[发明专利]一种矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度方法及系统

说明书

本发明公开了一种矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度方法及系统，该方法包括：利用信息间隙决策理论建立考虑伴生资源经验比例扰动的矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度模型；模型中包括伴生资源及负荷需求的不确定性约束和伴生资源经验比例扰动约束；将矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度模型的双层结构模型转化为单层结构模型；对转化为单层结构的矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度模型中相关非线性约束进行线性化转换，建立混合整数线性规划模型；通过建立的混合整数线性规划模型，调用求解器进行求解。本发明充分量化了煤炭伴生资源的不确定性，制定的优化调度方案保证了矿山综合能源系统在可能存在的最差场景下仍能可靠运行。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化运行技术，尤其涉及一种矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度方法及系统。

背景技术

煤炭作为我国的主体能源，在相当长的一段时间内，其主体地位不会改变。煤炭在开采过程中会衍生出煤层气、乏风、涌水等煤炭伴生资源，根据国家统计局数据，我国煤炭伴生资源丰富，仅2021年的煤层气资源产量多达100亿m³、涌水产量多达80亿m³，伴生资源产量仍有继续增长的趋势，如何发挥伴生资源利用潜力、减少伴生资源直接排放的污染、促进煤炭清洁转型是当下社会共同关注的问题。矿山综合能源系统作为整合煤矿多时空分布资源的有效手段，可实现煤矿多种异质资源的协调互补，满足煤矿多元用能需求，提高煤矿整体能源利用率、经济以及环境效益，是实现煤矿清洁化转型的重要发展方向。

在煤炭开采过程中，煤层厚度分布、随机含水层、瓦斯分布等情况都会影响煤炭伴生资源的回收利用效果，因此煤炭伴生资源产出存在较强的不确定性。与此同时，煤矿对伴生资源的管理较为粗糙，且井下地形较为复杂，相关数据的采集和记录较为困难，相关历史信息难以发掘其中的规律性，这使得煤炭伴生资源的不确定性预测更加困难。此外，在处理多个伴生资源的不确定性时，通常将多个不确定变量按经验比例归一为一个不确定量，但伴生资源产量受地质条件等影响较大，经验比例难以准确量化，其比例系数会存在一定的波动。因此，在矿山综合能源系统优化调度过程中需充分考虑伴生资源的不确定性以及经验比例扰动问题。

目前，在矿山综合能源系统中大多只考虑风光荷这些常见的不确定性问题，很少有考虑伴生资源不确定性的情况，且对于矿山中存在的不确定性因素，大多采用鲁棒、随机优化方法进行处理，但鲁棒优化结果过于保守，随机优化需要大量的场景数据。对于矿山综合能源系统而言，还未见采用信息间隙决策理论处理煤炭伴生资源不确定性的情况，且未有考虑伴生资源经验比例系数扰动的情况。

因此，急需一种考虑伴生资源经验比例扰动的矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度方法，用以解决煤炭伴生资源不确定性以及经验比例系数扰动问题，以提高矿山综合能源系统运行可靠性。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度方法及系统。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度方法，该方法包括：

利用信息间隙决策理论建立考虑伴生资源经验比例扰动的矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度模型；所述模型为双层结构，上层的目标函数为伴生资源综合不确定度最大，下层的目标函数为系统调度总成本最大；所述模型中包括伴生资源及负荷需求的不确定性约束和伴生资源经验比例扰动约束；

将矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度模型的双层结构模型转化为单层结构模型；

对转化为单层结构的矿山综合能源系统信息间隙决策鲁棒调度模型中相关非线性约束进行线性化转换，建立混合整数线性规划模型；

通过建立的混合整数线性规划模型，调用求解器进行求解；所述求解结果包括煤炭伴生资源不确定度、系统调度成本及机组出力计划。