考虑空载损失的非集中式共同配送订单分派及路径优化研究

物流活动的空载率居高不下源于路径规划不合理及企业间缺少合作,共同配送是降低空载损失的有效模式,但非集中式共同配送下物流企业可能基于被分派的订单选择自身成本最小的配送路径,从而导致共同配送联盟的空载损失变大。本文研究考虑空载损失的非集中式共同配送订单分派及路径优化,首先提出空载损失定义,权衡整个配送过程的成本最小和空载损失最小两个目标,基于非集中式共同配送的特征设计订单分派策略,进而建立订单分派及路径优化模型。设计了基于ε约束法的精确算法、改进的MOPSO(multiple objective particle swarm optimization)算法、多项式时间快速算法进行求解,并结合算例验证算法的有效性。数值分析结果表明,即使物流企业均追求自身成本最小化,提出的订单分派策略也可得到与全局优化相近的结果。

东江流域控制性水工程联合调度策略与机制探讨

近年,东江流域旱涝事件并存,防洪与供水安全形势严峻,三大水库和干流梯级电站是东江流域水旱灾害防御中的重要水利工程。收集流域水工程多年运行经验、案例、数据,综述东江流域控制性水工程联合调度在管理体制、防洪调度、水量调度等方面的研究、实践现状,通过数学模型、统计等方法,对现状调度体制与机制中存在的问题进行分析。从管理、技术、研究等角度提出建议与对策。

考虑灵活碳捕集电厂与抽水蓄能联合的广义经济调度策略

“双碳”背景下,灵活碳捕集电厂成为风光大规模并网后保供电和低碳化的重要过渡电源之一;然而,因其储液容量制约和风光反调峰特性造成系统在应对持续增大的负荷峰谷差时存在局限,容易造成风光流失且碳经济性不高。为此,该文引入具有双向快速功率调节能力的大容量储能-抽水蓄能,提出一种基于灵活碳捕集电厂与抽水蓄能联合的广义经济调度策略;广义经济调度综合电厂运行成本、电网净负荷经济效益、碳经济效益等多种元素。首先充分利用能耗时移特性和抽水蓄能的双倍调节能力,结合净负荷典型峰谷特征制定二者联合运行在电碳解耦下“峰互补、谷协同”机制,实现深度调峰下兼顾碳捕集和新能源消纳;进而构建电-碳市场下考虑灵活性约束等因素的广义经济成本最小为目标的调度模型,用模糊参数表征净负荷的不确定性,采用改进灰狼算法求解。仿真结果表明所提两者联合的广义经济调度策略相较于仅考虑灵活碳捕集电厂,综合成本降低25.33%,碳排放量减少18.71%,弃风弃光成本下降98.70%,验证了所提联合调度策略的优越性。

风光火储联合供应火电厂厂用电系统优化调度

随着风电和光伏发电量逐年增长,其消纳问题日益凸显。同时,大容量火电机组厂用电负荷也相对较高,造成额外的运行成本。对此,基于多能互补思想,建立了一种风光火储联合供应火电厂厂用电优化调度模型。首先,提出了风光火储联合供应火电厂厂用电的组成结构,将风电、光伏发电优先供应厂用电负荷;其次构建了风光火储联合供应火电厂厂用电优化调度模型,考虑了火电机组不同负荷率下的运行成本和风光储成本,采用层次分析法建立了基于总成本、弃风弃光成本和环境成本的多目标函数,设置相应约束条件;最后,设置不同的场景对比分析联合供应厂用电系统的优化结果,试验结果表明:所提出的联合供应厂用电系统模型可以减少机组运行成本和环境成本,并促进风光消纳。

计及动态频率响应约束的高比例风电电力系统日前-日内联合调度策略

高比例风电电力系统具有转动惯量低、调频能力弱等特征,容易引发频率安全问题。现有计及频率安全约束的调度策略研究中,调频手段主要为惯性响应与一次调频,鲜见在单机故障等大功率扰动下考虑系统旋转备用与紧急功率支撑的动态响应作用。对此,在日前-日内联合调度模型中引入预想小功率扰动及大功率扰动下的系统动态频率响应约束。首先,分别构建两种预想功率扰动下的系统动态频率响应模型,采用阶梯备用等方法进行模型降阶,并进一步推导两种模型下的频率指标解析式。其次,提出计及动态频率响应约束的日前-日内联合调度架构,并分别构建日前及日内调度模型。进而,针对调度模型中最大频差约束导致的非线性问题,采用两阶段迭代方法求解。最后,开展算例分析,结果表明,所提联合调度策略能够兼顾系统运行经济性要求与频率安全性要求。

