基于供需調(diào)整的區(qū)域能源系統(tǒng)優(yōu)化管理研究.pdf

1、區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要持續(xù)不斷的能源供應(yīng)作為支撐和保障。在能源供需失衡、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)畸形、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重、新能源產(chǎn)能過剩等眾多因素的影響下，如何緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾，優(yōu)化區(qū)域能源供應(yīng)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，最終實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是區(qū)域決策者面臨的一道難題。能源系統(tǒng)規(guī)劃是能源管理工作的重中之重，事關(guān)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)布局，也是社會經(jīng)濟(jì)能否實(shí)現(xiàn)低碳、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。因此，如何科學(xué)地進(jìn)行能源系統(tǒng)規(guī)劃以獲得行之有效的規(guī)劃管理方案給決策者的管理工

2、作帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。此外，我國政府已經(jīng)承諾，2020年單位GDP的碳排放強(qiáng)度要比2005年下降40％至45％。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)并加速推動(dòng)我國的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國家發(fā)展和改革委員會啟動(dòng)了國家低碳省區(qū)和低碳城市試點(diǎn)工作。而準(zhǔn)確地預(yù)測區(qū)域碳排放峰值及其達(dá)峰時(shí)間有助于把握區(qū)域溫室氣體排放現(xiàn)狀和趨勢，是探索低碳發(fā)展之路的重要基礎(chǔ)，也是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的主要推動(dòng)力。
　　然而，由于區(qū)域能源系統(tǒng)是一個(gè)涉及面極廣的復(fù)雜巨系統(tǒng)，其碳排放量預(yù)測受人口總量、經(jīng)

3、濟(jì)發(fā)展速度、技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化等多種驅(qū)動(dòng)因子的影響，而其規(guī)劃和管理受能源的進(jìn)出口、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、運(yùn)輸、儲存、消費(fèi)等復(fù)雜過程以及能源資源可利用量、能源價(jià)格、加工轉(zhuǎn)換效率、政府政策引導(dǎo)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)等多種因素的影響，加上眾多局部子系統(tǒng)之間以及能源系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間的交互作用，充斥著多重復(fù)雜性和不確定性。但是，受限于我國不成熟的統(tǒng)計(jì)制度和不健全的統(tǒng)計(jì)體系，能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)常常存在不同程度的缺失，加上我國能源系統(tǒng)的實(shí)際情況，導(dǎo)致傳統(tǒng)

4、的預(yù)測模型、規(guī)劃模型和單一的優(yōu)化方法在解決實(shí)際問題上存在一定的缺陷和不足之處。因此，迫切需要對現(xiàn)有預(yù)測模型進(jìn)行擴(kuò)展，對多種優(yōu)化方法進(jìn)行耦合，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域能源系統(tǒng)的科學(xué)管理。
　　本研究基于區(qū)域能源供需新形勢和多尺度能源系統(tǒng)的復(fù)雜性及不確定性辨識，通過對現(xiàn)有預(yù)測模型進(jìn)行擴(kuò)展以及多種優(yōu)化方法進(jìn)行耦合，分別構(gòu)建了區(qū)域碳排放峰值預(yù)測模型和多尺度能源系統(tǒng)優(yōu)化模型，為區(qū)域低碳發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整提供了理論參考和技術(shù)支持。具體內(nèi)容包括:(1)

5、基于區(qū)間多階段隨機(jī)機(jī)會約束規(guī)劃方法構(gòu)建生物質(zhì)-生活垃圾聯(lián)合供電模型以幫助決策者識別不確定條件下的最優(yōu)供電策略，為生物質(zhì)-生活垃圾發(fā)電廠的管理提供有效的決策支持;(2)基于區(qū)間固定組合模糊-隨機(jī)規(guī)劃方法構(gòu)建風(fēng)電供熱系統(tǒng)供熱管理規(guī)劃模型以幫助決策者識別不確定條件下的最優(yōu)供熱策略，并進(jìn)一步探究風(fēng)電供熱項(xiàng)目在提高風(fēng)電消納和降低“棄風(fēng)率”方面的可行性;(3)基于STIRPAT的擴(kuò)展模型構(gòu)建青島市碳排放峰值預(yù)測模型以獲得多種碳排放情景下青島市的碳排