基于粒子群优化的综合能源系统双层优化模型应对不确定性

"本文针对综合能源系统在规划运行中忽视负荷、可再生能源预测误差和购能价格波动的不确定性问题，提出了一个基于粒子群优化-区间线性规划的双层优化模型，旨在解决考虑不确定性的综合能源系统规划。通过设置评价系统参与需求响应项目潜力的指标，该模型可以提升系统的灵活性，量化分析系统对电网削峰和价格变动的响应能力。案例研究证明了模型的有效性和可行性，并揭示在能源互联背景下，天然气价格和电力负荷的波动直接影响能源服务公司的收益，通过模型优化储能设备配置，可以提高能源利用率，减少运营收益的波动。关键词包括：综合能源系统、能量枢纽、规划、不确定性、能源服务公司、区间线性规划、双层优化、模型。" 综合能源系统是现代能源结构中的重要组成部分，它涵盖了电力、热力、燃气等多种能源的集成与转换，以提高能源效率和环境友好性。然而，在规划和运行过程中，负荷预测的不准确性、可再生能源产出的随机性以及能源购买价格的波动性等因素带来了诸多挑战。为了应对这些不确定性，文章提出了一个创新的双层优化模型，该模型结合了粒子群优化算法和区间线性规划，以求解在不确定性环境下的综合能源系统规划问题。 粒子群优化是一种模拟群体行为的全局优化算法，可以搜索复杂的多目标优化问题的解决方案空间。区间线性规划则允许决策变量在一定的范围内浮动，以反映不确定性。这种双层优化模型的上层优化目标是最大化能源系统的整体效益，下层则是通过区间线性规划处理不确定性，确保在各种可能的场景下都能获得良好的性能。 为证明模型的优势，文章引入了评估系统参与需求响应项目潜力的指标。需求响应是指能源用户根据电网需求调整自身能源消耗的行为，这对于电网稳定和削峰填谷至关重要。模型通过量化分析系统在削峰和应对价格波动方面的表现，展示了其增强系统灵活性的能力。 案例研究结果显示，模型不仅能有效解决实际问题，而且揭示了在能源互联网的大背景下，天然气价格和电力负荷的波动对能源服务公司的收益有显著影响。能源服务公司是负责区域综合能源系统运营的关键角色，他们需要通过优化配置储能设备来应对这些不确定性，以提高能源的利用效率并稳定运营收益。 该模型为解决综合能源系统的不确定性规划提供了一种有效工具，对于推动能源互联网的发展和提高能源服务公司的运营策略具有重要意义。未来的研究可以进一步探讨如何将此模型应用于更大规模的能源系统，以及如何结合其他优化方法来增强模型的性能和适应性。