[发明专利]绿色港口能源互联系统的优化方法及系统

说明书

本发明提供了一种绿色港口能源互联系统的优化方法及系统，包括如下步骤：随机生成粒子群，每个粒子代表一个解；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，将每个解代入港口总成本目标函数计算出各粒子的适应度；对各粒子的适应度进行评价，确定个体最优和全局最优；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；更新个体最优和全局最优，判断是否满足停止条件。本发明结合港口岸电和风力发电系统，利用粒子群优化算法，通过岸上柔性负载，生活用电以及船舶负载的统筹调度不仅可以削峰填谷，还可以减少港口电网运行成本及污染物排放。

技术领域

本发明涉及电力系统运行与港口能源优化调度技术领域，具体地，涉及一种绿色港口能源互联系统的优化方法及系统，尤其是一种基于粒子群优化算法的绿色港口能源互联系统的优化方法。

背景技术

在当今全球化社会，交通运输至关重要，其中航运承担了超过80％的货运量。在港口规模日益庞大，港口与船舶负荷不断增长的趋势下，传统的船舶辅助发电机不仅无法满足日益增长的用电需求，且存在污染物排放问题。随着港口电力系统的智能化和新能源发电的不断发展，可再生能源利用和港口能源调度优化可以有效提升电网经济性，减少碳排放。

对于大规模电气化的港口，利用分布式发电实施需求响应系统替代传统电网的单向分配方式，从而将传统港口电网转变为智能能源枢纽，能够显著降低资源消耗。目前，利用完全电气化和智能能源调度提高港口效率大都以经济性为考量标准，虽然通过优化能够减少成本并反映能源利用率，但缺乏对环境影响的考虑，在碳中和发展目标下，需求响应管理仍有不足。

文献1，一种基于多智能体的港口电力管理方法研究(智能电网学报， 2019,10(2):1259-1268)，文献中提到全面电气化、智能化的能源网络是提高大型港口效率的一个很有前景的解决方案，港口由冷藏集装箱、电动汽车、靠泊船舶的电动靠岸电源等大量柔性电动货物组成，智能电网可以提供高效的解决方案，最大限度地提高港口电力需求的灵活性，同时提高港口电力系统的效率，该文献证明了一个大型港口模型包含了大量的决策变量和约束，该文献的主要目标是提出一种创新的基于多智能体系统的电源管理方法，并将该方法应用于某大型港口的实际算例，进行了详细的仿真分析。但是该文献在解决方案中对冷藏箱、插电式电动汽车和岸电三部分提出成本最小目标，利用完全电气化和智能电网提高港口灵活性和效率，但尚未考虑可再生能源的综合利用。

文献2，一种远洋海岛群综合能量供给系统(中国电机工程学报,2017, 07(1):98-109)，在国家的整体安全战略中，远洋海岛(群)作为维护国家海防和海洋权益的重要支点和平台，具有特殊的地缘战略意义，可靠的能量供给是远洋海岛 (群)发展建设的动脉，而目前已有研究大多针对近海海岛，对远洋海岛缺乏相关理论与方法。该文献首先探究了海岛电网研究的现状，分析了其应用于远洋海岛(群) 的限制与缺陷；进而提出了充分利用海岛丰富的可再生能源，实现海岛群整体资源的优化配置与可持续发展的远洋海岛群综合能量供给系统，打破了海岛电网孤立发展的格局，将海岛群作为一个整体通过独创性的储电(换电)船舶进行“互联”；然后分析了该系统具有的内涵与特征；提出了构建远洋海岛群综合能量供给系统所需的关键技术，并给出了储电船舶设计与运行分析算例，以期为我国远洋海岛(群)的开发与建设提供参考。但是该文献针对海岛电网提出了实现远洋海岛群整体资源优化配置与可持续发展的综合能量供给系统。该方案充分利用了可再生能源，但研究对象是海岛电网和储电船舶，方法不具有普适性，并且尚未考虑柔性负荷对港口运行成本与碳排放的影响。

公开号为CN102130455B的专利文献公开了一种港口岸基变频供电系统，包括变频电源、港口高压变电站、船舶电力系统，变频电源的输入端与港口高压变电站相连，变频电源的输出端与船舶电力系统相连；该供电系统能够连续输出电压调节范围为0～6.6kV或0～10kV、频率调节范围为0～60Hz的三相交流电。所述的变频电源输出侧通过电缆卷筒与配电线路连接，高压输出直接通过配电线路给船舶电力系统配电，低压输出经降压变压器后为船舶电力系统配电。但是该专利文献仍然存在碳排放严重，污染环境的缺陷。

发明内容