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首页多目标优化调度提升可再生能源微网经济环保效益
本文主要探讨了多可再生能源冷热电联供微网系统的环境经济优化调度问题。随着可再生能源在能源结构中的重要性日益增强,如何有效地整合和管理这些分布式能源成为了研究热点。微网系统,作为分布式能源的一个关键组成部分,其集成的冷热电供应能力提供了更高的能源利用效率和环保性能。 文章首先提出了一个创新的多目标优化模型,该模型旨在最小化微网系统的运行成本和二氧化碳排放量。这反映了在追求经济效益的同时,对环境保护的关注,体现了可持续发展的理念。作者采用了启发式调度规则,结合改进的多目标交叉熵算法来求解这个模型,以期望找到Pareto最优解集。Pareto最优解集是多目标优化中的一个重要概念,它包含了所有不能在其他指标上同时改善而不降低其他指标的解,因此对于解决这种权衡问题非常有效。 为了提升算法的性能,研究者将多目标优化视为小概率事件,并应用重要抽样理论。这种方法有助于减少搜索空间,提高算法的收敛速度和求解精度。此外,他们还引入了样本分段生成策略和参数更新机制,进一步增强了算法的灵活性和稳定性。 通过实例仿真,研究结果证明了所提出的多目标模型及其优化算法能够显著提升微网系统的经济性和环保效益,满足了用户对多样化、高效能和低碳排放的优化需求。这不仅有利于微网系统的运营效率,也有助于推动绿色能源的广泛应用。 本文的贡献在于提供了一种有效的策略来平衡可再生能源微网系统的经济与环境目标,为微电网的规划和运营管理提供了新的理论支持和实践指导,对于促进清洁能源的普及和可持续发展具有重要意义。
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第 31 卷 第 5 期
Vol. 31 No. 5
控 制 与 决 策
Control and Decision
2016 年 5 月
May 2016
多可再生能源冷热电联供微网系统环境经济优化调度
文章编号: 1001-0920 (2016) 05-0913-06 DOI: 10.13195/j.kzyjc.2015.0393
王鲁浩, 李歧强, 王桂荣, 郭庆强
(山东大学 控制科学与工程学院,济南 250061)
摘 要: 针对含多种可再生能源的冷热电联供微网系统调度优化问题, 提出微网系统最小运行费用和二氧化碳排放
的多目标调度优化模型, 并结合启发式调度规则, 采用改进多目标交叉熵算法获取 Pareto 最优解集. 为了提高算法的
收敛速度和求解精度, 依据重要抽样理论将多目标优化定义为小概率事件, 并引入样本分段生成策略和参数更新机
制. 算例仿真表明, 所提出的多目标模型及其优化算法能够使微网系统获取较好的经济和环境效益, 满足用户多样性
的优化需求.
关键词: 冷热电联供;微网;多目标优化;交叉熵
中图分类号: TM73 文献标志码: A
Optimal environmental economic scheduling of combined cooling heating
and power microgrid system with multi-renewable energy
WANG Lu-hao, LI Qi-qiang, WANG Gui-rong, GUO Qing-qiang
(School of Control Science and Engineering,Shandong University,Jinan 250061,China.Correspondent:LI Qi-qiang,
E-mail:qqli@sdu.edu.cn)
Abstract: In view of the scheduling optimization problem of the combined cooling heating and power microgrid system with
multi-renewable energy, a multi-objective scheduling optimization model is established, which includes minimum operation
cost and minimum carbon dioxide emission. The Pareto optimal solution set is obtained through heuristic scheduling rules
and the improved multi-objective cross entropy(MOCE) algorithm. The multi-objective optimization is defined as a small
probability event based on the important sampling theory, and the sample section generation strategy and parameter updating
mechanism are introduced to improve the convergence speed and accuracy of the algorithm. Simulation results show that the
proposed multi-objective model and algorithm can ensure the better economic and environmental benefits of the system, and
also meet the diversified optimization requirements of users.
Keywords: combined cooling heating and power;microgrid;multi-objective optimization;cross entropy
0 引引引 言言言
近年来, 以天然气高效利用为背景的冷热电微网
受到国内外学者广泛的关注和研究
[1]
. 随着可再生能
源供能技术的发展, 将化石燃料、可再生能源等多种
一次能源互补利用, 同时满足冷热电负荷需求的生产
方式逐步兴起. 然而, 传统能源系统调度优化问题多
以经济性为目标. 由于能源危机和环境压力增加, 节
能减排受到越来越多的关注, 且可再生能源在系统
中的渗透率不断提高, 充分利用可再生能源, 降低化
石能源污染物排放显得尤为重要. 因此, 多目标优化
被引入到可再生能源冷热电联供微网运行优化问题
中
[2]
.
考虑到多数情况下系统中各目标可能存在相互
冲突, 难以同时实现最优, 国内外学者对多目标问题
进行了广泛研究. 线性加权和
[3]
、分层优化
[4]
、目标规
划
[5]
等多目标处理方法被运用到冷热电联供微网配
置与运行优化中, 然而这些方法在将多目标转化为单
目标优化问题求解时, 大都需要决策者依据先验知识
设置一系列反映各个目标偏好程度的参数或优先级,
而现实中这些先验知识往往是未知的. 部分学者将模
糊优化理论引入到多目标优化问题中
[6]
, 通过定义目
标隶属度函数将确定问题模糊化, 利用最大满意度将
多目标问题转化为单目标优化问题, 获得了良好的效
果, 但需要对多个目标依次求解, 增加了计算维度. 近
年来, Pareto 前沿方法结合智能算法被引入多目标优
化问题中, 求取多目标之间的折中解, 为微网系统调
收稿日期: 2015-03-31;修回日期: 2015-06-26.
基金项目: 山东省自热科学基金项目(ZR2014FM036).
作者简介: 王鲁浩(1987−), 男, 博士生, 从事复杂系统建模与优化的研究;李歧强(1964−), 男, 教授, 博士生导师, 从事
复杂系统建模与优化、节能优化技术等研究.
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