城市水资源协调配置问题中双层规划模型及应用

为解决水资源配置系统中的不确定性和层次性问题,开发出具有层次关系的双层优化模型,其中以经济效益为上层目标,配水量为下层目标。将所开发的双层优化模型应用于北京市大兴区的水资源配置系统,并运用模糊满意度算法和Lingo软件对模型进行求解。双层优化结果表明,2016、2021、2026年该地区水资源配置系统的经济效益分别达到5.28×10~8、7.42×10~8、8.42×10~8元,配水总量分别达到21 923×10~4、24 768×10~4、26 817×10~4 m~3,相应的COD排放量分别为4 199.2、4 700.3、4 649.1t;其次,82%的水量来源于地表水和南水北调水源。对比双层优化结果与两个单目标优化结果,可为决策者提供不同情景下的优化方案,并为决策者制定水资源配置方案提供决策支持。     

电力市场环境下分布式电源与储能协同规划

主动配电网参与电力市场将对其运行策略产生影响,进而影响配电网内分布式资源的规划。针对电力市场环境下的分布式资源规划问题,该文建立了配置主动配电网内部分布式资源的双层规划模型,其中上层模型以配电网年综合收益最大为目标,优化规划分布式资源的容量;下层模型以社会效益最大为目标,完成日前电力市场的出清。接着,通过强对偶理论和KKT条件将该双层规划模型转化为单层的均衡约束数学规划问题,并将目标函数中的双线性项线性化,进而转化为混合整数二阶锥规划模型以便于求解。最后,通过算例分析验证了该文所提模型的正确性,结果表明配电网运营商参与电力市场可提升主动配电网对分布式电源的承载力。     

可再生能源发电目标约束下的山东省电力规划模型

推进可再生能源发展,发挥其在优化能源结构、促进节能减排等方面的重要作用,是当前电力规划的关键。将耦合两阶段随机规划和随机鲁棒规划方法,分3种情景设定可再生能源发电目标,以系统总成本最小为目标函数,以电力供需、机组扩容、污染物排放等为约束条件建立了可再生能源发电目标约束下的山东省电力规划模型,并得到了符合山东省电力系统特点的电力生产、电力调入和机组扩容优化方案,为山东省电力系统发展提供决策支持。     

水库群系统分析的一个数学规划模型

本文为树枝状水库群的系统分析和优化运行建立了以水量守恒方程为约束条件,以发电效益为目标函数的数学规划模型;讨论了模型在水资源系统规划与电力生产系统运行中的应用;为数值解的方便,还给出了模型的等价的动态规划形式和非线性网络规划形式。     

基于均衡发展的郁江流域水资源优化配置

为使郁江流域水资源分配方案有利于沿岸区域之间的均衡发展,将基尼系数及纳什效率系数引入到水资源优化配置研究中,分别作为度量区域水资源分配公平程度和效率高低的指标,二者耦合作为区域均衡发展的度量标准。以经济效益和社会效益为目标,应用NSGA-Ⅱ对模型求解,得到郁江流域2020、2030年75%保证率一般节水模式下的水资源配置结果。结果表明,郁江流域平均缺水率为8.29%,比只有公平约束及只有效率约束时的缺水率均要小,且目标均达最优,考虑了流域各区域的协调发展,可为郁江流域水资源规划管理提供依据。     

流域水资源优化配置研究

用分层递阶分析的方法探讨了流域水资源优化配置模型的建立和求解思路。将流域系统化，以追求经济效益、社会效益和环境效益为目标建立流域水资源优化配置供水模型，多目标统一用经济标准衡量，加上各种约束条件将流域水资源系统模型化，用大系统多目标递阶动态规划方法求解，以取得水资源优化配置的最佳方案。该模型以太子河流域水资源优化配置为实例具有实际意义。     

基于MOEA/D算法的衡水市水资源多目标优化配置

水资源供需之间的矛盾日趋激化，优化配置、高效利用区域内有限水资源变得尤为重要。以衡水市水资源配置为例，综合考虑衡水市水资源优化配置需求，建立了以社会效益、经济效益和生态效益为目标函数的水资源多目标优化配置模型，给出了基于MOEA/D算法的水资源优化配置方案，并将所提方案与基于NSGA-Ⅲ算法的方案进行了对比试验。结果表明，所提方案优于文献方案，可为衡水市水资源合理配置提供依据。     

