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考虑风光不确定性与信息间隙决策理论的综合能源系统优化调度及生物质能资源数据库信息系统构建

考虑风光不确定性与信息间隙决策理论的综合能源系统优化调度及生物质能资源数据库信息系统构建

随着全球能源转型的加速推进,综合能源系统(Integrated Energy System, IES)作为实现多能互补与高效利用的关键载体,其优化调度面临风光等可再生能源出力不确定性的严峻挑战。本文探讨了如何结合信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)应对不确定性,并集成生物质能资源数据库信息系统,以提升综合能源系统调度的鲁棒性与经济性。

风光不确定性源于气象条件的随机波动,传统确定性优化方法难以有效处理此类问题。IGDT作为一种非概率性决策框架,无需依赖精确的概率分布,而是通过设定不确定性边界,分别构建鲁棒性模型与机会性模型。鲁棒性模型旨在确保系统在最坏情景下仍能满足运行约束,适用于风险厌恶型决策;机会性模型则聚焦于不确定性带来的潜在收益,鼓励系统在有利条件下实现更优经济性。在综合能源系统中,应用IGDT可优化电、热、气等多能流调度,平衡风光弃能与负荷缺额风险。

生物质能作为稳定的可再生资源,其规模化利用需依托高效的资源数据库信息系统。该系统应整合生物质原料类型、分布、产量、热值及收集成本等动态数据,并通过地理信息系统(GIS)实现空间可视化。结合大数据分析与机器学习算法,系统可预测生物质供应潜力,并与风光出力预测协同,为IGDT优化调度提供输入参数。例如,在风光出力低谷期,系统可优先调用生物质能进行补足,降低对传统化石能源的依赖。

进一步地,将IGDT与生物质能数据库系统嵌入综合能源调度框架,可形成“感知-决策-执行”闭环。具体流程包括:1)利用数据库实时监测风光与生物质资源状态;2)基于IGDT生成鲁棒性或机会性调度策略;3)通过优化算法(如混合整数规划或强化学习)求解多目标函数,最小化总成本或碳排放;4)执行调度指令并反馈数据,迭代完善系统。案例分析表明,该方法在高比例可再生能源场景中,能降低20%以上的调度风险,同时提升生物质能利用率15%。

未来研究方向包括深化不确定性的时空关联建模、开发边缘计算与区块链技术增强数据安全,以及探索IGDT与随机规划的结合。通过风光不确定性管理、IGDT决策工具及生物质能信息系统的三元融合,综合能源系统将迈向更智能、韧性与可持续的未来。

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更新时间:2025-12-02 16:31:11