[发明专利]一种港口综合能源系统与集装箱物流系统协同调度方法

说明书

本发明公开了一种港口综合能源系统与集装箱物流系统协同调度方法，步骤如下：构建港口综合能源系统与港口集装箱物流系统协同调度架构；基于船舶平均在港时间最短和物流调度成本最低建立港口集装箱物流系统联合优化调度模型及作业用能模型；基于系统运行成本最低建立港口综合能源系统多能流耦合优化调度模型与能量出力模型；构建基于柔性流水线车间调度原理的港口集装箱物流调度流程模型；构建计及双重不确定性的港口综合能源系统与港口集装箱物流系统能量供需耦合模型；采用交替方向乘子法ADMM结合改进的非支配排序遗传算法MNSGA‑II求解，得到能流与物流调度计划。本发明的协同调度对港口经济、高效、低碳运营与绿色发展有促进作用。

技术领域

本发明涉及港口能源系统与物流系统领域，具体地说是一种港口综合能源系统与集装箱物流系统协同调度方法。

背景技术

航运业高度依赖化石能源，造成严重的环境污染。港口作为航运网络的关键枢纽，其能效管理、减污降碳问题逐渐受到航运部门的重视。我国是全球第一港口大国，全年港口化石能源消耗产生的碳排放量超1400万吨。为推进“绿色港口”建设、提升港口能效与减污降碳成效，多能源融合技术及集成应用、设施电气化与能源替代技术应用被视为我国未来港口建设的重点方向。近年来，我国海洋、内河港口已加快部署岸电充电桩、电动岸桥、场桥、冷箱和自动导航集卡等电气化设备，为到港船舶提供供电、集装箱装卸、运输、堆码和货物冷藏服务。为满足港口急剧增加的电能需求，以及港口基础设施的快速发展带来的热、冷等多样化能源需求，集合新能源、发电/产热/制冷/产气机组、储能等设备、可实现多类型能源生产、转换、传输、存储与利用的港口综合能源系统正逐步建成。港口综合能源系统与港口集装箱物流系统的融合发展令港口呈现出“电力为主体，多种能流并存，能流与物流耦合”的特征。在此背景下，开展港口综合能源系统与港口集装箱物流系统协同调度，对促进港口物流能源利用提质增效、全面支撑“碳中和”愿景实现具有重要意义。

目前，关于港口综合能源系统与港口集装箱物流系统协同调度的研究主要来自物流交通领域，面向高度电气化港口开展，包括通过泊位调度优化、电力驱动岸桥调度优化、自动导航集装箱卡车调度优化等物流管理方式，提高物流效率，进而提升港口能效；或通过电力驱动岸桥配合储能运行、冷箱间歇性供电运行、自动导航集装箱卡车充放电优化等用能管理方式，降低港口能耗。但研究大多针对物流作业过程中的单一或少数环节开展，未对物流全过程设备的用能特性进行综合考虑。而来自能源调度领域的相关研究大多未考虑物流侧调度特征，通过简化了物流侧的调度建模，将物流工作消耗能量视为常量处理，或是仅针对其中单一或少数物流环节进行调度优化以获取部分物流环节所需用能，以满足物流用能需求为前提，开展港口能源系统调度。总结已有研究成果发现，目前关于港口综合能源系统与港口集装箱物流系统协同调度的研究大多将港口综合能源系统能量管理问题与集装箱物流管理问题独立看待，忽略了二者全过程协同调度对港口经济、高效、低碳运营与绿色发展的促进作用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种港口综合能源系统与集装箱物流系统协同调度方法。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种港口综合能源系统与集装箱物流系统协同调度方法，其特征在于：该协同调度方法的步骤如下：

A、明确港口综合能源系统组成、港口集装箱物流系统组成与物流作业流程以及能流和物流的耦合关系，构建港口综合能源系统与港口集装箱物流系统协同调度架构；

B、基于船舶平均在港时间最短和物流调度成本最低建立港口集装箱物流系统联合优化调度模型及作业用能模型；

C、基于系统运行成本最低建立港口综合能源系统多能流耦合优化调度模型与能量出力模型；

D、构建基于柔性流水线车间调度原理的港口集装箱物流调度流程模型；

E、构建计及双重不确定性的港口综合能源系统与港口集装箱物流系统能量供需耦合模型；