基于随机-Nash-Harsanyi讨价还价博弈的光伏-氢储能多主体分散协同调度

将光伏(PV)主体与氢储能(HES)主体结合,形成PV-HES联合系统,是促进可再生能源就地消纳,实现能源低碳转型的有效措施。针对光伏出力随机干扰及主体互异等问题,提出PV-HES的分散协同调度模型。首先,基于Nash-Harsanyi讨价还价理论建立PV-HES的多主体合作运行模型,并将其等效转换为电能交易量确定子问题和电能交易成本确定子问题;然后,为了保护各主体隐私,运用改进的交替方向乘子法对上述两个子问题进行分布式求解;最后,在一个典型的PV-HES联合系统中进行算例仿真,以验证所提分散协同调度模型以及分布式求解算法的有效性。仿真结果表明,氢储能主体的运营成本分别降低了11.67%和10.48%,光伏运营商的收益提高了15.72%。此外,通过对交替方向乘子法的改进也提高了系统的求解效率。

叶尔羌河山区水库与平原水库联合调度研究

为统筹协调好叶尔羌河下坂地水库、阿尔塔什水库生态、灌溉和发电的水量调度关系,充分发挥两座山区水库的综合利用功能,建立了以灌溉保证率最大和生态供水量最大两种情况下的单目标优化调度模型,并采用遗传算法求解模型。结果表明:两种调度目标情况下,下坂地水库先蓄后供,阿尔塔什水库后蓄先供的供蓄方案均最优,均能满足流域各部门需求;考虑到国家对流域重点胡杨林实施应急输水要求及流域水库群统一调度现状,最终推荐上库(下坂地)先蓄先供、下库(阿尔塔什)后蓄后供的水量调度方案,即流域汛期生态下泄水量10.07亿m^(3),灌溉保证率75.9%,年均发电量25.02亿Kw·h,水库年均损失水量2.60亿m^(3)。研究成果对于指导叶尔羌河流域水资源调度管理具有重要作用。

基于峰谷时段模糊识别模型的梯级水电站负荷联合调度方法

梯级水电站开展负荷有效调度对于提高水电站的供电能力具有重要作用。为了最大程度发挥出梯级水电站的优势,实现对其优化调度并保证稳定运行,研究以提高联合调度效益和峰谷调节能力为目标,通过协调不同水电站之间的发电量、出力调整以及蓄水量等多种参数,再结合各个水电站之间的相互影响和依赖关系等因素,以整体性能优化为目标,协调梯级水电站的运行计划和调度策略,使梯级水电站达到更高效、经济且稳定可靠的电力供应。还在引入模糊半梯形隶属度函数的基础上,利用模糊识别模型划分出峰谷时段,分别以发电效益最高、电网余荷均方差最小为目标函数,利用差分进化算法求解约束条件下满足目标函数的最优解,最终得到了梯级水电站的负荷联合调度方案。实验结果表明:在应用该方法后,可以使电网余荷均方差更小,发电总效益也得到显著提高,说明该方法的联合调度效果更优。

浦东新区水闸联合调度模型系统研究

浦东新区位于上海市东部,是城市化感潮河网地区。新区现有20余座区管水闸,水闸调度规则对河网水情有着直接影响。为确保防汛安全、改善水环境、加强活水畅流调度,需建立水闸联合调度模型系统。系统基于精度良好的数值模型并植入活水畅流、防汛四色预警及强对流短历时暴雨水闸调度预案,实现不同预警条件下的预案筛选和自动预报服务,预演调度效果,能为提高防汛防台应急管理能力和改善水环境质量提供“四预”(预报、预警、预演、预案)功能。

基于改进惯性权重PSO算法的水库防洪联合调度研究

针对望谟县洪灾频发的现状,基于改进惯性权重的PSO算法,以动用新屯、纳坝水库的防洪库容最小为目标,建立了水库防洪联合调度模型。在保证水库工程安全和控制断面低于保证流量的前提下,通过防洪联合调度,两库(纳坝、新屯)库堤结合方案使望谟县城市防洪标准由现状20年一遇提高到50年一遇,50年一遇洪水削峰率约为33.7%。其中,纳坝水库50年一遇洪水的安全下泄量为23.5 m^(3)/s,新屯水库50年一遇洪水的安全下泄量为16.5 m^(3)/s。实例应用可为水库群防洪联合调度研究提供参考。

