电-热-氢综合能源系统鲁棒区间优化调度

储能技术与风电相结合实现电能的时空平移是解决系统运行稳定性问题的有效手段。氢储能具有储存容量大、可实现电热联产联供的优点,具有很大的发展潜能。然而由于风电存在不确定性,氢储能系统在频繁切换工作模式时面临着不确定的热能需求。因此,文中综合考虑氢储能在间歇模式下的热能需求,首先,介绍了氢储能系统接入的电-热综合能源系统基本结构,将风电场与氢储能相结合构成风-氢混合系统;然后,提出考虑风-氢混合系统热平衡需求不确定性的电-热综合能源系统鲁棒区间优化调度模型;最后,基于对偶理论,对所提出的模型转化求解,通过算例对比分析各类情况优化结果,验证了氢储能在促进风电消纳、提高系统能源综合利用率方面的有效性,并证明了考虑电解槽和燃料电池工作温度能提高系统的工作效率并提高风电场并网功率。

考虑热网传输延迟的电-热综合能源系统鲁棒区间优化调度

为应对弃风现象及风电出力的不确定性问题,考虑热网传输延迟特性对应的储能特性,提出一种电热综合能源系统(integrated electricity and district heating system,IEDHS)的鲁棒区间优化调度模型。首先,对热网的物理结构及传输延迟、温度损耗特性进行建模,并参与IEDHS优化调度;其次,以区间形式考虑风电的不确定性,使系统在所有风电出力允许区间内,均满足运行约束条件;再次,建立了一种考虑热网传输延迟的IEDHS鲁棒区间优化调度模型,采用对偶理论将原模型进一步转化为单层模型,并调用CPLEX求解器进行求解;最后,通过对PJM-5节点测试系统与6节点热力系统、IEEE-39节点测试系统与12节点热力系统组成的IEDHS进行算例分析,验证了所提模型的有效性。算例结果表明,热网的传输延迟可提高风电利用率,降低系统运行成本,鲁棒区间优化调度结果较常规调度更具可靠性。

考虑风荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度

该文以发电企业运行效益最优为目标,使用鲁棒区间优化方法对风电出力进行建模,用基于价格的需求响应对负荷不确定进行建模,建立考虑风电和负荷不确定性的大用户直购电鲁棒区间优化调度模型。最后,通过Matlab和CPLEX求解目标函数,验证所提模型的有效性和可行性。

鲁棒区间算法在能源规划中的应用

采用鲁棒区间算法解决目标函数和约束条件中的不确定性问题,开发一个鲁棒区间能源系统规划模型,通过求解得到模型全局最优解,以获得最小的能源成本及最优的能源分配方案.案例研究结果显示,通过此优化模型进行的综合环境约束的规划,能使城市能源消费整体结构得到优化,能源利用效率明显提高,可实现城市的能源经济环境的协调发展.

基于两阶段鲁棒区间优化的风储联合运行调度模型

为了全面和准确地考虑风电出力的不确定性和消纳能力,并兼顾系统运行的经济性和可靠性,通过在风电不确定区间可优化的鲁棒区间经济调度模型中引入常规机组和储能系统运行状态的离散决策变量,建立风储联合运行的双层鲁棒区间机组组合模型。针对连续变量和离散变量间存在耦合关系,导致计算过程中对偶转换失效而使模型难以求解的问题,提出基于Benders分解算法的两阶段迭代求解策略。仿真分析表明,所提模型在确定风储联合运行方式时,能更全面地考虑风电不确定性及消纳能力对系统运行经济性和可靠性的影响。

同步优化容许区间与期望发电成本的风电鲁棒估计法

现有的风电鲁棒区间调度模型往往以最小化基态发电成本和最大化风电利用作为目标,难以考虑在实际调度过程中对发电成本的优化。针对上述问题,文中提出了一种同步优化风电容许区间和机组期望发电成本的方法,基于Nataf逆变换的三点估计法,在保证风电容许区间最大化的同时,将应对风电波动的发电成本期望值作为经济目标,以反映实际发电成本的最小化。为提高风电消纳能力,将机组的风电承担系数作为变量,并对因此引入的非线性项进行松弛处理。而对于期望发电成本作为目标所引入的非凸性,则采用一种凸-凹过程进行迭代处理,以确保方法的准确性。最后,通过校正模型在修改的IEEE 118节点系统上进行蒙特卡洛模拟,验证了所提方法的有效性。

