本文關(guān)鍵詞：改進(jìn)型模糊規(guī)劃方法及城市能源系統(tǒng)管理

  更多相關(guān)文章： 強(qiáng)健性 模糊規(guī)劃方法 城市能源系統(tǒng) 清潔發(fā)展機(jī)制 不確定性 管理

【摘要】：快速的城市人口增長(zhǎng)、高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和加快的城市化演進(jìn)進(jìn)程,帶動(dòng)了城市能源需求和消費(fèi)迅猛增長(zhǎng),加劇了能源供需矛盾,引發(fā)了電力供給不足、過(guò)度依賴化石燃料或進(jìn)口電力造成的能源對(duì)外依存度過(guò)高等能源系統(tǒng)不安全性問(wèn)題,以及大氣污染和溫室氣體過(guò)量排放等環(huán)境問(wèn)題。城市能源系統(tǒng)是一個(gè)能源資源開發(fā)、加工、轉(zhuǎn)化、輸送、消費(fèi)等多個(gè)環(huán)節(jié)相互交織在一起的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)復(fù)雜的互動(dòng)關(guān)系導(dǎo)致大量不確定性信息的存在。這些復(fù)雜性和不確定性對(duì)能源資源供應(yīng)、電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)、甚至電力部門決策者將做出的相關(guān)決策方案有潛在影響,加劇了電力供應(yīng)的不安全性。因此,如何將上述現(xiàn)實(shí)問(wèn)題歸結(jié)為相應(yīng)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,如何將城市能源系統(tǒng)的特征及其內(nèi)在聯(lián)系抽象到數(shù)學(xué)模型中,如何利用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法表征城市能源系統(tǒng)中的多種不確定性,如何反映不確定性參數(shù)之間互動(dòng)關(guān)系與變化規(guī)律,如何揭示參數(shù)不確定性和決策不確定性之間的聯(lián)系以及其相互影響,皆是城市能源系統(tǒng)規(guī)劃研究的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題,本論文基于城市能源系統(tǒng)復(fù)雜性辨識(shí),引入必然性測(cè)度,改進(jìn)了傳統(tǒng)模糊規(guī)劃方法,綜合模糊可能性規(guī)劃、模糊強(qiáng)健性規(guī)劃、區(qū)間數(shù)學(xué)規(guī)劃以及兩階段隨機(jī)數(shù)學(xué)規(guī)劃等不確定性規(guī)劃方法的優(yōu)點(diǎn),開發(fā)一套改進(jìn)型模糊規(guī)劃方法用于城市能源系統(tǒng)管理研究,構(gòu)建一套基于改進(jìn)型模糊規(guī)劃方法的城市尺度能源模型,具體包括：(1)分位數(shù)強(qiáng)健隨機(jī)規(guī)劃方法。該方法通過(guò)引入必然性測(cè)度改進(jìn)傳統(tǒng)模糊強(qiáng)健性規(guī)劃,能同時(shí)處理目標(biāo)函數(shù)和約束中表現(xiàn)為模糊隸屬函數(shù)和隨機(jī)分布函數(shù)的不確定性信息。方法應(yīng)用于基于不同溫室氣體和大氣污染物的環(huán)境管理政策下的城市電力系統(tǒng)規(guī)劃,建立基于分位數(shù)強(qiáng)健隨機(jī)規(guī)劃方法的城市電力系統(tǒng)模型,得到不同情景下城市能源結(jié)構(gòu)調(diào)整方案,分析了其對(duì)能源生產(chǎn)消費(fèi)和系統(tǒng)成本的影響。(2)分位數(shù)模糊區(qū)間混合整數(shù)規(guī)劃方法。該方法通過(guò)整合了模糊可能性規(guī)劃和區(qū)間參數(shù)規(guī)劃,處理目標(biāo)函數(shù)中表現(xiàn)為模糊邊界區(qū)間數(shù)的雙重不確定性信息。本論文選擇深圳市能源系統(tǒng)作為案例研究,建立基于分位數(shù)模糊區(qū)間混合整數(shù)規(guī)劃方法的深圳市能源模型,提出了能源供應(yīng)、電力生產(chǎn)、電力設(shè)備擴(kuò)容、大氣污染物減排等深圳市能源系統(tǒng)優(yōu)化方案,并權(quán)衡系統(tǒng)成本、環(huán)境影響以及系統(tǒng)失敗風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。(3)模糊區(qū)間可能性規(guī)劃方法。該方法通過(guò)引入期望值算子和必然性水平,解決目標(biāo)函數(shù)和約束中的表現(xiàn)為確定性區(qū)間數(shù)和模糊邊界區(qū)間數(shù)的不確定性信息。