基于一二维耦合模型和水库调度的长江宜宾河段洪水遭遇与淹没分析

【目的】宜宾市地处金沙江与岷江汇合处,且有横江、南广河及其他重要支流汇入,因此洪水遭遇组合复杂,且受金沙江下游向家坝-溪洛渡等梯级水库调度影响明显,其水文水动力计算对下游各城镇河段防洪规划及减灾政策制定具有重要意义。【方法】通过构建一二维水动力学耦合数学模型,采用实测洪水验证的分析方法对长江宜宾河段(含重要支流汇入段)的洪水组合进行分析,选取了1961年、1966年两个典型年并对比有无金沙江下游梯级水库调洪的影响,计算各河段和沿岸城镇100 a、50 a及20 a一遇的洪水淹没。【结果】结果表明:(1)当发生超标洪水时,城区主要洪水漫溢淹没分布在宜宾的安边镇、柏溪街道,翠屏区西郊街道以及岷江菜坝镇飞机坝段。(2)不管是1961典型年(岷江为主要来水)还是1966典型年(金沙江为主要来水),岷江流域均受灾较重;其中西郊街道和大观楼街道的洪水主要受金沙江来水和岷江洪水顶托作用明显;岷江漫溢洪水为宜宾城区外洪的主要来源,岷江是宜宾市的防洪重点。【结论】结合防洪工程分布及现有堤防建设情况,菜坝镇飞机坝片区现有的20 a一遇洪水的堤防无法满足实际防洪标准需求;西郊街道滨江公园和备战码头,由于未形成防洪封闭圈,城区局部地区仍处于不设防状态;柏溪镇堤防防洪标准20 a一遇偏低,黑河(柏树溪)受到金沙江回水影响会造成柏溪镇严重洪灾。金沙江在向家坝水库的调蓄作用下,即使发生100 a或超过50 a一遇超标洪水,中心城区均不超过40 a一遇,宜宾城区受金沙江洪水影响相对较小,受岷江回水影响较大。

分布式地表水-地下水耦合数值模型研究进展

系统梳理地表、地下各水文过程中常见的控制方程以及数值求解方法,指出单一地下水模型和单一地表水模型在解决耦合问题中的短板。回顾近年来的相关研究,归纳出11种常见的耦合模型。从模型原理和适用方向2个方面对已有研究概括总结,将耦合方法划分为松散耦合型、半松散耦合型和紧密耦合型,分析耦合模型在变化环境下的地下水-地表水转化关系、河道生态流量以及地表水-地下水联合调度方面的应用。未来可以重点关注耦合模型在复杂地貌、多样化参数、模型识别验证方法、运算效率以及多学科交叉等方面的研究。

基于多头注意力的电网调度领域命名实体识别

针对电网调度领域实体识别准确率较低的问题,提出一种融合多头注意力机制和双向长短时记忆网络的电网调度领域中文命名实体识别方法。利用词向量表示电网调度语音识别后语句,并将生成的词向量序列输入双向长短时记忆网络(BiLSTM)挖掘其上下文语义特征,引入多头注意力机制重点关注文本中的实体词,挖掘其隐藏特征,同时通过条件随机场(CRF)计算序列标签的联合概率标注出实体识别结果。根据电网调度语音识别后文本特点自建标注数据集,并将电网调度语音识别文本中的命名实体细粒度划分为参数、设备、操作、系统、组织5个类别进行实验。其结果表明,该方法对电网调度领域实体识别具有更高的准确率和召回率,且F1值可达到93.63%,切实解决了电网调度领域实体识别任务中标注数据稀少和精度较低的问题,有助于电网调度领域知识图谱的构建。

考虑不确定性物理边界的灵活爬坡备用分布鲁棒经济调度

面对新能源不确定性的影响,需要充分挖掘电力系统的灵活调节能力。为此,提出了一种基于数据驱动分布鲁棒机会约束的灵活爬坡备用经济调度模型。考虑新能源不确定性功率波动的物理边界,利用Wasserstein距离构建模糊集,从而建立更加准确的不确定性模型。采用联合机会约束控制第二阶段安全越限风险,在保证安全鲁棒性的同时,避免过于保守的决策结果。基于仿射决策规则和条件风险价值理论,将两阶段分布鲁棒问题近似为线性模型,从而实现高效求解。以改进的IEEE 9节点系统为算例验证所提方法的有效性,探究了训练样本量对结果的影响,并将所提方法与鲁棒优化方法和随机优化方法进行对比。