结构-声场耦合系统区间鲁棒优化设计

以工程中普遍存在的结构-声场耦合系统为研究对象,充分考虑系统本身及外载荷的不确定性,基于区间理论建立了含有非概率不确定参数的区间有限元分析方法及区间鲁棒优化模型。首先,利用区间对不确定性参数进行定量化描述,借助泰勒展式提出了求解耦合系统响应范围的区间有限元分析方法。然后,引入鲁棒优化设计的思想,基于区间序关系和区间可能度,分别建立了含区间参数目标函数和约束条件的转换模型,原区间不确定性优化问题就转化为确定性的多目标优化问题。最后通过数值算例,进一步说明了该鲁棒优化设计模型及算法的有效性。

航线网络区间型相对鲁棒优化设计研究

通过引入区间型设计参数情形集,就可以强化航线整体的鲁棒性,但是如果网络过载或有意攻击情况下,或者航线网络设计参数发生变化,引起最优航线网络也出现变化,航线网络鲁棒性就会受到影响,为了解决这一问题,必须建立航线网络区间型相对鲁棒优化模型,对最短的路线算法进行了修正,在此基础上,相关技术人员还融入了模拟遗传算法,并最终研究出模拟混合求解算法,保证了航线网络的鲁棒性。下面就对这些方面进行分析,希望给有关人士一些借鉴。

基于双层博弈的配电网与多综合能源微网协调优化

为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值,促进可再生能源消纳,针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究,提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建,考虑在热电联产机组中加入碳捕集系统以及电转气装置,用来获取低碳效益。同时,针对IEM中可再生能源与负荷不确定性问题,采用鲁棒区间规划进行处理。首先,构建配电网运营商(distribution system operator,DSO)与IEM联盟系统模型框架,分析其不同主体间的博弈关系。其次,对于双层博弈,分为主从博弈与合作博弈。DSO作为博弈领导者,以自身效益最大为目标制定电价引导IEM联盟响应。IEM联盟作为博弈跟随者,以自身运行成本最小为目标,通过成员间互相合作能源共享响应DSO的决策。同时采用纳什谈判理论解决IEM联盟的合作运行问题,使用二分法与交替方向乘子法结合求解模型。最后,在算例中验证所提模型与方法的可行性和有效性。

不确定需求下基于匹配度的应急物资分配区间鲁棒优化

考虑需求不确定性的应急物资分配是重大突发事件救援领域关注的热点问题。针对需求不确定下的应急物资分配问题,综合考虑需求量和需求时间的匹配度,构建以综合匹配度均值最大为目标的区间鲁棒优化模型,设计基于随机采样的改进自适应遗传算法,以某突发事件中的应急物资需求为对象开展算例研究,计算相应的物资分配方案及需求匹配度,分析模型和算法的性能,探究模型中部分参数的影响。结果表明:改进的自适应遗传算法在大规模物资分配问题求解方面的优势更加突出;鲁棒优化在提高应急物资分配中需求匹配度方面具有一定的优化效果,但鲁棒性降低并不一定意味着平均匹配度的明显增长;需求量匹配度权重对匹配度具有更加显著的影响,但需求量不确定程度的增加并不一定导致匹配度的下降。权衡保守值与匹配度之间的关系,设置合理的需求量匹配度权重,调节与控制需求量的不确定程度等,能够有效改善不确定条件下应急物资的分配效率与需求匹配度。

低碳政策下基于区间的模糊多式联运路径鲁棒优化研究

针对不同碳排放政策下模糊需求的路径优化问题,在综合考虑运输成本、转运成本、时间成本及碳排放成本的基础上,建立基于区间的鲁棒优化模型,并在强制碳排放、碳税、碳交易以及碳补偿政策下对模型进行低碳转换,采用基于蒙特卡洛采样的灾变自适应遗传算法求解。以具有15个节点的多式联运网络进行算例研究,比较不同低碳政策下多式联运总成本和碳排放量,并分析不确定参数的影响。结果表明:对于需求鲁棒性的最大保守值的合理设置有助于引导企业运输决策;碳补偿、碳税、碳交易和强制碳排放政策的减排力度逐步减弱;选择不同的碳排放政策并调节最大保守值可以达到控制碳排放且降低总成本的目的。

