[发明专利]海港物流-能源耦合系统多阶段优化调度方法及系统在审

专利信息
申请号: 202211345391.1 申请日: 2022-10-31
公开(公告)号: CN115630889A 公开(公告)日: 2023-01-20
发明(设计)人: 邰能灵;黄逸文;黄文焘;余墨多 申请(专利权)人: 上海交通大学
主分类号: G06Q10/083 分类号: G06Q10/083;G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06;G06F17/11;G06F17/10
代理公司: 上海交达专利事务所 31201 代理人: 王毓理;王锡麟
地址: 200240 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 海港 物流 能源 耦合 系统 阶段 优化 调度 方法
【权利要求书】:

1.一种海港物流-能源耦合系统多阶段优化调度方法,其特征在于,通过建立物流系统模型、最优物流-电力潮流模型以及不确定性模型后,采用基于混合二元和连续仿射策略的方法求解得到物流-能源协同下的物流调度与能源调度方案,在满足物流作业要求的基础上,降低了系统总体运行成本,提高了可再生能源消纳率。

2.根据权利要求1所述的海港物流-能源耦合系统多阶段优化调度方法,其特征是,所述的所述的物流系统模型包括:船舶靠泊状态、泊位分配约束、岸桥分配约束,其中:

三维二进制的船舶靠泊状态当船舶s在时间t靠泊在泊位b,则Xbst为1,否则为0;

泊位分配约束包括:靠泊持续时间和靠泊位置限制、船舶泊位限制,具体为:其中:和分别表示船舶s的到港时刻、靠泊开始时刻和离港时刻,为船舶s的最大靠港时长,B为船舶s的停靠的泊位编号,Bmax为港口码头的岸电泊位总数;

岸桥分配约束包括:岸桥船舶限制、岸桥总数限制、货物装卸任务岸桥限制、空闲岸桥限制、岸桥位置位置和岸桥交叉跨越限制,具体为:∑s∈SQst≤Qmax,其中:ωqst为二进制变量,ωqst=1表示岸桥q在t时刻为船舶s提供装卸服务,Qst表示在t时刻为船舶s服务的岸桥总数,且Qmax为港口码头的岸桥总数,和分别表示船舶s由于船体长度限制而能够承受的最小和最大岸桥数量,η为单个岸桥的集装箱装卸效率,TEUs为船舶s上的标准集装箱数量,TEU为标准箱的计量单位,Bqt为岸桥q在t时刻的位置,若岸桥q在t时刻为船舶s服务(即ωqst=1),则其与船舶s的位置相同,δqt为二进制变量,δqt=1表示岸桥q在t时刻处于工作状态,且δqt=∑s∈Sωqst

3.根据权利要求1或2所述的海港物流-能源耦合系统多阶段优化调度方法,其特征是,具体包括:

步骤1、建立物流系统模型:物流作业包括泊位分配和岸桥分配;抵港船舶首先在锚地等候,在收到海港的调度信号后,开始在分配的泊位靠泊并分配岸桥到靠泊船舶进行货物装卸;在满足物流作业约束的基础上,通过调整物流作业方案,充分利用物流侧时空灵活性实现负载转移;

步骤2、建立最优物流-电力潮流模型,在物流和电力调度约束下找到最佳的物流和能源调度决策,目标是最小化主网的购电成本,即约束条件包括线性DistFlow方程、船舶和岸桥的负荷约束、可再生能源发电约束、线路潮流约束和节点电压幅值约束,具体为:Ui,t-Uj,t=rijPij,t+xijQij,t,其中:为主网购电电价,为从主网的购电量,Pij,t、Qij,t和Pjk,t、Qjk,t分别为在t时刻从节点i流向节点j的有功、无功潮流和从节点j流向节点k的有功、无功潮流,Ω(j)、Θ(j)分别为与节点j相连的上游、下游节点,当且仅当节点j与电网节点相连,分别为节点j在t时刻的有功、无功负荷,Ui,t为节点i在t时刻的电压幅值,rij、xij分别为线路ij的电阻、电抗,分别为在t时刻节点j上的船舶、岸桥功率,分别为船舶s、岸桥q的额定功率,Π(j)、Φ(j)分别为与节点j在电气上相连的所有岸电泊位、岸桥的集合,Ui,t、ξm,t分别为可再生能源机组m在t时刻的实际输出功率、预测输出功率、实际功率与预测功率的偏差值,为线路ij的额定容量,分别为节点j电压幅值的最小值、最大值;

步骤3、建立不确定性模型:包括:船舶到达不确定性模型、可再生能源不确定性模型和多阶段鲁棒动态优化模型;

步骤4、采用基于混合二元和连续仿射策略的方法求解步骤1-步骤3建立的模型。

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