文章解读与仿真程序复现思路——电力自动化设备EI\CSCD\北大核心《含氢综合能源系统多目标最优折中分布鲁棒低碳调度》

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这篇论文的核心内容是提出并研究了一种含氢综合能源系统（HIES）的多目标最优折中分布鲁棒低碳调度模型。以下是论文的主要内容概述：

1. 研究背景：为实现可再生能源的高效消纳和降低碳排放，提出碳捕集和氢能综合利用的联合运行模式。

2. 研究问题：针对可再生能源出力的间歇性和波动性对系统调度的影响，构建机会约束分布鲁棒度模型，以提高系统的鲁棒性。

3. 研究方法：基于非精确概率理论，构建风光预测误差模糊集和机会约束分布鲁棒度模型。利用多目标决策理论和逼近理想解排序技术（TOPSIS），构造考虑经济性、低碳性和鲁棒度的多目标最优折中函数。

4. 模型构建：建立了HIES运行框架，包括氢能综合利用和碳捕集电厂（CCS）联合运行模式。提出了多目标最优折中分布鲁棒低碳调度模型，实现经济、低碳、鲁棒多目标优化。

5. 算例分析：通过算例验证所提方法的有效性和优越性。对比分析了不同调度场景，展示了所提模型在经济性、低碳性和鲁棒性方面的表现。

6. 研究结论：所提出的多目标最优折中分布鲁棒低碳调度模型能快速准确地获得兼具经济性、低碳性和鲁棒性的HIES优化调度方案。

7. 关键词：综合能源系统；氢能综合利用；低碳调度；分布鲁棒；多目标最优折中优化。

论文的主要贡献在于提出了一种新的HIES优化调度模型，该模型综合考虑了经济性、低碳性和鲁棒性，并通过算例分析验证了模型的有效性和实用性。这对于推动新型电力系统的建设，实现电力低碳绿色化转型具有重要意义。

根据论文摘要与仿真算例的描述，以下是仿真复现的思路和程序语言的概念性表示（使用Python语言）：

仿真复现思路：

1. 数据准备：收集或生成所需的风光历史数据、预测数据、设备参数等。

2. 模型建立：根据论文中描述的HIES运行框架和优化模型，建立系统的数学模型。

3. 风光预测误差处理：使用非精确概率理论（IDM）构建风光预测误差模糊集。

4. 机会约束分布鲁棒度模型：基于IDM理论，构建系统的分布鲁棒度模型。

5. 多目标最优折中函数构建：利用多目标决策理论和TOPSIS方法，构造考虑经济性、低碳性和鲁棒度的多目标折中函数。

6. 优化模型求解：采用适当的优化算法（如自适应混叠复合微分进化算法AHA-CDE）求解多目标最优折中分布鲁棒低碳调度模型。

7. 结果分析：分析优化结果，包括系统运行成本、碳排放量、鲁棒度等，并与不同调度场景进行对比。

8. 参数灵敏度分析：研究备用鲁棒重视系数和置信水平对系统运行的影响。

程序语言概念性表示（Python）：

# 导入所需的库
import numpy as np
import pandas as pd
from scipy.optimize import minimize
import matplotlib.pyplot as plt# 数据读取与预处理
# 读取风光历史数据、预测数据、设备参数等
# 例如：df_forecast = pd.read_csv('forecast_data.csv')# 定义HIES系统模型
class HIES_System:def __init__(self, equipment_params, weather_data):self.equipment_params = equipment_paramsself.weather_data = weather_data# 初始化其他必要的参数和变量def objective_function(self, decision_variables):# 定义目标函数，包括运行成本、碳排放量和鲁棒度passdef constraints(self, decision_variables):# 定义约束条件，包括设备出力上下限、爬坡、储能容量等passdef robustness_model(self, forecast_errors):# 构建机会约束分布鲁棒度模型passdef multi_objective_compromise(self, decision_variables):# 构造多目标最优折中函数passdef optimize(self):# 调用优化算法求解模型# 例如：使用minimize函数result = minimize(self.objective_function, x0, constraints=self.constraints)return result.x, result.fun# 主函数
def main():# 初始化HIES系统equipment_params = {...}  # 设备参数weather_data = {...}  # 气象数据hies_system = HIES_System(equipment_params, weather_data)# 构建风光预测误差模糊集# 例如：forecast_errors = hies_system.robustness_model(hies_system.weather_data)# 优化HIES系统decision_variables, total_cost = hies_system.optimize()# 结果分析与可视化# 分析优化结果，包括运行成本、碳排放量、鲁棒度等# 绘制相关图表# 参数灵敏度分析# 分析备用鲁棒重视系数和置信水平对系统运行的影响if __name__ == "__main__":main()

请注意，上述代码仅为概念性描述，并非完整的可执行程序。实际编程时需要根据具体的优化问题和约束条件来实现相应的优化算法，以及详细的系统模型参数和求解器调用。此外，还需要实现数据读取、模型建立、结果分析和可视化等功能。

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