多阶段应急物资多目标连续分配问题建模与求解

大型自然灾害应急物资分配是展开受灾点应急救援的基础,主要研究如何对受自然灾害地点周边的应急物资进行合理调配,尽快从各个储备站将应急物资输送到受灾点,保障事故救援顺利进行。然而,已有研究大多局限于单个阶段的应急物资分配,过于强调应急响应的时效性而忽视了物资消耗的连续性。为此,构建了一种面向多储备站、多种应急物资、多受灾点、多阶段连续分配应急物资的多目标分配模型,并分析推演了满足物资阶段内连续消耗的约束条件,基于非支配排序遗传算法(NSGA)和启发式策略设计了一种应对大型自然灾害的应急物资多目标分配算法。仿真实验验证了所提算法的有效性。实验结果表明,所提算法可以同时兼顾大型自然灾害应急响应的连续性和时效性要求,为大型自然灾害应急救援提供更多且更优的应急物资分配方案。

SEIAR模型在应急医疗物资动态分配优化中的应用

针对突发公共卫生事件中应急物资供应不足、分配不合理、配送效率低等问题给疫情防控带来的影响,用引入迁移率的传染病模型SEIAR(susceptible-exposed-infected-asymptomatic-recoverd,SEIAR)预测需求地不同时间段内受灾人数的动态变化,从而间接预测应急医疗物资的需求量;建立以需求地满足率最大化、运输时间最小化及总成本最小化为目标的多目标应急医疗物资动态分配模型。提出一种融合莱维飞行和非线性自适应惯性权重的改进鲸鱼优化算法,以提高算法寻优精度。以某地区新冠疫情发生状况为案例进行验证与仿真。结果表明,所构建的SEIAR模型具有较好的适应性,与传统的遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)相比,所提出的算法收敛速度更快,收敛精度更高。

液态空气储能耦合综合能源系统热电联储联供优化配置研究

液态空气储能(LAES)在多能耦合的综合能源系统中极具应用前景,合理的储能容量配置更有利于综合能源系统低碳经济运行,但目前研究未充分考虑LAES热电联储联供强相关的特性和优势。因此,本文提出了一种LAES耦合综合能源系统的热电联储联供优化配置方法,针对综合能源系统的基本架构,构建了各组成单元的热电联储/供调度约束模型,并以设备初始投资成本、设备运维成本、购能成本、弃风弃光成本等为目标函数,考虑了系统能量平衡约束、设备容量约束、设备出力约束、外网交互功率约束以及储能约束,建立了相应的优化配置模型,并基于混合整数线性规划方法进行模型求解。以某实际园区为例,设置了5种场景进行优化结果对比分析,结果表明:考虑LAES热电联储联供特性的综合能源系统能实时有效地满足系统用能需求,同时能实现更好的经济效益和环境效益,相较于传统分供系统,系统总经济成本下降37.1%,实现碳减排71.50%,并在消纳可再生能源和减少弃光弃风方面更具潜力。本研究可为LAES耦合系统热电联储联供优化模型的有效性提供理论依据,有助于推动LAES在综合能源系统中的商业化应用。

洪灾情景下食品类物资供需分配及配送路径优化——以上海市奉贤区为例

应急物资的供需分配和物流优化是应急物资管理决策中的重要支撑。本文基于最优供需分配模型,构建了基于供需分析的物资供应点分配方法。该方法考虑了市场储备点需同时对受灾需求点和原有需求点进行保障性物资供给的约束条件,相比传统方法能进一步提高物资供需分析的合理性与准确性。在物资供应点分配的基础上,构建了洪灾情景下的应急物资配送路径优化方法。该方法基于真实道路网络,利用“度”“方形集聚系数”及“道路设计日交通量”评估路段可靠性,并充分考虑洪涝灾害对道路通行时间的影响,以“路径行程时间最短”和“路径可靠性最高”为目标,采用启发式算法进行最优路径的求解。以上海市奉贤区为研究区开展案例研究。通过市场与政府协同供应的多种方案情景的对比分析,发现G方案(政府全供应)配送经历时间久、总花费时间成本多,可能导致应急救援任务超时,S方案(市场全供应)配送效率低,易导致人力、运力资源浪费,而S1500方案(由市场供应1500 m覆盖范围内的避难场所,由政府供应剩余的避难场所)则是同时适合案例中2种洪灾情景下3类物资(饮用水、大米、婴儿奶粉)的协同供应方案。该研究结果可为研究区相关部门的应急救援救助提供决策支持。本文提出的方法能够为其他地区的相关研究提供方法借鉴。

