港口岸电综合经济性测评优化系统及方法技术方案

一种港口岸电综合经济测评优化系统及方法，包括：港口岸电技术工程经济性计算模块、港口岸电社会经济性计算模块、港口综合经济性计算模块和复合轨道遗传算法优化模块，本发明专利技术利用复合轨道遗传算法对港口岸电综合经济效益进行了多目标优化，从而有效实现经济效益综合优化条件下的岸电系统运行最大收益，帮助建立成熟运行模式，促进岸电系统良性发展。

【技术实现步骤摘要】
港口岸电综合经济性测评优化系统及方法
本专利技术涉及的是一种港口船舶供电领域的技术，具体是一种港口岸电综合经济优化系统及方法。
技术介绍
由于我国港口船舶岸电供电系统建设起步较晚，岸电技术不成熟、未建立成熟的支撑系统运行的经济性测评，缺乏优化分析手段，导致目前岸电项目经济收益较差，造成国内港口船舶岸电供电系统建设推广相对缓慢。探索电力公司，能源服务公司，码头等都能接受的运行模式，对多方经济性进行分析和优化成为了港口岸电顺利推广和应用的关键问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种港口岸电综合经济测评优化系统及方法，实现了港口岸电经济性评估，并利用复合轨道遗传算法对港口岸电综合经济效益进行了多目标优化，从而有效实现经济效益综合优化条件下的岸电系统运行最大收益，帮助建立成熟运行模式，促进岸电系统良性发展。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术涉及一种港口岸电综合经济性测评优化系统，包括：港口岸电技术工程经济性计算模块、港口岸电社会经济性计算模块、港口综合经济性计算模块和复合轨道遗传算法优化模块，其中：港口岸电技术工程经济性计算模块、港口岸电社会经济性计算模块分别与港口综合经济性计算模块相连，将技术工程经济性计算结果和社会经济性计算结果传输到综合经济性计算模块中进行分析计算；港口综合经济性计算模块与复合轨道遗传算法优化模块相连，将综合经济性计算结果传输到复合轨道遗传算法优化模块中进行优化，得到最优的岸电经济性优化结果。本专利技术涉及上述系统的测评优化方法，包括以下步骤：步骤1)岸电综合经济性测评，得到包含港口岸电技术工程经济性和港口岸电社会经济性的港口岸电综合经济性评估结果。步骤2)基于复合轨道遗传算法的港口岸电综合经济性优化：通过反余弦函数轨道的适应度函数值设计、量子旋转轨道控制变量编码位设计和自适应混沌轨道的量子旋转角度变异量设计的复合轨道遗传算法，得到不同优化分配系数下，港口成本回收年限、船舶成本回收年限、年总用电量增额比和单位社会经济效益所需国家补贴金额的协同优化，使得港口成本回收年限、船舶成本回收年限、年总用电量增额比和单位社会经济效益所需国家补贴金额的优化效果在不同的优化分配系数下均达到最佳。所述的复合轨道遗传算法是指：利用反余弦函数轨道、量子旋转轨道以及自适应混沌轨道对传统的遗传算法进行了改进，提高了遗传算法在港口岸电综合经济性多目标优化中的性能。技术效果与现有技术相比，本专利技术增加了基于反余弦函数轨道的适应度函数值设计、基于量子旋转轨道的控制变量编码位设计和基于自适应混沌轨道的量子旋转角变异量设计。基于上述经济性评估和优化策略，以单个10万吨岸电试点泊位的相关参数，本专利技术通过港口岸电综合经济效益多目标优化，使岸电系统运行经济效益综合最优，为岸电应用提供技术分析手段，促进岸电系统良性发展。附图说明图1为反余弦函数轨道θ＝f(ρ)＝arccosρ示意图；图2为量子旋转轨道示意图；图3为传统Logistic混沌系统轨道(η＝3.8，迭代100次)示意图；图4为分段型Logistic混沌系统轨道(η＝3.8，迭代100次)示意图；图5为本专利技术流程示意图；图6为总优化目标适应度函数值与子优化目标适应度函数值示意图；图7为港口成本回收年限单目标/多目标优化结果示意图；图8为船舶成本回收年限单目标/多目标优化结果示意图；图9为年总售电量增额比单目标/多目标优化结果示意图；图10为单位社会经济效益所需国家补贴金额单目标/多目标优化结果示意图。