[發(fā)明專利]一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110368679.X
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113159402B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建華;鮑玉昆;司馬琪;楊司玥;楊睿行;余明瓊;白順明
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司華中分部;華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢市首臻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境?電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，該方法先利用發(fā)電量與排污量的對應(yīng)關(guān)系、污染物濃度與AQI的對應(yīng)關(guān)系以及連續(xù)點(diǎn)源的高斯擴(kuò)散模型計(jì)算區(qū)域內(nèi)各機(jī)組發(fā)電對主要城市AQI的綜合影響系數(shù)，再建立時(shí)空污染坐標(biāo)系，按AQI預(yù)測值大小將時(shí)空點(diǎn)劃分為核心點(diǎn)和非核心點(diǎn)，分別計(jì)算核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的閾值、非核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的控制系數(shù)，然后建立以購電成本最小、非核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電綜合影響最小為目標(biāo)的優(yōu)化模型，接著采用NSGA?II算法對優(yōu)化模型進(jìn)行求解，最后基于模糊集理論選擇最優(yōu)折中解作為最優(yōu)輸出結(jié)果，即各機(jī)組分時(shí)段的輸出功率。本設(shè)計(jì)有效緩解了空氣污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)優(yōu)化領(lǐng)域，具體涉及一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著由污染氣體排放所引發(fā)的環(huán)境問題的日益加劇，持續(xù)的霧霾天氣已嚴(yán)重影響了人們正常的工作、學(xué)習(xí)、生活，防治大氣污染、保障公眾健康刻不容緩。

作為當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最基礎(chǔ)、最龐大的產(chǎn)業(yè)之一，電力行業(yè)積極響應(yīng)國家號(hào)召開展節(jié)能減排的工作。當(dāng)前已有大量文獻(xiàn)在研究電力交易計(jì)劃時(shí)考慮到環(huán)境成本，通過引入最小化火電機(jī)組排污總量的優(yōu)化目標(biāo)以緩解發(fā)、用電對空氣質(zhì)量的影響，其思路一般從“量”的角度出發(fā)，以減少排放總量為主要目標(biāo)。雖然基于該思路的眾多政策也較為明顯地控制了大氣污染物的排放總量，但是這些文獻(xiàn)忽略了大氣污染時(shí)空分布的特性，以及影響空氣質(zhì)量的其他氣象因素，缺乏對重點(diǎn)地區(qū)、突出時(shí)段的過程控制，具有不可持續(xù)性，因此在實(shí)踐過程中，許多地區(qū)或人口稠密的都市區(qū)域的空氣質(zhì)量依舊頻繁出現(xiàn)連續(xù)的重度以上污染的現(xiàn)象。對此，亟待構(gòu)建更為詳盡的新模型和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種能夠有效緩解空氣污染的計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，依次包括以下步驟：

步驟A、基于區(qū)域內(nèi)主要城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)、區(qū)域內(nèi)發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)以及氣象數(shù)據(jù)，利用發(fā)電量與排污量的對應(yīng)關(guān)系、污染物濃度與空氣質(zhì)量指數(shù)AQI的對應(yīng)關(guān)系以及連續(xù)點(diǎn)源的高斯擴(kuò)散模型，計(jì)算區(qū)域內(nèi)各機(jī)組發(fā)電對主要城市AQI的綜合影響系數(shù)；

步驟B、建立時(shí)空污染坐標(biāo)系，按AQI預(yù)測值大小將區(qū)域內(nèi)所有時(shí)空點(diǎn)劃分為核心點(diǎn)和非核心點(diǎn)，分別計(jì)算核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的閾值、非核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的控制系數(shù)；

步驟C、基于步驟A計(jì)算得到的綜合影響系數(shù)以及步驟B的計(jì)算結(jié)果，建立以購電成本最小、非核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電綜合影響最小為目標(biāo)的優(yōu)化模型；

步驟D、采用NSGA-II算法對優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到Pareto解集后基于模糊集理論選擇最優(yōu)折中解作為最優(yōu)輸出結(jié)果，即得到各機(jī)組分時(shí)段的輸出功率。

所述步驟B依次包括以下步驟：

步驟B1、建立基于地區(qū)和時(shí)段的二維時(shí)空坐標(biāo)系，將AQI預(yù)測值在前10％的時(shí)空點(diǎn)設(shè)為核心點(diǎn)，其它時(shí)空點(diǎn)設(shè)為非核心點(diǎn)；

步驟B2、對于核心點(diǎn)，先基于各機(jī)組對其AQI的綜合影響系數(shù)篩選出主要影響機(jī)組，然后結(jié)合主要影響機(jī)組的供電重要性、該核心點(diǎn)的大氣污染防治等級(jí)以及AQI預(yù)測值，確定該核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的閾值；對于非核心點(diǎn)，采用以下公式確定其AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的控制系數(shù)：

上式中，ω_d(c，t)為非核心點(diǎn)d(c，t)受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的控制系數(shù)，AQI_d為非核心點(diǎn)d(c，t)的AQI預(yù)測值，NC為非核心點(diǎn)的集合。

步驟B2中，所述核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的閾值通過以下方法確定：