[发明专利]绿色港口能源互联系统的优化方法及系统

权利要求书

1.一种绿色港口能源互联系统的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将绿色港口能源互联系统的岸上冷负荷的设定温度、岸上热负荷的设定温度及船舶辅助发电机系统每小时的功率输出随机生成粒子群，每个粒子代表一个解，每个解包括岸上冷负荷的设定温度、岸上热负荷的设定温度及船舶辅助发电机系统每小时的功率输出；

步骤2：初始化粒子群，随机赋予各粒子位置和速度值，设置港口总成本目标函数，将每个解代入所述港口总成本目标函数计算出各粒子的适应度；

步骤3：对各粒子的适应度进行评价，确定个体最优和全局最优；

步骤4：根据个体最优和全局最优更新粒子群的速度与位置，并根据约束条件进行检验，若不符合则进行调整；

步骤5：更新个体最优和全局最优，判断是否满足停止条件，若不满足停止条件，则回到步骤3，若满足停止条件，则输出全局最优解，作为优化调度的最终结果；

所述步骤2中，所述港口总成本目标函数为：

其中，T为方案调度总时间；P_SPS(t)×EP(t)为港口岸侧用电成本；[aP_gen(t)²+bP_gen(t)+c]为船舶发电成本；P_SPS为岸电功率；EP为实时电价；P_gen为船舶柴油机发电系统输出功率；a,b,c为发电机成本系数；

所述绿色港口能源互联系统包括港口关键负荷、可再生能源发电系统及移动式船舶电站；

所述港口关键负荷包括船舶负荷、岸上固定负荷及岸上柔性负荷；所述岸上柔性负荷包括岸上热负荷和岸上冷负荷；

所述可再生能源发电系统为岸上风力发电系统；

所述岸上热负荷所需功率为：

P_ACH＝q_VD(T_h-T_o)

其中，P_ACH为热负荷功率；q_V为单位体积的供暖热指标；D为按照外部尺寸计算的建筑物体积；T_h为室内供暖温度；T_o为室外温度；

所述岸上冷负荷所需功率为：

P_ACC＝q_SS(T_o-T_c)

其中，q_S为单位面积的供冷指标；S为按照外部尺寸计算的建筑物面积；T_o为室外温度；T_c为室内制冷温度。

2.根据权利要求1所述的绿色港口能源互联系统的优化方法，其特征在于，所述岸上固定负荷的用电功率为：

其中，P_l为港口固定负载功率；P_r为电动机额定功率；K_z为综合需要系数；ε_r为其额定负载持续率。

3.根据权利要求1所述的绿色港口能源互联系统的优化方法，其特征在于，所有粒子代表的解满足以下公式：

4.根据权利要求1所述的绿色港口能源互联系统的优化方法，其特征在于，所述步骤3中，对各粒子的适应度进行评价，找出每个粒子的最优解，将对应最优解的粒子的位置和适应度存储于个体最优中，并在所有个体最优中选择全局最优。

5.根据权利要求4所述的绿色港口能源互联系统的优化方法，其特征在于，所述对各粒子的适应度进行评价具体为：把每个解代入港口总成本目标函数，比较各粒子的港口总成本大小。

6.根据权利要求1所述的绿色港口能源互联系统的优化方法，其特征在于，所述步骤5中，所述更新个体最优和全局最优具体为：粒子群每一次迭代更新产生新种群，每个粒子代表一个解，把所述新种群的解带入所述港口总成本目标函数，并与上一代的解进行对比，如果新生成的解比上一代的解的港口总成本目标函数值低，更新个体最优，每一次迭代所有解的最佳值为全局最优。

7.一种用于实现权利要求1所述的绿色港口能源互联系统的优化方法的系统，其特征在于，包括如下模块：

粒子生成模块：将绿色港口能源互联系统的岸上冷负荷的设定温度、岸上热负荷的设定温度及船舶辅助发电机系统每小时的功率输出随机生成粒子群，每个粒子代表一个解，每个解包括岸上冷负荷的设定温度、岸上热负荷的设定温度及船舶辅助发电机系统每小时的功率输出；

初始化模块：初始化粒子群，随机赋予各粒子位置和速度值，设置港口总成本目标函数，将每个解代入所述港口总成本目标函数计算出各粒子的适应度；

评价模块：对各粒子的适应度进行评价，确定个体最优和全局最优；

检测模块：根据个体最优和全局最优更新粒子群的速度与位置，并根据约束条件进行检验，若不符合则进行调整；

判断模块：更新个体最优和全局最优，判断是否满足停止条件，若不满足停止条件，则回到评价模块，若满足停止条件，则输出全局最优解，作为优化调度的最终结果；

所述初始化模块中，所述港口总成本目标函数为：

其中，T为方案调度总时间；P_SPS(t)×EP(t)为港口岸侧用电成本；[aP_gen(t)²+bP_gen(t)+c]为船舶发电成本；P_SPS为岸电功率；EP为实时电价；P_gen为船舶柴油机发电系统输出功率；a,b,c为发电机成本系数；

所述绿色港口能源互联系统包括港口关键负荷、可再生能源发电系统及移动式船舶电站；

所述港口关键负荷包括船舶负荷、岸上固定负荷及岸上柔性负荷；所述岸上柔性负荷包括岸上热负荷和岸上冷负荷；

所述可再生能源发电系统为岸上风力发电系统；

所述岸上热负荷所需功率为：

P_ACH＝q_VD(T_h-T_o)

其中，P_ACH为热负荷功率；q_V为单位体积的供暖热指标；D为按照外部尺寸计算的建筑物体积；T_h为室内供暖温度；T_o为室外温度；

所述岸上冷负荷所需功率为：

P_ACC＝q_SS(T_o-T_c)

其中，q_S为单位面积的供冷指标；S为按照外部尺寸计算的建筑物面积；T_o为室外温度；T_c为室内制冷温度。