中国先进研究堆UPS优化改进

中国先进研究堆(CARR)应急供电系统是为保障核反应堆的安全目标和运行目标而设置的重要系统,而1E级UPS是应急供电系统的核心设备,为了满足后续中国先进研究堆持续长时间安全稳定运行的要求,对UPS设备提出了升级优化要求。通过对UPS元件升级、增加防人因工具、优化风冷控制系统、优化变压器性能等方面提高应急供电系统的可靠性,使UPS能向安全系统有关设备提供充足的、质量合格的电力,为反应堆后续长期安全稳定运行夯实基础。

考虑农网间歇性负荷的配电网移动储能车预配置方法及调度策略

针对农业电机井等间歇性负荷所导致的用能高峰期配电台区重过载问题,考虑采取移动储能车(MESV)来满足农业用电需求,提出农忙电力赋能、农闲分布式储能的两阶段MESV预配置及动态调度策略。建立计及可时移特性的农业电机井负荷数学模型以及考虑供电时间约束的MESV模型;建立多阶段的MESV配置及调度模型,农忙电力赋能阶段以日供电综合成本最小为目标配置MESV容量,以供电完成时荷电状态一致性最高为目标对MESV供电路径进行优化;农闲分布式储能阶段以年净收益最大为目标对MESV参与多场景电力服务进行协同优化。结合吉林省某台区机井用电数据及39节点系统进行仿真,结果表明所提两阶段策略在满足负荷用电需求的前提下具备一定的经济效益。

电力应急物资供应保障体系建设研究——云南电力应急物资保障实践

在自然灾害突发时期,电力设施设备受损将造成严重事故,需要大量电力物资供应,如何有效控制电力应急物资响应时间,构建物资供应保障体系,成为研究重点。笔者通过梳理电力应急物资供应目前存在的问题,尝试构建电力应急物资供应保障体系,从编制应急手册,健全应急机构,优化寻源机制、历年应急物资供应分析、仓网结构,集中管理,“平战结合”等多方面建立应急物资供应保障体系。最后,例举2022年春云南省雨雪冰冻灾害案例,分析研究电力应急物资供应保障体系建立的必要性及成果价值。

考虑应急电源车的综合能源系统融冰与抢修调度策略

针对含高比例可再生能源的综合能源系统遇到冰灾等灾害时由于除冰抢修导致失负荷量较大的问题,提出考虑应急电源车的综合能源系统融冰与抢修调度策略。首先,根据气象数据分析输电线路覆冰增长过程物理特性,从雨凇、雾凇覆冰角度建立覆冰增长计算表达式。其次,上层优化利用抢修小队在电网冰灾时为电网快速恢复供电,下层优化模型利用综合能源系统与应急电源车进行优化,采用抹香鲸算法对模型进行求解。采用IEEE33节点系统进行仿真,算例结果表明基于该文方法可提高综合能源系统优化调度的效率,并保证电网的安全稳定运行。

