综合考虑经济-环境-社会因素的多能耦合系统高维多目标规划

摘要

提高能源系统运行经济性、减少污染排放、改善能源利用效率是我国未来能源系统发展的重要目标.但是,在实际能源系统规划中,由于上述不同目标之间具有复杂的关联性,因此当问题的目标函数数量多于3个且存在不确定性参数时,现有方法往往难以实现对该类问题的有效求解.为应对上述挑战,该文提出一种面向多能耦合系统规划的高维多目标优化分析框架.首先,在深入剖析多能源系统中源荷耦合特性及其对系统运行影响的基础上,提出了综合考虑经济-环境-社会因素的综合能源系统多目标规划范式;然后,鉴于不同规划目标之间存在的天然矛盾性并充分考虑系统中供需侧行为的不确定性,分别以投资运行成本最小、用能效率最高、碳排放最小以及供能不满意度最小作为目标,构建了针对多能系统规划的高维多目标优化模型,该模型综合考虑系统元件容量配置以及终端负荷管理,并利用区间方法计及各不确定性因素的影响,从而使最终规划方案可有效兼顾最优性与鲁棒性;接着,根据所建模型的特点,利用模糊偏好函数法分别对目标函数和约束条件进行处理,将其转换为确定性优化问题,采用基于降维分解的带精英策略非支配排序遗传算法(DNSGAⅡ)对此进行求解;最后,通过相关算例分析,验证所提方法的有效性.