[发明专利]一种不确定性条件下的区间随机基础可能性规划方法

权利要求书

1.一种不确定性条件下的区间随机基础可能性规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定能源系统中的各不确定参数：

根据城市能源系统规划的总体要求，分析能源系统中的复杂性和不确定性，确定城市能源系统优化模型中的各不确定性参数，并获取各不确定性参数的波动变化范围；其中经济数据、技术数据以及污染物相关数据用模糊边界区间参数表示，电力需求量、机动车拥有量用随机变量表示，其它交通数据以及电力转换数据用区间数表示；不确定参数包括电力需求、机动车拥有量、能源需求量；

步骤2、确立能源系统中不确定性参数的未来分布：

根据历年电力消费量和机动车拥有量的年均增长率，确定它们各自的分布类型，并进行多次蒙特卡罗模拟，拟合它们的概率分布曲线，并在此基础上确定不同等级水平下的未来电力需求量和机动车拥有量；

步骤3、构建不确定性城市能源系统优化模型：

根据区间随机基础可能性规划方法中的不确定性描述步骤1和步骤2中获取的各不确定参数的波动变化范围，并结合城市能源系统规划模型，构建不确定性区域能源系统优化模型；

步骤4、求解不确定性城市能源系统优化模型：

采用单纯形法和区间随机基础可能性规划方法，计算出各不确定参数的波动变化范围内的每一个具体值对应的能源供应结构、污染物排放量以及最小的系统投资成本，生成适应各不确定性参数在波动变化范围内的能源优化数据库。

2.根据权利要求1所述的一种不确定性条件下的区间随机基础可能性规划方法，其特征在于，所述步骤1中，城市能源系统模型下的各不确定性参数包括能源系统内部的不确定性和能源系统规划的不确定性，其中能源系统内部的不确定性包括参数的不确定性、运行状态的不确定性、测量的不确定性以及预测的不确定性，能源系统规划的不确定性包括历史数据不足、数据采集的随机性、预测数据本身的不确定性以及数据处理的主观差异。

3.根据权利要求1所述的一种不确定性条件下的区间随机基础可能性规划方法，其特征在于，所述步骤2中，每次蒙特卡罗模拟中的随机变量都设置为多个。

4.根据权利要求1所述的一种不确定性条件下的区间随机基础可能性规划方法，其特征在于，所述步骤3分为以下步骤：

步骤31、结合步骤1和步骤2中获取的各不确定参数的波动变化范围的同时，考虑城市能源系统规划模型；

步骤32、构建区域能源系统优化模型，采用区间随机基础可能性规划与实际能源系统的能源系统模型相结合，根据年均电力需求增长率分布曲线，考虑电力供需平衡约束、等式约束、可变活动成本约束和扩容选择约束等各种约束条件，设电力需求量模拟值为d，区域能源系统优化模型为：

区域能源系统优化模型的目标函数为：

Minz＝cx+fy (1)

各约束条件：

电力供需平衡约束为：

Ax≥d (2)

等式约束为：

Bx＝0 (3)

电厂出力约束为：

Sx≤Ny (4)

扩容选择约束为：

Ty≤1 (5)

y∈{0,1},x≥0 (6)

其中：x代表连续变量；

y代表0-1变量；

f代表固定成本；

c代表可变成本；

A,B,S,T代表模型参数；

N代表扩容规模；

步骤33、引入区间随机基础可能性规划方法，设置电力消费量d为模糊随机变量，对步骤2所建立的区域能源系统优化模型进行公式转换，将不确定优化问题转化为确定性的优化问题，转换后形成转换能源系统优化模型：

转换能源系统优化模型的目标函数为：

约束条件为：

电力供需平衡约束为：

等式约束为：

电厂出力约束为：

扩容选择约束为：

T^±y≤1 (12)

非负约束为：

其中，n,r,s代表正整数；h＝1,2,...,s；j＝1,2,...,n₁；

α和β为模糊隶属的函数的截集水平；

±为区间号；

为模糊边界区间的左边界；

为模糊边界区间的右边界；

和代表第一和第二阶段的决策变量；

代表不同概率水平下的随机变量；

p_jh代表概率水平。

5.根据权利要求1或4所述的一种不确定性条件下的区间随机基础可能性规划方法，其特征在于，所述城市能源系统规划模型的规划过程为：

考虑八种电力转换设施和五种终端用户的电力需求，将目标函数分为四个部分，分别为电力投资成本、交通投资成本、风险惩罚、污染物控制成本；根据年均电力需求增长率，拟合电力需求增长率分布曲线，考虑质量平衡约束、电力供需平衡约束、环境约束以及其他非负约束后这四种约束条件，对区域能源系统中的能源供应结构进行优化，其中日前区域能源电力消费量为定值，且考虑不确定性因素的影响；优化后的电力需求量为从低到高为四个水平等级。