基于OWMAD的应急电源最优接入点搜索算法

在应急供电过程中,为满足电源节点对电量信号的实时需求,避免不稳定供电行为的出现,提出了基于OWMAD的应急电源最优接入点搜索算法。根据OWMAD算法应用机制,求解优化约束条件,联合相关电信号参量,推导目标配置函数,完成应急电源节点的优化配置。分别计算并网参数与不可控负荷条件,并确定搜索权重指标的取值范围,实现基于OWMAD的应急电源最优接入点搜索。实验结果表明,在所提算法作用下,相邻电源接入点之间的间隔距离相对较大,电量信号功率水平满足程度达到90%以上,能够有效满足电源节点对电量信号的需求,可以较好地解决不稳定供电问题。

考虑静态电压稳定性的城市电网储能优化配置研究

伴随新能源规模化接入城市电网,电力系统逐步呈现供需时空错配形势,将导致其静态电压稳定性逐步下降,危及用电安全。为此,提出一种供需时空错配形势下计及静态电压稳定性的新型城市电网储能优化配置方法。首先,分析新能源规模化接入下城市电网供需时空错配特征,分别建立供需空间、时间错配评估指标;其次,基于输电线路潮流方程,利用一元二次方程判别式分析潮流解的个数,提出一种城市电网静态电压稳定性评估指标;然后,加权考虑上述供需时空错配及静态电压稳定性评估指标,建立储能设备优化配置模型;最后,通过仿真验证了所提方法的有效性和优越性。

海洋石油固定平台应急电源设计

随着海洋石油开采的不断深入,海洋石油固定平台作为重要的生产设施,对安全性和可靠性的需求日益增加。应急电源作为固定平台的重要组成部分,在应对突发事件和断电情况时提供电力支持方面具有至关重要的作用。因此,针对海洋石油固定平台应急电源的设计问题进行深入研究和分析。通过介绍海洋石油固定平台的特点,分析现有海洋石油固定平台应急电源的设计方案及其优缺点,结合实际需求提出一种基于多目标白鲨优化(Multi-Objective White Shark Optimizer,MOWSO)算法的柴油发电机组与储能系统相结合的方案。经过实验模拟和数据分析,该方案具备较高的可靠性和稳定性,能够满足海洋石油固定平台关键设备的电力需求。

基于NSGA-Ⅱ算法的分布式电源与微电网分组优化配置

提出含风力、光伏等分布式电源和微电网之间的混合集成供电系统及其优化配置方法。与分布式电源直接并网以及微电网集中供电方案相比,该混合供电系统具有明显的技术经济性,并且能够根据运行过程中遇到的故障及检修等情况,转换供电模式,供电模式灵活,可靠性高。在混合供电系统中,为了合理配置分布式电源、负荷以及储能,建立以投资成本、电网电量不足期望以及网损为目标函数的多目标优化模型。采用基于精英策略的非支配性排序遗传算法(nondominated sorting genetic algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)求解出混合集成供电系统中分布式电源、负荷和储能的优化配置方法。通过IEEE 33节点算例和某实际电网建设项目的测试表明所提出的模型和算法合理、可行。

考虑灾民心理的应急设施选址配送问题研究

为提高应急救援效率,结合震后灾民对应急物资的需求的特征,及包含中转设施的应急物资两级调配的特点,提出了一种满意度函数来衡量灾民心理。以灾民感知的满意度最大和系统总成本最小为目标,并结合两级配送网路中应急配送中心的选址问题,建立考虑多物资、多级配送、多模式运输的应急物资配送方案优化模型。利用基于实数编码的遗传算法对模型进行求解,并以汶川地震中的有关数据为例,验证了模型和算法的有效性和可行性。

城市电网用户停电损失估算及评价方法研究

合理地估算和评价城市电网中各类用户的停电损失,为电力企业在提高城市电网的可靠性水平及应急电源优化配置的投资和决策方面提供依据。在对受停电影响造成的各类用户的经济损失进行分类调查的基础上,以峰荷时刻的停电损失为基准,建立了表示综合用户停电损失和停电持续时间关系的综合用户停电损失函数,用以估算每类用户的综合停电损失。基本计算过程为,根据各类用户的综合用户停电损失函数和停电次数的统计结果,采用停电损失评价率和每次事故停电损失2个指标来评价每类用户的停电损失。采用青岛地区53个重要用户的数据为实际算例,估算并评价了各类用户的停电损失。所得结果表明,所提出的估算和评价用户停电损失的方法,有助于电力企业确定不同可靠性水平下的应急电源优化配置成本。