复杂型面智能生产单元任务-刀具联合动态调度策略

以复杂型面智能生产单元为背景,针对多机器的任务-刀具联合动态调度问题展开研究。通过分析复杂型面智能生产单元的作业流程和特征,建立任务-刀具联合调度问题的数学模型。结合通过对问题进行过程分解的方式构建一种组合规则调度算法生产框架,并通过在框架中嵌入启发式规则的方式生成72种组合规则算法。设计大量的算例测试集,通过对比、分析72种算法在差异化环境配置下的仿真结果,对比不同系统指标下算法的表现情况,发现基于FNOP规则构建的算法在75%的场景中均能取得较优的求解质量。研究成果为车间生产管理人员制定任务-刀具调度策略提供一定指导作用。

电动汽车参与电量市场与备用市场的联合风险调度

市场环境下,实现电动汽车(EV)的有序用电调度,将为电网提供多样化的功率调节手段,支撑“双碳”目标下新能源为主体新型电力系统的建设。其中涉及多方市场参与者的决策博弈,是能源的信息-物理-社会系统(CPSSE)的典型应用之一。EV聚合商作为连接EV用户与电网的中间环节,需要处理好与用户之间的合约博弈,以及做好电力市场中的决策策略。该文以EV集群提供运行备用为背景,首先,分析了多方市场参与者的交互关系,提出EV聚合商与用户之间的合约机制;然后,分析了EV集群同时参与电能量市场与备用市场的耦合效应,通过聚合商参与备用辅助服务市场的机制设计,实现了EV正常充电与参与备用服务的解耦;最后,以聚合商风险收益最大为目标,构建多场景下聚合商同时参与日前电能量市场与备用市场的联合调度优化模型,通过算例仿真揭示了模型的有效性,实现了日内备用调度不确定性时的日前最优风险预防控制。

江苏南京市城市洪涝防御对策措施

江苏南京市是全国31座重点防洪城市之一,受地理位置、地形特征和气候的共同影响,极易发生区域性洪涝和流域性洪水。依据南京市域空间格局、“山、水、城、林”的城市特征,分析城市洪涝特点及致灾成因,围绕南京“创新名城、美丽古都”的发展目标,从城市洪涝关系、设防标准等方面进行探析,提出分级分区设防,优化城市布局,加快工程体系建设,强化管理,完善城市应急预案,洪涝统筹、联排联调的对策措施。

淮河干流污染团应急处置水质水量联合调度

针对淮河干流污染团事件应急处置的需求,对污染团事件的水质水量联合调度措施进行研究。构建淮河干流中游段的水动力水质模型,分析加大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量、两者同时加大、背景调度(无引江济淮工程)和常规调度(有引江济淮工程,但不加大流量)5种调度方式对淮河干流污染团的应急处置效果。结果表明:从污染团离开研究区域时间、峰值长度、峰值质量浓度等角度看,不同调度方式对污染团的处置效果有所不同;加大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量和两者同时加大对污染团的处置效果均比背景调度和常规调度更优。研究结果可为淮河干流突发水污染事件应急处置提供参考。

双桥枢纽船闸工作闸门选型和设计

针对双桥枢纽船闸存在开通闸需求且需与新江海河船闸联合调度的问题,在分析国内升卧门式闸门运营情况及本闸开通闸条件的基础上,工作闸门采用三角闸门和升卧门两种方案,从平面布置、运营维护、船闸通过能力、工程量及造价等方面进行技术经济比较。结果表明:升卧门造价低,但过闸效率低,适宜于水位差较小,货运不繁忙,闸门不需要频繁启闭的船闸;三角闸门适应性强,与新江海河船闸通过能力匹配、启闭机运行可靠、运营维护方便,适宜作为推荐门型,可为船闸闸门选型及建设方案评估提供参考。

黄河上游梯级水库汛期增泄联合调度研究

考虑宁蒙河段减淤要求,以龙羊峡、刘家峡、黑山峡水库为调控主体,开展黄河上游梯级水库汛期增泄联合调度研究,分析有、无黑山峡水库时汛期增泄对龙羊峡、刘家峡梯级水库发电量的影响。为同时满足上下游水库的调度要求,计算过程中需根据下游水库蓄水情况和调度需求对上游水库水位进行调整。结果表明,仅利用龙刘梯级水库进行汛期增泄,会加剧凌汛期水库发电与防凌调度之间的矛盾,严重降低两库凌汛期和非汛期的发电量;利用黑山峡水库反调节作用开展龙刘黑梯级水库联合调度,不仅可以实现汛期增泄、满足宁蒙河段减淤要求,还可有效缓解龙刘梯级水库发电与防凌调度之间的矛盾,大幅度提高龙刘梯级水库凌汛期的发电量,从而提高龙刘梯级水库全年发电量。