[发明专利]一种集装箱港口综合能源系统两阶段优化调度方法

说明书

本发明公开了一种集装箱港口综合能源系统两阶段优化调度方法包括：通过港口综合能源参数构建集装箱港口综合能源系统结构；考虑制冷时间和环境温度对冷藏集装箱温度的影响，利用集装箱港口综合能源系统结构建立冷链区域模型；利用冷链区域模型和冷藏集装箱船到港情况建立港口综合能源系统日前‑日内两阶段优化调度模型；采用MATLAB+CPLEX求解器对港口综合能源系统日前‑日内两阶段优化调度模型进行求解，根据求解结果输出设备出力值，实现系统经济运行；本发明将冷藏集装箱纳入港口综合能源系统优化调度，完善港口能源消费者构成，同时能够克服可再生能源出力与负荷不确定性的影响，有助于港口综合能源系统的经济稳定运行。

技术领域

本发明涉及综合能源系统优化技术领域，具体为一种集装箱港口综合能源系统两阶段优化调度方法。

背景技术

目前，港口承担着全球80％的海运商品贸易周转和进出口工作，是典型的高能耗区域，同时港口冷链运输的需求发展迅速，冷藏集装箱规模也日益增加，冷藏集装箱的能耗成为港口能源消耗的重要组成部分；和传统综合能源系统相比，港口综合能源系统除能源系统外还包含物流系统，岸电设备的接入改变了传统船舶-港口之间基于物流的运作模式，转变为物流-能源相结合的双重联系，在港口建设综合能源系统能够实现多能互补，提高可再生能源的利用效率，减少环境污染，而可再生能源发电与岸电技术的随机性与不确定都会加大港口综合能源系统运行和管理难度；因此，研究多时间尺度的IPES对港口能源可持续利用、建设绿色低碳港口具有重要研究意义。

由于可再生能源发电与负荷的预测误差随时间尺度缩小而缩小，因此可以采用日前-日内的调度策略，建立不同时间尺度下的调度模型来抑制由于预测误差带来的可再生能源发电与负荷波动；现有多时间尺度调度主要应用于园区综合能源系统与配电网，区别于前者，港口综合能源系统的负荷很大程度上由船舶到港情况与运输情况决定，具有更大的负荷波动，同时，目前在港口能耗的问题上并未考虑冷藏集装箱入港以后的能量消耗，港口可控负荷考虑不够全面，导致港口的能量计划不完整，港口能效降低。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：现有技术无法满足港口冷热电用能需求、港口可控负荷考虑不够全面而导致港口的能量计划不完整，港口能效降低、针对冷链区域缺少精细化建模过程的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种集装箱港口综合能源系统两阶段优化调度方法，包括：通过港口综合能源参数构建集装箱港口综合能源系统；考虑制冷时间和环境温度对冷藏集装箱温度的影响，利用所述集装箱港口综合能源系统建立冷链区域模型；利用所述冷链区域模型和冷藏集装箱船到港情况建立港口综合能源系统日前-日内两阶段优化调度模型；采用MATLAB+CPLEX求解器对所述港口综合能源系统日前-日内两阶段优化调度模型进行求解，根据求解结果输出设备出力值，实现系统经济运行。

作为本发明所述的集装箱港口综合能源系统两阶段优化调度方法的一种优选方案，其中：所述集装箱港口综合能源系统包括主电网、天然气网、风电、光伏、燃料电池、微型燃气轮机、燃气锅炉、电锅炉、电制冷机、吸收式制冷机、储电设备、蓄热罐、港口各类负荷以及冷链区域。

作为本发明所述的集装箱港口综合能源系统两阶段优化调度方法的一种优选方案，其中：所述冷链区域模型的计算包括，

其中，表示T时刻冷链区域消耗的总功率，Z表示冷藏集装箱数量，表示T时刻第i个冷藏集装箱所消耗的能量，t_on表示冷藏集装箱制冷时间，t_off表示冷藏集装箱断开时间，表示T时刻冷藏集装箱所消耗的能量，ΔT表示时间间隔。