具体实施方式如图5所示，为本实施例涉及的一种港口岸电综合经济测评优化方法，具体步骤包括：步骤1)岸电综合经济性测评包括：①港口成本回收年限其中：港口成本回收年限Np的因素主要有港口岸电建设成本Spc、电力企业提供的基本电价Pes、电度电价为Pel、岸电接入价格Psp、港口公司岸电年总用电量Qpi、港口岸电最大容量Mp、国家补贴Gs、港口岸电维护成本系数kpm；通过对上述测评简化得到其中：船舶岸电设备的改造成本Ssg、船舶燃油发电成本电价Psf、船舶停靠期间岸电年总用电量Qsi、岸电接入价格Psp、船舶岸电设备维护成本系数ksm。②衡量岸电的实际利用情况的电力企业售电量增额比：其中：港口岸电接入价格Psp和燃油发电成本价格Psf。只有在燃油发电成本价格Psf高于岸电接入价格Psp的时段内，船舶停靠期间年总用电量才是有效的岸电总供电量。以月为单位构建燃油发电成本电价历史数据库，用Psfi表示第i月的燃油发电成本电价平均值，用nspmax表示历史数据库中所有的月数，用nsp表示历史数据库中Psfi大于Psp的月数，用Qpi、Qsi分别表示港区岸电年总用电量增额及单船接入岸电年总用电量增额，用Qtpi、Qtsi分别表示港区停靠船舶年总用电量、单船靠港年总用电量。港口岸电社会经济评估主要从二氧化碳社会边际经济效益、二氧化硫减排经济效益、NOx减排经济效益，节能效益四个角度展开分析。二氧化碳社会边际效益考虑的是在排放一定量二氧化碳的条件下，对应行业的边际经济产值。单位二氧化碳排放量的社会边际经济效益可以通过构建VAR(k)模型，利用脉冲响应函数计算得到。电力和石油行业的单位二氧化碳社会边际经济效益可用表1所示。表1电力和石油行业的单位二氧化碳边际经济效益行业单位二氧化碳社会边际经济效益(元/吨)电力247.33石油175.23除上述电力行业单位二氧化碳边际经济效益和石油行业单位二氧化碳边际减排成本为外，港口岸电二氧化碳年社会边际经济效益还与该技术的二氧化碳年总排放量船舶燃油发电系统二氧化碳年总排放量有关，港口岸电的二氧化碳年总排放量与单位电量标准煤耗率c0、火电厂平均厂用电率p0、输电线路电力损失ptr、岸电设备电力损失peq、火电厂发电量占总发电量比例pf、火电厂发电使用1g标准煤二氧化碳排放量船舶燃油发电重油消耗率f0、缺省二氧化碳排放因子重油低位热值Wf、岸电总耗电量Qpi有关，则港口岸电二氧化碳年社会边际经济效益优化为港口岸电的二氧化硫年治理成本主要与单位电量标准煤耗率c0、火电厂平均厂用电率p0、输电线路电力损失ptr、岸电设备电力损失peq、火电厂发电量占总发电量比例pf、火电厂发电使用1g标准煤二氧化硫排放量船舶燃油发电重油消耗率f0、燃油硫含量为rs、燃油硫转化率为trs、二氧化硫转化系数为二氧化硫单位排放量治理成本为有关。港口岸电在二氧化硫治理成本上体现出的年减排经济效益同理可得港口岸电在NOx治理成本上体现出的年减排经济效益其中：表示NOx单位排放量治理成本，表示火电厂发电使用1g标准煤的NOx排放量，f(nr)表示船舶燃油发电机在不同转速nr下单位耗电量对应的NOx排放量。在研究港口岸电在二氧化碳、二氧化硫、NOx等排放物的社会经济效益的基础上，本专利技术还研究了岸电的节能效益。在前述变量假设的基础上，再假设消耗单位标准煤所能释放的热量为Wcte，单位标准煤当量的能源消耗对应的GDP产值为PGDP。