復(fù)雜條件下耦合可再生能源消納的復(fù)合系統(tǒng)優(yōu)化與管理研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，人口迅速增長，能源消費量與需求量與日俱增，能源供需矛盾日益突出;同時，化石能源的大量消耗也帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，制約了我國社會、經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。當前，具有清潔、友好、低碳、節(jié)能等優(yōu)點的可再生能源成為了世界關(guān)注的焦點。但是我國可再生能源發(fā)展仍存在著規(guī)劃不合理、開發(fā)利用不足以及消費比重低等問題。同時，能源系統(tǒng)中存在著大量的復(fù)雜性因素，如能源需求的動態(tài)變化、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和未來能源政策的不確定性等，給能源系統(tǒng)管

2、理帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，開展耦合可再生能源消納的能源系統(tǒng)優(yōu)化與管理研究，對于區(qū)域轉(zhuǎn)變能源發(fā)展模式，提高可再生能源發(fā)電比重，優(yōu)化能源資源配置以及改善環(huán)境質(zhì)量將具有重要的意義。
　　本文在充分辨識區(qū)域能源系統(tǒng)特征及其不確定性、復(fù)雜性的基礎(chǔ)上，旨在推進可再生能源發(fā)展和優(yōu)化能源系統(tǒng)管理，通過耦合兩階段隨機規(guī)劃、隨機魯棒規(guī)劃、模糊規(guī)劃和區(qū)間規(guī)劃等不確定性優(yōu)化方法，構(gòu)建多個耦合可再生能源消納的不確定性區(qū)域能源綜合調(diào)控模型，反映系統(tǒng)經(jīng)濟、環(huán)境

3、目標和風險之間的權(quán)衡關(guān)系，并以山東省和唐山市為例，為區(qū)域能源環(huán)境系統(tǒng)規(guī)劃與管理提供技術(shù)和決策支持。具體研究內(nèi)容包括:(1)針對可再生能源輸出功率的不確定性問題，綜合區(qū)間規(guī)劃、兩階段隨機規(guī)劃和模糊可信度規(guī)劃方法，考慮可再生能源發(fā)電出力預(yù)測誤差給系統(tǒng)帶來的風險，構(gòu)建基于區(qū)間兩階段隨機模糊可信度規(guī)劃模型，并應(yīng)用于區(qū)域微網(wǎng)系統(tǒng)管理，該模型可以將模糊可信度約束進行清晰等價類轉(zhuǎn)化;(2)針對可再生能源發(fā)電比重低的問題，基于兩階段隨機規(guī)劃、隨機魯棒規(guī)

4、劃和區(qū)間規(guī)劃方法，建立區(qū)間兩階段隨機魯棒-山東省電力規(guī)劃模型，通過設(shè)置不同可再生能源發(fā)展目標，產(chǎn)出一系列電力生產(chǎn)、外購電力、電力設(shè)施擴容等決策方案;(3)針對激勵政策對新能源發(fā)展的影響問題，將電價補貼政策引入到電力系統(tǒng)模型中，構(gòu)建基于區(qū)間兩階段隨機魯棒混合整數(shù)規(guī)劃的唐山市電力系統(tǒng)優(yōu)化模型，分析不同上網(wǎng)電價補貼情景下的電力系統(tǒng)優(yōu)化方案，有助于決策者在考慮利益平衡的情形下制定科學(xué)合理的發(fā)展政策;(4)針對能源環(huán)境系統(tǒng)日益突出的問題，在全面分

5、析唐山市能源系統(tǒng)特征的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌兼顧可再生能源發(fā)展，建立基于區(qū)間模糊混合整數(shù)規(guī)劃的唐山市能源系統(tǒng)優(yōu)化與管理模型，獲得能源資源配置、轉(zhuǎn)換技術(shù)擴容、大氣污染減排等方案。該模型能夠幫助決策者權(quán)衡系統(tǒng)成本、能源供應(yīng)安全和環(huán)境要求之間的互動關(guān)系，可用于指導(dǎo)含有可再生能源的區(qū)域能源系統(tǒng)優(yōu)化管理。
　　總體來看，本文提出的不確定性優(yōu)化方法能夠有效地表征復(fù)合能源系統(tǒng)中存在的復(fù)雜性和不確定性，從不同角度構(gòu)建的耦合可再生能源消納的能源系統(tǒng)規(guī)劃模型，