应急储备库选址与资源配置随机规划模型研究

研究在突发事件多发区域进行应急储备库的选址与资源配置规划问题。假定了若干随机的突发事件情景,每种情景下物资需求量与运输时间不确定,结合情景分析法,建立了一定应急限制期条件下的两阶段随机规划模型,并设计了混合遗传算法对模型进行求解。研究结果不仅找到了最优的选址与资源配置方案,而且发现牺牲需求满足率与应急限制期带来的成本降低是不经济的。

考虑时间分级的移动应急电源优化配置模型

合理配置移动应急电源对提高城市电网应急能力具有重要意义。综合考虑停电时间、用户自备电源供电时间、供应点与用户间交通时间、用户损失费用、应急电源投资和维护费用以及供应点交通便利度等因素,建立了含3个优化目标考虑时间分级的应急电源配置数学模型。提出了求解该模型的引入回溯表和长期表的多目标禁忌搜索算法;模型统一考虑了供应点选址及用户选择,并能够提供多种候选方案。实际算例证明模型和求解算法是合理和有效的,也有助于提高城市电网应急能力。

重大突发灾害事件下应急资源供给与配置问题研究综述

自然灾害频发,给国家带来人员伤亡与财产损失的同时,也暴露出应急资源配置效率低下、配置不合理等问题,开展应急资源配置相关研究工作具有重大意义。通过查阅相关文献,综述了重大突发事件下应急物资需求预测与需求点分级的国内外研究现状,全面分析了应急物资配置问题数学模型,综述了智能优化算法在应急物资配置中的应用及算法的改进情况。针对目前自然灾害频发情况下应急物资配置问题信息难以确定、变量众多、类型复杂化,对应急物资分配问题的发展趋势进行展望。

基于可变集的地震灾害应急物资分配模型

为了减少地震灾害带来的巨大人员伤亡和财产损失,及时挽救生命、减轻灾害影响,应用可变集理论建立地震灾害应急物资分配模型。对影响地震应急物资分配的关键因素进行识别与分析,建立指标相对隶属度矩阵,利用模糊标度法确定指标权向量,应用可变集理论对灾区急需物资的紧迫程度进行优先级排序,进而确定物资分配方案,确定应急物资分配数量,从而弥补了以往模型决策效率低、决策过程复杂、决策结果客观性及准确性差等缺点,减少了因主观或片面的信息统计而产生的不必要的资源浪费。通过对汶川地震实例的分析,验证了该模型的实用性。

应急通信系统中协作中继选择与功率分配优化

为提高应急通信系统的信道容量和能量效率,提出一种协作中继选择与功率分配的联合优化算法。在动态的通信环境中,通过最佳期望选取参与数据传输的协作中继集,提高通信系统的信道容量。为使每个用户及整个网络的能量消耗降到最低,采用凸优化方法,合理分配源节点和多个中继节点之间合理的发射功率。理论分析与仿真实验证明,该算法能以较低的复杂度明显提高系统的信道容量和能量效率。

基于免疫粒子群算法的风/光/柴/储容量优化配置

针对中国风、光资源丰富的偏远地区,采用风光的互补优势,结合蓄电池及柴油机对负荷进行供电,建立了以总净现值成本最低、负荷缺电率和能量浪费率最小为目标函数,并以场地大小、蓄电池容量、柴油机功率及其污染物的排放量为约束条件,对其进行容量配置。采用了改进的多目标免疫粒子群算法进行优化,提高了算法的收敛速度,避免陷入局部最优解。仿真结果表明,在对负荷进行容量配置的过程中,采用多目标的改进免疫粒子群算法可以有效进行寻优,提高了系统的稳定性和经济性。