基于机会约束MINLP模型的多工况氢气网络操作优化技术

随着日益严格的环保标准以及新能源需求的不断增加,氢气已经成为炼油厂的重要资源。针对炼油厂存在多种工况的情况,在氢源产氢量、氢阱耗氢量、市场价格不确定的环境下,以氢气网络运行与CO_(2)排放成本(TOEC)之和为目标,考虑氢源标况流量、氢阱标况流量、氢气含量、压缩机、变压吸附(PSA)装置、燃料和管道约束,建立了多工况机会约束混合整数非线性规划(MCC-MINLP)氢气网络操作优化模型。对某炼油厂涉氢装置运行数据进行拟合,得到不同工况下产氢量与耗氢量的分布情况后,在不同置信水平下求解MCC-MINLP模型,得到了各工况的氢气网络最优操作方案。计算结果表明,通过增加一套PSA装置以及对应管道,可以减少15.17%~16.68%的新氢使用量并优化原氢气网络结构,优化后氢气网络的TOEC降低了2.19%~2.34%。

考虑风电出力不确定性的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度

风电和抽水蓄能电站联合运行可以平抑风电随机波动、提升风电消纳率。文章针对多个风电场的出力不确定性,采用概率性序列方法进行处理,提出了一种基于厂网协商机制的风电-抽水蓄能联合调度模式,并建立了基于机会约束规划的风电-抽水蓄能互补系统短期优化调度模型。模型以风电-抽水蓄能互补系统总发电收益最大为目标,综合考虑了抽水蓄能电站的水力约束、机组运行约束和系统功率平衡约束。为提高模型求解效率并获得全局最优解,文章将原模型转换为混合整数线性规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型,最后使用商业化求解器LINGO进行求解。优化调度结果表明,抽水蓄能电站能够很好的补偿风电出力的波动性,并显著提升互补系统的总发电收益。

Optimal Configuration Method for the Installed Capacity of the Solar-Thermal Power Stations

Because of the randomness of wind power and photovoltaic(PV)output of new energy bases,the problem of peak regulation capability and voltage stability of ultra-high voltage direct current(UHVDC)transmission lines,we proposed an optimum allocation method of installed capacity of the solar-thermal power station based on chance constrained programming in this work.Firstly,we established the uncertainty model of wind power and PV based on the chance constrained planning theory.Then we used the K-medoids clusteringmethod to cluster the scenarios considering the actual operation scenarios throughout the year.Secondly,we established the optimal configuration model based on the objective function of the strongest transient voltage stability and the lowest overall cost of operation.Finally,by quantitative analysis of actual wind power and photovoltaic new energy base,this work verified the feasibility of the proposed method.As a result of the simulations,we found that using the optimal configuration method of solar-thermal power stations could ensure an accurate allocation of installed capacity.When the installed capacity of the solar-thermal power station is 1×106 kW,the transient voltage recovery index(TVRI)is 0.359,which has a strong voltage support capacity for the system.Based on the results of this work,the optimal configuration of the installed capacity of the solar-thermal power plant can improve peak shaving performance,transient voltage support capability,and new energy consumption while satisfying the Direct Current(DC)outgoing transmission premise.

基于机会约束混合整数规划的风火协调滚动调度

为降低大规模风电随机性和波动性对电力系统调度的影响,保障电力系统运行的安全性和经济性,提出了考虑风电功率特性的基于机会约束混合整数规划的滚动调度模型。首先,研究了风电功率特性及风电预测误差和风电爬坡事件对系统调度的影响。然后,建立了考虑风电功率特性的机会约束混合整数规划滚动调度模型。通过滚动调度策略,有效减少系统备用容量,降低系统运行成本,提高系统的经济性,模型考虑风电爬坡约束,能有效降低风电爬坡事件的危害,提高系统的安全性。最后,通过算例对所提模型和调度策略的有效性进行了验证,结果表明,模型和调度策略能结合风电功率特性,有效兼顾系统的安全性和经济性。

考虑节能减排和不确定因素的含风电场机组组合优化

大规模风电接入电网减少了常规火电的燃料成本以及污染物排放量,综合效益十分显著。然而风电出力的不确定性需要系统预留大量的旋转备用,部分高污染排放机组显然背离了绿色电力的理念。针对系统中风电和负荷出力的多重不确定因素,采取区别建模,引入机会约束,通过两类不同置信水平的变化控制旋转备用和风险之间的关系。在目标函数和机组开停机优先指标中均计及CO2和SO2排放的影响,建立了同时含有模糊变量和随机变量的多目标混合机会约束机组组合模型,强调了低碳减排的重要性。最后算例分析验证了所提模型的可行性和有效性。

机会约束规划在地对空雷达干扰资源优化分配中的应用

应用机会约束规划理论,研究了反空袭作战中地对空雷达干扰资源优化分配问题。首先,在给出雷达威胁等级判定模型的基础上,利用干扰压制区建立了地对空雷达干扰效果评定模型。其次,根据所建干扰效果评定模型,综合考虑干扰资源分配过程中存在的不确定因素,建立了双层模糊机会约束混合整数规划模型。最后,利用可能性测度理论,将干扰资源优化分配模型清晰化为双层混合整数规划模型,通过求解混合整数线性规划来获取优化分配模型的最优解。仿真算例表明:所建的干扰资源优化分配模型不仅能够有效处理分配过程中的不确定信息,而且能够在本级干扰效果最大化的同时实现全局最优化;模型的求解算法针对性更强,非常适合求解该问题。

