不確定城市能源系統(tǒng)規(guī)劃模型及應(yīng)用.pdf

1、隨著我國城市化進(jìn)程快速發(fā)展，保障城市能源安全，降低用能成本，減少環(huán)境影響，實施低碳城市戰(zhàn)略，使科學(xué)的城市能源系統(tǒng)管理成為現(xiàn)實需求。目前城市能源系統(tǒng)規(guī)劃研究多為確定性模型，然而，在城市能源系統(tǒng)管理過程中，存在諸多不確定性因素，如能源資源開發(fā)與供應(yīng)、能源品質(zhì)、價格、技術(shù)選擇、新增容量與選址、需求預(yù)測等，尚缺乏對這些不確定性條件下城市能源系統(tǒng)管理的支持。因此，本研究將重點開發(fā)不確定性能源系統(tǒng)規(guī)劃模型，并分別從不確定性規(guī)劃方法、模型假例應(yīng)用、北

2、京市能源系統(tǒng)實際應(yīng)用等三個方面進(jìn)行了細(xì)致的研究。
　　 在不確定性規(guī)劃方法研究方面，針對區(qū)間線性規(guī)劃已有算法存在的缺陷，基于可能度概念給出了區(qū)間線性規(guī)劃的有效解、弱有效解、最優(yōu)解及其解域的定義和性質(zhì)，提出了三種改進(jìn)算法，所得區(qū)間解為以上解域的子集。
　　 為探討不確定能源系統(tǒng)規(guī)劃模型的應(yīng)用，建立區(qū)間數(shù)機(jī)會約束混合整數(shù)不確定性能源系統(tǒng)規(guī)劃模型，并將其應(yīng)用于一假例研究。結(jié)果表明，該模型可以較好地處理目標(biāo)函數(shù)及約束條件左右兩側(cè)

3、存在的區(qū)間不確定性，并可有效處理系統(tǒng)成本及系統(tǒng)風(fēng)險“妥協(xié)”問題，表明該模型可以應(yīng)用于實際能源系統(tǒng)規(guī)劃研究。
　　 在實際應(yīng)用方面，以北京市為對象區(qū)域，對其能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特征進(jìn)行分析，并利用因素分解模型(LMDI)研究了能源系統(tǒng)發(fā)展的驅(qū)動力，為北京市能源系統(tǒng)模型構(gòu)建提供基礎(chǔ)框架和相關(guān)參數(shù)，開發(fā)了確定性能源系統(tǒng)規(guī)劃模型。以其為框架，開發(fā)了區(qū)間不確定性北京能源系統(tǒng)規(guī)劃模型，并將既有建筑節(jié)能改造作為虛擬能源技術(shù)引入模型分析政策的實施；進(jìn)

4、一步開發(fā)機(jī)會約束區(qū)間不確定性北京能源系統(tǒng)規(guī)劃模型(CCIESM)，將相對電量模型、電力需求預(yù)測模型及Shapiro-Wilk統(tǒng)計檢驗方法結(jié)合，進(jìn)行中長期電力需求概率預(yù)測，所得隨機(jī)信息被引入CCIESM。以上研究結(jié)果表明：(1)在能源需求不斷增長的情況下，能源系統(tǒng)規(guī)劃模型研究，能夠為北京市中長期能源供應(yīng)、加工轉(zhuǎn)換、能源利用等優(yōu)化配置提供決策支持；(2)區(qū)間不確定性北京能源系統(tǒng)規(guī)劃模型，能夠處理目標(biāo)函數(shù)和約束條件左右兩側(cè)存在的不確定性，可以

5、輔助決策者根據(jù)能源、環(huán)境約束及對風(fēng)險的考慮制定能源系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃；(3)既有建筑改造是規(guī)劃模型的優(yōu)先選擇，從而實現(xiàn)對《北京市既有建筑節(jié)能改造專項實施方案》政策的評價；(4)CCIESM能夠較好地處理能源系統(tǒng)管理的區(qū)間、概率不確定性問題；電力需求保障程度提高，系統(tǒng)風(fēng)險降低，能源系統(tǒng)成本將上升，反之亦然；電力需求保障程度對能源生產(chǎn)、能源調(diào)入、發(fā)電裝機(jī)、新能源與可再生能源發(fā)展、供暖、節(jié)能改造以及污染排放等均有一定影響。
　　 本研究開發(fā)