將清潔發(fā)展機(jī)制引入到城市能源優(yōu)化模型的構(gòu)建中,構(gòu)建基于模糊區(qū)間可能性規(guī)劃方法的深圳市清潔發(fā)展機(jī)制模型,深入分析二氧化碳減排、能源供需平衡約束違約風(fēng)險(xiǎn)、電力供應(yīng)安全和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)之間的平衡關(guān)系,研究結(jié)果揭示了清潔發(fā)展對(duì)城市電力系統(tǒng)碳減排的影響機(jī)制,揭示了不確定性對(duì)清潔發(fā)展機(jī)制框架和城市電力系統(tǒng)的影響,有助于決策者在清潔發(fā)展機(jī)制下制定有關(guān)碳減排和城市低碳發(fā)展的未來(lái)政策。(4)強(qiáng)化可能性混合整數(shù)規(guī)劃方法。該方法在可能性混合整數(shù)規(guī)劃的基礎(chǔ)上,引入強(qiáng)健性水平和必然性水平,改進(jìn)傳統(tǒng)模糊規(guī)劃,處理目標(biāo)函數(shù)和約束中的模糊不確定性,追索不確定性目標(biāo)函數(shù)與其期望值之間的偏差和不確定性約束的潛在違背風(fēng)險(xiǎn),最小化風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的懲罰,避免將高風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)加于決策者,有助于尋求具有最優(yōu)性和可行性強(qiáng)健的解。以深圳市電力系統(tǒng)為例,建立基于強(qiáng)化可能性混合整數(shù)規(guī)劃方法的深圳市電力系統(tǒng)模型,分析城市電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)、電力平衡和能源自給情況,提出經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)的發(fā)電方案,分析城市電力供應(yīng)潛在風(fēng)險(xiǎn)及能源政策對(duì)電力系統(tǒng)影響,權(quán)衡了決策者對(duì)風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度的控制水平、系統(tǒng)成本和供應(yīng)安全之間的互動(dòng)關(guān)系,揭示了不確定性對(duì)城市能源資源供應(yīng)、電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)成本的影響。本論文開發(fā)的一套改進(jìn)型模糊規(guī)劃方法,從定性和定量角度來(lái)刻畫并解決城市能源系統(tǒng)和清潔發(fā)展機(jī)制框架中復(fù)雜性和不確定性,揭示了多重不確定性參數(shù)對(duì)模型輸出的影響及其之間的交互關(guān)系。建立一套不確定性城市能源系統(tǒng)模型涵蓋能源供應(yīng)、能源加工、電力生產(chǎn)、設(shè)備擴(kuò)容、能源輸送、終端能源消費(fèi)、溫室氣體及大氣污染物排放、清潔發(fā)展機(jī)制項(xiàng)目的實(shí)施、核證減排量的簽發(fā)等過(guò)程,有助于推動(dòng)城市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)城市電力供應(yīng)方式變革,制定有關(guān)可再生能源發(fā)展和電力供應(yīng)安全的政策,分析城市能源系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、市場(chǎng)之間的相互作用以及隨時(shí)間推移應(yīng)作出的能源決策,以及輔助城市能源管理。
【關(guān)鍵詞】：強(qiáng)健性 模糊規(guī)劃方法 城市能源系統(tǒng) 清潔發(fā)展機(jī)制 不確定性 管理
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK018
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-16
• 第1章 緒論16-40
• 1.1 研究背景及意義16-18
• 1.2 城市能源系統(tǒng)規(guī)劃18-24
• 1.2.1 確定性城市能源規(guī)劃模型19-22
• 1.2.2 不確定性城市能源規(guī)劃模型22-23
• 1.2.3 城市能源規(guī)劃模型存在的問(wèn)題23-24
• 1.3 清潔發(fā)展機(jī)制研究24-30
• 1.3.1 清潔發(fā)展機(jī)制產(chǎn)生背景24-25
• 1.3.2 清潔發(fā)展機(jī)制概述25-28
• 1.3.3 清潔發(fā)展機(jī)制在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用28-29
• 1.3.4 清潔發(fā)展機(jī)制在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用存在的問(wèn)題29-30
• 1.4 不確定性規(guī)劃方法30-35
• 1.4.1 隨機(jī)數(shù)學(xué)規(guī)劃30-31
• 1.4.2 模糊數(shù)學(xué)規(guī)劃31-34
• 1.4.3 區(qū)間數(shù)學(xué)規(guī)劃34