可得到港口岸电的节能效益由于本专利技术研究的港口岸电社会经济效益由二氧化碳社会边际经济效益、二氧化硫减排经济效益、NOx减排经济效益和节能效益四部分组成，岸电的社会经济效益为而单位社会经济效益所需国家补贴金额港口岸电综合经济性需要考虑的因素有：港区成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种港口岸电综合经济性测评优化系统，其特征在于，包括：港口岸电技术工程经济性计算模块、港口岸电社会经济性计算模块、港口综合经济性计算模块和复合轨道遗传算法优化模块，其中：港口岸电技术工程经济性计算模块、港口岸电社会经济性计算模块分别与港口综合经济性计算模块相连，将技术工程经济性计算结果和社会经济性计算结果传输到综合经济性计算模块中进行分析计算；港口综合经济性计算模块与复合轨道遗传算法优化模块相连，将综合经济性计算结果传输到复合轨道遗传算法优化模块中进行优化，得到最优的岸电经济性优化结果。

【技术特征摘要】
1.一种港口岸电综合经济性测评优化系统，其特征在于，包括：港口岸电技术工程经济性计算模块、港口岸电社会经济性计算模块、港口综合经济性计算模块和复合轨道遗传算法优化模块，其中：港口岸电技术工程经济性计算模块、港口岸电社会经济性计算模块分别与港口综合经济性计算模块相连，将技术工程经济性计算结果和社会经济性计算结果传输到综合经济性计算模块中进行分析计算；港口综合经济性计算模块与复合轨道遗传算法优化模块相连，将综合经济性计算结果传输到复合轨道遗传算法优化模块中进行优化，得到最优的岸电经济性优化结果。2.根据权利要求1所述系统的测评优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)岸电综合经济性测评，得到包含港口岸电技术工程经济性和港口岸电社会经济性的港口岸电综合经济性评估结果；步骤2)基于复合轨道遗传算法的港口岸电综合经济性优化：通过反余弦函数轨道的适应度函数值设计、量子旋转轨道控制变量编码位设计和自适应混沌轨道的量子旋转角度变异量设计的复合轨道遗传算法，得到不同优化分配系数下，港口成本回收年限、船舶成本回收年限、年总用电量增额比和单位社会经济效益所需国家补贴金额的协同优化，使得港口成本回收年限、船舶成本回收年限、年总用电量增额比和单位社会经济效益所需国家补贴金额的优化效果在不同的优化分配系数下均达到最佳。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的复合轨道遗传算法是指：利用反余弦函数轨道、量子旋转轨道以及自适应混沌轨道对传统的遗传算法进行了改进，提高了遗传算法在港口岸电综合经济性多目标优化中的性能。4.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的岸电综合经济性测评包括：①港口成本回收年限其中：港口成本回收年限Np的因素主要有港口岸电建设成本Spc、电力企业提供的基本电价Pes、电度电价为Pel、岸电接入价格Psp、港口公司岸电年总用电量Qpi、港口岸电最大容量Mp、国家补贴Gs、港口岸电维护成本系数kpm；②衡量岸电的实际利用情况的电力企业售电量增额比：其中：港口岸电接入价格Psp和燃油发电成本价格Psf。只有在燃油发电成本价格Psf高于岸电接入价格Psp的时段内，船舶停靠期间年总用电量才是有效的岸电总供电量。以月为单位构建燃油发电成本电价历史数据库，用Psfi表示第i月的燃油发电成本电价平均值，用nspmax表示历史数据库中所有的月数，用nsp表示历史数据库中Psfi大于Psp的月数，用Qpi、Qsi分别表示港区岸电年总用电量增额及单船接入岸电年总用电量增额，用Qtpi、Qtsi分别表示港区停靠船舶年总用电量、单船靠港年总用电量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的港口成本回收年限简化得到其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖单宏，黎洪光，王坤福，陈文炜，关兆文，郑欣，彭灵利，王劲锋，樊飞龙，黄文焘，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：广东,44