【摘要】：在過(guò)去的幾十年里,世界經(jīng)歷了快速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)革命,與此同時(shí)帶來(lái)了不斷增加的能源消費(fèi),導(dǎo)致了與電力工業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施投資的增加以及越來(lái)越多的環(huán)境問題。如何有效地權(quán)衡能源供應(yīng)安全與大氣質(zhì)量改善之間的矛盾,是當(dāng)前決策者面臨的巨大挑戰(zhàn)。能源系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng),涉及到各種不確定的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)參數(shù),如能源需求/供應(yīng)、電力生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)、電力轉(zhuǎn)換設(shè)施擴(kuò)容以及大氣污染物排放。這些不確定性參數(shù)不僅會(huì)影響相關(guān)的能源系統(tǒng)優(yōu)化過(guò)程,還會(huì)影響生成的能源系統(tǒng)管理決策方案。因此,如何識(shí)別能源系統(tǒng)中存在的這些不確定性、探究它們之間的互動(dòng)機(jī)理,以及如何將這些復(fù)雜關(guān)系映射到實(shí)際的能源系統(tǒng)規(guī)劃中,是當(dāng)前能源系統(tǒng)規(guī)劃管理決策者面臨的主要問題。針對(duì)以上問題,本文開發(fā)了一系列基于多尺度、多周期、多情景、多因素背景下的不確定性優(yōu)化方法。具體包括:(1)構(gòu)建了一種模糊隨機(jī)模擬優(yōu)化模型。該模型耦合了支持向量回歸機(jī)技術(shù)、蒙特卡洛技術(shù)、分位式區(qū)間機(jī)會(huì)整數(shù)規(guī)劃方法,能夠有效處理模型中參數(shù)表征為隨機(jī)變量、模糊邊界區(qū)間的不確定信息。支持向量回歸機(jī)、蒙特卡洛模擬技術(shù)用來(lái)預(yù)測(cè)模擬未來(lái)電力需求量。該模型將會(huì)運(yùn)用到青島市電力系統(tǒng)規(guī)劃中,模型結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生滿足尖峰電力需求下的不同違約概率水平、不同必要性水平下的電力供應(yīng)方案。(2)開發(fā)了一種基于考慮分時(shí)電價(jià)和電動(dòng)汽車在內(nèi)的魯棒彈性隨機(jī)規(guī)劃方法,該方法能夠有效處理城市能源系統(tǒng)中參數(shù)表征為區(qū)間、概率分布、彈性約束以及它們共同組合所形成的多重不確定性問題。構(gòu)建的模型將會(huì)運(yùn)用到青島市能源系統(tǒng)管理規(guī)劃中,該模型采用蒙特卡洛技術(shù)模擬了24小時(shí)的電力需求量。模型結(jié)果能夠幫助決策者改善能源供應(yīng)模式、降低能源系統(tǒng)成本、緩解大氣污染排放并調(diào)整居民等終端用戶的點(diǎn)電力消費(fèi)行為。(3)開發(fā)了一種基于區(qū)間可能性基礎(chǔ)彈性規(guī)劃方法,并將其應(yīng)用于青島市電力系統(tǒng)規(guī)劃中,該方法能夠有效處理參數(shù)表征為區(qū)間彈性變量、區(qū)間可能性的不確定信息。支持向量回歸機(jī)技術(shù)用來(lái)預(yù)測(cè)不同情景下的電力需求量。該模型產(chǎn)生了不同電動(dòng)汽車刺激水平、不同彈性約束滿意度水平、不同必要性水平下的電力供應(yīng)方案。(4)開發(fā)了一種基于彈性可能性隨機(jī)規(guī)劃方法,用于處理系統(tǒng)中參數(shù)表征為彈性約束、模糊可能性分布、概率分布以及它們共同組合所形成的多重不確定性問題。該方法通過(guò)引入模糊可能性分布和概率分布不僅能夠幫助決策者處理彈性約束中的高變異性,而且能夠通過(guò)引進(jìn)析因子分析技術(shù)有效地分析參數(shù)個(gè)體內(nèi)部以及個(gè)體之間的交互作用對(duì)系統(tǒng)成本的影響,進(jìn)而避免模型求解中不確定信息的丟失,提高解決方案的魯棒性。基于彈性可能性隨機(jī)規(guī)劃方法,考慮新能源和電動(dòng)汽車的影響,構(gòu)建了北京市城市能源系統(tǒng)規(guī)劃模型。該模型能夠給出不同電力需求違約水平、不同滿意度水平和可信度水平下的模型求解方案。