模糊机会约束规划在雷达干扰资源优化分配中的应用

应用模糊机会约束规划理论,研究了不确定环境下的雷达干扰资源优化分配问题。在对雷达目标进行整合的基础上,综合考虑雷达干扰资源分配过程中的不确定因素,建立了双层模糊机会约束混合整数规划模型。并根据可能性测度理论得到双层混合整数规划模型,通过求解混合整数线性规划来获取模型的最优解。计算实例表明方法的优越性和有效性。

基于双层模糊规划的电子干扰资源优化分配算法

电子干扰资源分配决策是一个双层规划问题，而且在复杂电磁环境下的作战过程中存在着大量的不确定因素。在综合考虑这些因素的条件下，建立了基于双层模糊机会约束混合整数规划的干扰资源优化分配模型。根据可能性测度理论得到双层混合整数规划模型，然后通过求解有限个混合整数线性规划问题，来获取模型的最优解。算例表明了方法的有效性。

含电动汽车的配电网双重不确定性网架规划方法

考虑配电系统中电动汽车(electric vehicle,EV)充电负荷的随机不确定性和一般负荷的模糊不确定性,基于不确定规划理论,建立同时含有模糊变量和随机变量的混合机会约束配电网架规划模型。模型以规划期内配电网固定投资和模糊随机网损费用之和最小为目标,引入混合机会约束,处理线路功率约束和节点电压约束,通过设置2种不同置信水平参数值,平衡投资费用和运行风险之间的关系。提出基于混合模拟的遗传算法,求解所建模型,采用25节点算例验证所提方法的正确性和有效性。

模糊环境下动态供应商选择的混合整数非线性规划模型

基于供应商选择问题的动态性和模糊性,考虑在每个周期内生产商的需求能力及供应商的供应能力为模糊变量,本文将一个多阶段多商品多渠道的供应商选择问题视为一个0-1混合整数模糊动态非线性规划问题,目标函数为总成本最小化。然后建立了0-1混合整数模糊动态非线性规划模型。为了求解该模型,通过可信性理论把模型中模糊机会约束清晰化,将该模型转化为一个确定型的0-1混合整数动态非线性规划模型。最后给出了一个数值算例验证了模型的可行性。

模糊环境下多周期多决策生鲜闭环物流网络

针对生鲜品因易腐易损性而产生的高频次物流配送及不确定需求与退货量的问题,提出了模糊环境下多周期生鲜闭环物流网络系统,以实现最小系统成本、最优设施选址与最佳配送路径的多决策安排。为求解系统对应的模糊混合整数线性规划(FMILP)模型,首先将生鲜需求量和退货量设定为三角模糊值,其次运用模糊机会约束规划方法将模糊约束等价变换为清晰式,最后利用遗传算法(GA)和粒子群优化(PSO)算法搜索案例的最优解。实验结果表明,多周期闭环系统比单周期更能兼顾多决策规划,同时三角模糊量的置信水平变化对企业最优运作有着显著影响,进而为相关决策者提供借鉴。

考虑源荷双侧不确定的孤岛型微网能量管理优化模型

鉴于源侧风电出力和负荷侧预测误差的双重不确定性对微电网规划运行的影响愈发显著,采取分布式鲁棒优化联合机会约束方法对孤岛型微电网进行能量管理优化,降低系统运行成本,通过历史数据将风电出力和负荷侧预测误差转化为盒式模糊集,将机会约束转化为易求解的形式,建立了混合整数二阶锥规划模型。通过孤岛运行的微网算例分析及与其他优化方法的对比求解,验证了所提模型和求解策略的有效性。

含分布式电源的配电站选址机会约束规划

越来越多的分布式电源DG(distributed generation)自发接入配电网,因此研究考虑含DG波动性的配电站选址规划具有很强的实际意义。建立了含DG的配电站机会约束规划模型,并采用蒙特卡洛仿真的方法来进行区间估计。面对负荷点分配问题,对基于沃罗诺伊图(Voronoi diagram)的贪心算法与基于蚁群的启发式算法两种算法的优劣进行了比较。规划主流程采用遗传算法,并将配电站的选择进行编码。根据上海某地区实例进行了计算,计算结果证明了算法的有效性,并讨论了配电站选择与置信度对目标函数的影响、蚁群算法优化结果等问题。

电力市场下基于机会约束规划的并网风储系统优化调度

大规模风电并网使风电随机性和波动性对电力系统的可靠性带来不利影响。同时,新电改形式下电力市场可以对包括风电在内的新能源发电行为进一步调节,风电系统的调度策略也应随之调整以平衡电网运行的可靠性和系统的整体运行效益的要求。本文综合考虑电力市场分时电价和风电不确定性的影响,以系统运行成本最小和总体发电效益最大为目标,通过机会约束规划理论对考虑风电预测误差的风储系统进行日前调度优化。最后,通过算例对所提模型和调度策略的有效性进行了验证,结果表明了所提调度策略的有效性和经济性。

模糊环境下供应商选择

基于一定程度不允许缺货的前提,考虑供应商的供应能力及制造商的需求能力为模糊参数,讨论如何给出一个满意的供应商选择方案,确定参与的供应商及各自的供应物资数量使总成本最小。对该问题给出了单一物资需求的模糊线性规划模型,通过把模型中模糊机会约束清晰化,将模型转化为确定性的0-1混合整数规划模型。利用算例数据,针对不同的置信水平对模型进行分析,为供应商选择提供依据。