城市水资源协调配置问题中的双层规划模型及其应用

双层规划模型是将经济效益作为分析中的首要上层目标,将配水量作为首要下层目标,以此对水资源配置系统中所具有的不确定性及层次性进行解析。通过将双层规划模型应用于实际案例,并利用满意度算法进行数据计算分析,获取项目在不同情景方案下的最优结果,并为项目的决策层提供可靠的决策支撑。     

考虑多元协同互动效应的主动配电网多目标规划方法研究

主动配电网规划时需充分计及风、光等间歇式分布式电源的不确定因素的影响,在常规负荷预测的基础上建立了接入主动配电网的风、光等间歇性分布式电源可信出力模型,并考虑负荷需求侧响应对负荷预测结果的影响,提出了考虑源-荷-储多元协同互动效应的配电网负荷预测模型。在负荷预测结果的基础上,建立了主动配电网双层多目标规划模型,上层规划为电网优化规划问题,以年网络综合费用最小为目标;下层规划模型是在上层规划所得到网架下以典型日系统运行经济性确定储能等可控资源的有功出力。通过优化求解得到主动管理模式下配电网网架规划方案及储能的选址定容方案,最终以上海某主动配电网为例验证所提规划方法的科学性和有效性。     

区域水资源区间多目标规划模型及求解

以经济、环境、社会的综合效益最大为目标,建立了区域水资源优化配置的区间多目标规划模型,利用基于区间数的可能度不确定转换方法将模型转换为一两层嵌套优化模型,以东营市水资源优化配置为例,运用微分进化算法对模型进行了求解。结果表明,配置方案合理有效。     

考虑DG与网架适应性的配网双层优化规划

为了适应高渗透率分布式发电并网及主动管理的配网发展趋势,在考虑分布式发电与网架适应性的情况下,建立了以年社会成本最小为目标的配网双层优化规划静态经济模型。上层模型是以系统年综合费用最小为目标的配网网架规划,下层模型是以年投资运行费用最小为目标的分布式电源选址定容规划。并根据各自的特点,分别采用二进制顺序编码的改进自适应单亲遗传算法和十进制顺序编码的改进粒子群算法求解。以某实际规划区域作为算例,验证所提模型的合理性和有效性     

不确定条件下能源优化配置与敏感性分析模型

随着人口的快速增长与经济的快速发展,能源需求量与消费量也持续快速增加。实现能源优化配置是促进节能减排,缓解能源供需矛盾的根本措施。文章基于不确定性优化方法,构建了能源优化配置模型;应用所构建的模型,结合相关数据进行了包含多种资源类型、多重规划期和多重终端需求的案例验证研究;权衡经济目标与环境目标,得到了最低系统成本下的资源供应方案、电力与热力供给方案、扩容方案与污染物控制方案;结合析因分析方法对优化模型结果进行敏感性分析,确定了对研究目标影响最为显著的因子。该模型可为制定优化能源配置的相关政策提供有效的决策支持。     

风电消纳下多型号制氢机组阵列优化调度研究

以风电消纳下多型号制氢机组阵列的优化调度为研究对象,首先研究碱式制氢机组的功率-效率特性。在此基础上,以经济收益最大化为目标,对机组出力进行双层优化。使用所提混合二进制萤火虫算法进行机组启停状态优化,粒子群算法进行考虑功率-效率特性的机组功率分配优化。最后对多种阵列方案的经济收益和风电消纳能力进行对比分析。实验结果证明所提算法的有效性和多型号制氢机组阵列方案的优越性。     

面向现代治水新思想的水资源优化配置模型及应用

为充分发挥国家治水新思想在水资源配置中的指导作用,需构建量化体现国家治水新思想作用的水资源优化配置模型。为此,在深入剖析现代治水新思想与水资源优化配置关系的基础上,提出面向现代治水新思想的水资源优化配置模型构建框架;在此基础上,采用治水新思想量化研究方法和多目标决策模型,将治水新思想以目标函数和约束条件的形式引入模型,构建了面向现代治水新思想的水资源优化配置模型,并以豫北地区为例对所构建模型进行实例应用。结果表明,该模型在满足常规水资源配置的前提下,凸显了现代治水新思想作用,具有很好的指导意义。     