纳入再生水利用的区域水资源优化配置研究

将再生水纳入供水体系是缓解水资源短缺问题的战略性举措,针对纳入再生水的多水源优化配置中存在的不确定性和稳定性问题,耦合蒙特卡罗模拟和区间两阶段鲁棒随机优化,构建多重不确定性条件下的多水源优化配置模型,有效处理供水和需水过程中以区间和概率分布形式表征的不确定性,同时权衡水资源配置中的可变随机值和追索成本,控制系统风险,得到不同情景下的水资源配置方案,将改进的模型应用到山西大水网的临汾盆地—晋城沁丹河流域供水区,综合分析不同情景下的区域用水效益和缺水损失,得到不同再生水利用率下的多水源联合配置方案,为决策者在不确定条件下考虑再生水利用的水资源优化配置方案提供了参考依据。

固废管理问题的区间模糊鲁棒优化模型

通过有效配置三个社区运往两个处理设备的固体废物量实例,模拟固体废弃物管理系统的实际状态和运行情况,建立一个可以充分反映系统复杂性、动态性及不确定性的区间模糊鲁棒优化模型。对目标函数引入权重系数把区间参数化为确定性参数,对约束条件先用水平截集把模糊参数化为区间参数,再用改进的区间可能度方法把含区间参数的约束转化成确定性等价类。最后用LINGO软件求解该模型,并分析了数值结果的合理性。

考虑系统频率响应特征的配电网综合优化规划

以风电为代表的新能源大规模并入电力系统,其输入给电网能力的不可预测性给电力系统的有功功率平衡以及频率控制带来了严重影响。基于此,提出一种考虑系统频率响应的鲁棒区间风电并网优化调度模型。该模型以发电成本以及风电场弃负荷惩罚成本建立目标函数,通过计算鲁棒区间并制定最佳的发电方案,能够有效降低系统的成本以及系统频率控制。同时该模型考虑了风电并网的特殊恶劣场景下的频率约束,系统的频率变化均满足要求。采用改进IEEE 33节点算例进行验证。结果表明,所提的模型能够保证系统在大规模风电并网过程中系统频率波动的安全性与可控性。

基于ITSRP模型的吕梁市水资源优化配置研究

针对区域缺水风险以及水资源配置中的不确定性与复杂性,在传统两阶段随机规划与区间线性规划的基础上,加入鲁棒性优化方法形成区间两阶段随机鲁棒规划(ITSRP)模型,不仅可以用离散的区间数表示水资源配置中的多重不确定性,而且可以实现模型的最优化目标与系统稳定性,提高模型的可靠性。将该模型应用于吕梁市的水资源优化配置中,当模型的鲁棒性因子达到一定值时,不同概率水平下的目标函数值均达到最优,最终得到吕梁市2025年水资源优化配置结果,表明模型具有较好的适用性。

The Robust Stability for Interval-Polynomial

In this paper, a new stability criterion for positive-coefficient polynomial is given. Then the problem about the robust stability for an interval-polynomial is investigated and some new stability criterions for interval-polynomials are obtained. The coefficient perturbation bound for stable interval polynomial can be completely determined by the coefficients of polynomial (1.1). So the conclusions of this paper are simple and useful. Several examples in the end of this paper show that the criterions given in this paper are effective.

IMPROVED STABILITY CRITERIA FOR UNCERTAIN LINEAR SYSTEMS WITH INTERVAL TIME-VARYING DELAY

This paper deals with the robust stability analysis of dynamic systems with interval time- varying delay and uncertainties. The innovation of the method includes employment of a tighter integral inequality and construction of an appropriate type of Lyapunov functional. The stability criteria derived from this method have less conservatism than some existing ones. Numerical examples are given to illustrate the effectiveness of the orooosed method.