• 1.4.4 不確定性規(guī)劃方法存在的問(wèn)題34-35
• 1.5 研究目標(biāo)35-38
• 1.6 論文結(jié)構(gòu)38-40
• 第2章 分位數(shù)強(qiáng)健隨機(jī)規(guī)劃方法在城市電力系統(tǒng)中應(yīng)用40-63
• 2.1 方法研究40-45
• 2.1.1 分位數(shù)強(qiáng)健隨機(jī)規(guī)劃40-42
• 2.1.2 分位數(shù)強(qiáng)健隨機(jī)規(guī)劃算法42-45
• 2.2 案例研究45-48
• 2.2.1 研究系統(tǒng)概述45-48
• 2.2.2 問(wèn)題提出48
• 2.3 模型建立48-55
• 2.4 結(jié)果分析與討論55-61
• 2.4.1 基準(zhǔn)情景下優(yōu)化結(jié)果55-58
• 2.4.2 寬松情景下優(yōu)化結(jié)果58-59
• 2.4.3 不同必然性水平下系統(tǒng)成本分析59-60
• 2.4.4 與傳統(tǒng)兩階段隨機(jī)數(shù)學(xué)規(guī)劃的比較60-61
• 2.5 小結(jié)61-63
• 第3章 分位數(shù)模糊區(qū)間混合整數(shù)規(guī)劃方法用于深圳市能源系統(tǒng)管理63-95
• 3.1 方法研究63-66
• 3.2 案例研究66-71
• 3.2.1 深圳市經(jīng)濟(jì)概況66-67
• 3.2.2 深圳市能源利用現(xiàn)狀67-69
• 3.2.3 深圳市能源系統(tǒng)69-70
• 3.2.4 深圳市能源系統(tǒng)面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)70-71
• 3.3 模型邊界與假設(shè)71-72
• 3.4 模型建立72-81
• 3.5 結(jié)果分析與討論81-89
• 3.5.1 能源供應(yīng)81
• 3.5.2 能源加工與轉(zhuǎn)化81-82
• 3.5.3 新增容量82-83
• 3.5.4 電力進(jìn)出口83-85
• 3.5.5 大氣污染控制85-87
• 3.5.6 發(fā)電成本分析87-89
• 3.6 小結(jié)89-90
• 3.7 參數(shù)解釋90-95
• 第4章 模糊區(qū)間可能性規(guī)劃方法用于深圳市電力系統(tǒng)清潔發(fā)展機(jī)制研究95-122
• 4.1 方法研究95-98
• 4.2 案例研究98-101
• 4.2.1 深圳市電力系統(tǒng)碳減排面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)98-99
• 4.2.2 基于清潔發(fā)展機(jī)制的深圳市電力系統(tǒng)99-101
• 4.3 模型邊界與假設(shè)101-103
• 4.4 模型建立103-110
• 4.5 結(jié)果分析與討論110-118
• 4.5.1 清潔發(fā)展機(jī)制下優(yōu)化結(jié)果110-117
• 4.5.2 不確定性分析117-118
• 4.5.3 不實(shí)行清潔發(fā)展機(jī)制下優(yōu)化結(jié)果118
• 4.6 小結(jié)118-122
• 第5章 強(qiáng)化可能性混合整數(shù)規(guī)劃方法用于深圳市電力供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)分析122-148
• 5.1 方法研究122-125
• 5.2 案例研究125-128
• 5.2.1 深圳市電力系統(tǒng)概述125-127
• 5.2.2 深圳市電力系統(tǒng)面臨的供應(yīng)安全問(wèn)題127-128
• 5.3 模型邊界與假設(shè)128-130
• 5.4 模型建立130-136
• 5.5 結(jié)果分析與討論136-143
• 5.5.1 能源供應(yīng)136-138
• 5.5.2 新增容量138
• 5.5.3 電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)138
• 5.5.4 電力平衡及自給率分析138-140
• 5.5.5 不確定性分析140-143
• 5.6 小結(jié)143-144
• 5.7 參數(shù)解釋144-148
• 第6章 結(jié)論與展望148-152
• 6.1 結(jié)論148-149
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)及主要貢獻(xiàn)149-150
• 6.3 展望150-152
• 參考文獻(xiàn)152-176
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果176-177
• 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作177-178
• 致謝178-180
• 作者簡(jiǎn)介180

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：586284