基于SD-MOP模型的水资源优化调度

水资源调度是高效配置区域水资源、增强用水效率的关键途径。以某县级水资源优化调度为例,构建SD-MOP水资源优化调度模型,具体运用灰色Verhulst模型实现SD模型参数估计,采用多目标规划方法优化水资源调度规划方案,以获取最优水资源调度方案。研究结果显示,与传统模型、SD模型相比,SD-MOP模型预测2025年调度结果更接近城市实际需水量,且节约成本205.3万元,排放污染物量仅为0.891t,带来了可观的经济效益与环保效益。     

含高比例可再生能源配电网灵活资源双层优化配置

分析系统灵活性供需关系,建立灵活资源运行-规划联合优化双层配置模型。运行层引入灵活性不足率作为系统灵活性评价指标,将网损和弃风弃光量计入经济惩罚,以系统年运行成本最优为目标;规划层引入系统综合安全性指标对系统安全性进行评估,以系统年综合成本最优为目标。采用粒子群优化算法对双层配置模型进行求解。最后,利用IEEE 33节点配网系统对算例进行仿真,结果验证了所提运行-规划联合双层配置模型能有效减少网损和弃风弃光量,提高系统的经济性、安全性和灵活性。     

最严格水资源管理与优化配置研究

为分析"三条红线"约束下的水资源优化配置问题,在粒子群优化(PSO)算法的惯性权重项中引入服从正态分布的随机因子,以提高算法寻优效率。在最严格水资源管理制度的指导下,以社会、经济和环境的综合效益最大为目标,建立"三条红线"约束下的水资源优化配置模型。以玉环县为例,应用该算法求解水资源优化配置模型,并推荐最优的水资源配置方案,为玉环县以目标效益最优倒逼产业转型升级的决策方向提供了依据。优化配置结果表明,在水资源优化配置中应用改进惯性权重的粒子群算法求解合理可行。研究成果为"三条红线"约束下的水资源配置研究提供了新思路。     

城市自来水厂供水区域节水评价实例分析

为切实加强节水工作,本文以重庆市永川区第一水厂供水区域为例,通过现状节水与节水潜力分析、节水目标与指标、节水措施与节水效率、规划节水水平年节水符合性、节水措施与效果等方面分析评价,提出本水厂建设项目水资源论证节水评价结论与建议.     

基于恢复力约束的分布式储能优化规划

提出基于恢复力约束的分布式储能优化规划方法,以保证重要用户的恢复力为前提条件,采用双层耦合规划模型。内层模型在满足电网运行的潮流约束下,灵活地控制重要用户侧分布式储能参与需求侧响应,实现用电成本与动作频次最小的目标,采用竞争深度Q网络（dueling deep Q network, DDQN）结构的深度增强学习方法进行求解,内层模型将分布式储能响应策略传递给外层模型;外层模型进一步基于重要用户的恢复力约束和投资收益校核分布式储能的配置方案,通过双层优化耦合反馈,最终实现基于恢复力约束的分布式储能优化规划。通过分时电价引导分布式储能等重要互动资源参与配电网的优化运行,保证重要用户电力供应连续性的同时给用户明显的投资收益。最后以某10 kV变电站的重要用户储能优化配置为例,分析了所提方法的有效性。     

基于改进QPSO算法的BIPV建筑削峰填谷双层优化配置策略

针对BIPV建筑负荷削峰填谷和接入配电网后考虑网损、电压偏差的选址优化问题,提出了一种BIPV建筑双层能源系统优化模型。模型下层在考虑DG成本和环境成本的前提下,利用储能对负荷进行削峰填谷,模型上层在考虑配电网网损、电压偏差的前提下对BIPV和储能的选址方案进行优化。在求解该双层模型时利用量子理论中的量子行为和概率表达特性设计了一种改进的多目标量子粒子群算法,在解的处理上引入了一种动态ε不可行度约束支配函数。以IEEE30节点系统为参考系统,算例优化结果表明：BIPV建筑负荷峰谷差、配电网网损和电压偏差得到了有效降低,证明了所提配置优化策略的可行性;同时也表明,所提算法在全局寻优能力和种群多样性方面得到了明显提升。