(5)開發(fā)了一種不確定條件下的copula彈性隨機(jī)規(guī)劃方法,并將其應(yīng)用于區(qū)域電力系統(tǒng)規(guī)劃中。該方法不僅能夠反映區(qū)域電力系統(tǒng)中隨機(jī)變量的交互特征,而且能夠有效地表征目標(biāo)函數(shù)和約束條件中的不確定性信息。方法的適用性通過(guò)應(yīng)用到京津區(qū)域電力系統(tǒng)規(guī)劃模型中得以驗(yàn)證。基于開發(fā)的copula彈性隨機(jī)規(guī)劃方法,構(gòu)建了一套基于copula彈性隨機(jī)規(guī)劃方法的京津電力系統(tǒng)規(guī)劃模型。該模型可以有效地反映區(qū)域電力系統(tǒng)規(guī)劃中能源供應(yīng)安全、最小投資成本、環(huán)境減排以及系統(tǒng)中的多重不確定性問題。(6)開發(fā)了一種不確定條件下的聯(lián)合隨機(jī)模糊可信度規(guī)劃方法,該方法不僅能夠有效處理系統(tǒng)中的隨機(jī)變量、區(qū)間參數(shù)、模糊集以及它們組合所形成的各種不確定性,而且能夠反映多個(gè)隨機(jī)變量之間遵循不同概率分布函數(shù)且未知相互關(guān)系時(shí)的交互特征。基于開發(fā)的聯(lián)合隨機(jī)模糊可信度規(guī)劃方法,構(gòu)建了京津冀電力系統(tǒng)規(guī)劃模型,該模型探討了不同情景、不同聯(lián)合、單獨(dú)概率水平以及不同可信度水平下的電力供應(yīng)方案。通過(guò)不確定性分析,本研究獲得了多種基于成本最小化和環(huán)境污染最小化時(shí)的能源系統(tǒng)、電力系統(tǒng)規(guī)劃方案。模型涵蓋能源系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié),包括能源加工和供需、電力生產(chǎn)和供應(yīng)、污染物的減排、最小系統(tǒng)成本等。模型結(jié)果可以為調(diào)節(jié)現(xiàn)有能源供需模式提供數(shù)據(jù)支持,從而協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)成本、系統(tǒng)效益、污染排放和能源供應(yīng)的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)能夠幫助能源規(guī)劃管理決策者實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM73
【圖文】：

市）、區(qū)域（京津冀）能源系統(tǒng)規(guī)劃管理中存在的問題與特征，建立基于混合模逡逑糊優(yōu)化方法的多尺度能源系統(tǒng)規(guī)劃模型體系，實(shí)現(xiàn)能源活動(dòng)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、逡逑環(huán)境綜合管理的決策支持。本論文共分為六個(gè)章節(jié)，圖１－２為文章結(jié)構(gòu)圖。詳逡逑細(xì)內(nèi)容如下：逡逑論文結(jié)構(gòu)邐｜逡逑＼邐＼逡逑■’邐＇＇邐Ｑ邐研究背景邐）邐０峰負(fù)？＾管理研究１邐，蘋、逡逑第邋Ｃ研究意義）邐（電動(dòng)汽車管理研宄｜三逡逑章邐研究?jī)?nèi)容邐不確定性優(yōu)化技術(shù)邐文逡逑緒邐一邐廣NB邋獻(xiàn)逡逑＾邐研究路線邐城市能源系統(tǒng)研允邐＾逡逑、＇、邐．／邐：邐論文結(jié)構(gòu)邐ｊ邐區(qū)域能源系統(tǒng)研[偅㈠鄭義稀蔚諶祿詡夥甯漢曬芾淼某鞘械緦?duì)系蛷劓划研究辶x希掊危被詡夥宓緦?duì)袟栿的青岛市模糊随机模拟訃IＰ脫繡沖義蠈叔澹不詵質(zhì)鋇緙鄣臈Q島市魯棒彈性隨機(jī)規(guī)劃模型研宄逡逑ｇ邋；邐邐邋邐邋——一￣＾邋ｉ逡逑Ｓ邐第四章基于電動(dòng)汽車引入的城市能源系統(tǒng)規(guī)劃研究逡逑ｊｇ邋１基于電動(dòng)汽車引入的青島市區(qū)間可能性基礎(chǔ)彈性規(guī)劃模型研[傚義希保插澹橛詰綞狄氳謀本┦械裕穡昴芐運(yùn)婊婊Ｐ脫芯垮五澹懾澹殄義巷嘵鰣五危裕義希掊蔚諼逭祿冢悖錚穡酰歟崮Ｄ獾那虻緦?duì)系蛷劓划研究辶x希渝澹被冢悖錚穡酰歟岬運(yùn)婊婊木┙虻緦?duì)系蛷劓划模忻撔究辶x希斟澹不冢悖錚穡酰歟崴婊：尚哦裙婊木┙蚣降緦?duì)系统协同规划模忻撔[傚義希保卞澹誨澹澹蹋危哄�？逦逦Ｕd義系諏陸崧塾胝雇苠義襄五邋濉唬垮邋邋邋巍義賢跡保猜畚慕峁瑰義希疲椋紓酰潁邋澹保插澹裕瑁澹螅椋簀澹螅簦潁酰悖簦酰潁邋義系諞徽灤髀郟翰霰疚牡難芯勘塵壩胙繡騁庖

本文編號(hào)：2805901