[发明专利]一种基于二型模糊机会约束的区域能源系统优化方法

说明书

本发明公开了属于能源系统优化调度领域的一种基于二型模糊机会约束的区域能源系统优化方法，具体分为：A以区域能源系统成本最小化为目标，以各种约束为约束条件，建立优化模型；B根据权重确定方法和参数可能性分布，构建二型模糊参数，根据参数概率性分布，构建随机参数，再通过基于关键值的二型模糊降型方法和机会约束方法，将二型模糊参数和随机参数转化为确定性参数，进行求解所述模型；C选择不同的能源系统违约概率，带入模型进行求解，获取系统违约概率与系统成本、能源购买、能源供应以及污染物排放之间的关系。本发明能在多重不确定性条件下，对区域能源系统进行优化，提供最优的能源购买、能源供应以及污染物排放方案。

技术领域

本发明属于能源系统优化调度领域，具体涉及一种基于二型模糊机会约束的区域能源系统优化方法。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的物质基础，人类文明的每一次进步都伴随着能源的改进和更替，能源的合理开发和利用对世界经济和人类社会的发展具有重要的意义。然而，随着经济发展、人口增加和工业化进程加速，全球能源消费及需求呈现急剧上升趋势，并且化石燃料占据主导地位。目前，我国已经成为全球最大的能源消费国和煤炭消费国，石油消费仅次于美国，是全球第二大石油消费国。国土资源部总工程师钟自然预测，到2035年，我国能源消费增速将保持年均4.5％，天然气累积需求5.8亿立方米，煤炭826亿吨，石油120亿吨。化石燃料的过度开采和对其过度依赖带来了能源资源短缺、对外依存度高、消费结构不合理、污染物过量排放以及环境恶化等一系列问题。因此，亟需从经济、能源、环境等角度入手，对我国能源系统进行优化。

然而，复杂的能源加工、转换技活动以及各种经济、社会、技术参数中都存在着巨大的不确定性，使得能源系统优化存在着一定的困难。目前，尽管国内外学者在区域能源系统不确定性管理决策方法的研究和应用方面，已经开展了大量的探索和研究工作，但仍存在一定的局限性。例如，缺乏表征区域能源系统复杂性和多重不确定性方法的研究与开发，不能有效地在时间上和空间上充分考虑区域能源系统的不确定性因素，从而难以兼顾多方面的需求给出合理有效的决策方案。所有这些问题严重制约着区域能源系统优化研究。

发明内容

针对技术背景中涉及的缺陷，本发明公开了一种基于二型模糊机会约束的区域能源系统优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、以区域能源系统成本最小化为目标，以能源可获得量约束、能源供需平衡约束、电力供需平衡约束、峰值负荷约束、污染物排放约束、容量约束、外购电约束、0-1变量约束和非负约束为约束条件，建立优化模型；

B、根据权重确定方法和参数可能性分布，构建二型模糊参数，根据参数概率性分布，构建随机参数，再通过基于关键值的二型模糊降型方法和机会约束方法，将二型模糊参数和随机参数转化为确定性参数，对优化模型进行求解；

C、选择不同的能源系统违约概率，分别带入优化模型进行求解，获取系统违约概率与系统成本、能源购买、能源供应以及污染物排放之间的关系。

所述优化模型中，优化目标为：

其中，f为区域能源系统总成本，i为能源购买类型，k为规划期，m为能源加工类型，n为能源转化类型，t为污染物类型；

PCE_ik为时期k内能源i的购买价格；

PAE_ik为时期k内能源i的购买量；

FCEP_mk为k时期内能源加工技术m的固定操作和维护成本；

CEP_mk为k时期内能源加工技术m的容量；

VCEP_mk为k时期内能源加工技术m的可变操作和维护成本；

GAEP_mk为k时期内能源加工技术m的加工量；