的產(chǎn)生。電力能源供需安全以及發(fā)電時所帶來 的環(huán)境污染問題已經(jīng)成為全世界關(guān)注的話題。目前首先需要通過有效的方法對終 端用戶的電力能源需求量做出預(yù)測，再分別對電力系統(tǒng)的各個結(jié)構(gòu)(生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、 傳輸、分配和使用)環(huán)節(jié)做出合理規(guī)劃。然而電力能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大，子系統(tǒng)之 間關(guān)系錯綜復(fù)雜，具有較高的復(fù)雜性和不確定性，并且這些子系統(tǒng)與污染排放之 間有較大的相互關(guān)系。因此，有效地反映并解決能源系統(tǒng)中的復(fù)雜性和不確定性， 深入分析和權(quán)衡各部分之間的不確定性相互關(guān)系是能源系統(tǒng)規(guī)劃的關(guān)鍵。

能源系統(tǒng)是一個包含各種不確定性的綜合系統(tǒng)，考慮能源系統(tǒng)中三個主要組 成部分：(1)能源供應(yīng)部分，提供不同的能源可用性，包括化石能源(煤炭、石 油和天然氣)和可再生能源(生物質(zhì)、水電、風(fēng)力等)；(2)能量轉(zhuǎn)換部分，其 中包含各種與經(jīng)濟(jì)、技術(shù)方案、環(huán)境和技術(shù)性能等相關(guān)的電能轉(zhuǎn)換；(3)電力需 求部分，包括各種需求方面的技術(shù)，通過大量不同社會經(jīng)濟(jì)、地理、人口、技術(shù) 進(jìn)步和環(huán)境條件等特點(diǎn)的終端用戶推動著能源的消耗。其不確定性主要體現(xiàn)在以 下幾個方面：(1)參數(shù)不確定性(如發(fā)電成本和發(fā)電技術(shù)數(shù)據(jù)等)；(2)運(yùn)行狀 態(tài)不確定性(如開機(jī)、停機(jī)或機(jī)組故障等)；(3)數(shù)據(jù)不確定性(如經(jīng)濟(jì)或技術(shù) 數(shù)據(jù)等)；(4)預(yù)測不確定性(如電力需求量或尖峰負(fù)荷的預(yù)測)。不確定性的來 源主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)內(nèi)在因素，即電力能源系統(tǒng)設(shè)備的不穩(wěn)定性； (2)外在因素，天氣、溫度等各種氣象因素；(3)信息不確定性，隨著電力系 統(tǒng)不斷發(fā)展，信息不確定性日益增強(qiáng)；(4)主觀不確定性，由于決策者的經(jīng)驗和 能力不同導(dǎo)致規(guī)劃效果出現(xiàn)不確定性。因此，有效的開發(fā)不確定性優(yōu)化方法來解 決現(xiàn)實能源系統(tǒng)案例是至關(guān)重要的。

為了更好的處理電力能源系統(tǒng)中的不確定性和復(fù)雜性，大量的研究人員開發(fā) 了一系列科學(xué)有效的優(yōu)化方法，包括區(qū)間規(guī)劃、模糊規(guī)劃和隨機(jī)規(guī)劃以及許多預(yù) 測模擬和優(yōu)化方法，并成功的將這些方法應(yīng)用到現(xiàn)實案例中。然而，現(xiàn)有的不確 定性方法很少考慮在電力能源相關(guān)活動過程中的隨機(jī)性，而且對于電力系統(tǒng)風(fēng)險 分析問題的研究更是少之又少。并且，單一的不確定性方法不能解決多重不確定 性，無法幫助決策者分析相關(guān)政策要求，其局限性對分析問題起不到任何保障。 簡單的將不同規(guī)劃方法組合處理，仍然無法解決電力能源系統(tǒng)中的復(fù)雜性和不確 定性，需要對傳統(tǒng)方法進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，讓其更加逼近真實的系統(tǒng)。因此，針對 我國城市電力能源特點(diǎn)，開展不確定性模擬和優(yōu)化研究方法，對電力系統(tǒng)全面分 析，為我國電力系統(tǒng)提供科學(xué)、有效、可靠的理論依據(jù)。

已有的不確定性規(guī)劃方法無法科學(xué)有效的解決電力系統(tǒng)中的不確定性，并且 單一的方法不能解決多重不確定性，無法幫助決策者分析相關(guān)政策要求，其局限 性對分析問題起不到任何保障，因此急需一種可以克服現(xiàn)有技術(shù)中電網(wǎng)規(guī)劃中面 臨的各種復(fù)雜性和多重不確定性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中提到的問題，本發(fā)明公開了一種不確定性條件下的區(qū)間 隨機(jī)基礎(chǔ)可能性規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：