系统管理论文提纲

2022-11-15

论文题目：基于不确定性分析的多尺度能源系统管理

摘要：能源是社会经济发展的重要保障。随着我国经济发展步入新常态,能源消费也将进入以“清洁”、“低碳”和“高效”为主要特征的“能源新常态”。为了实现国家能源新常态发展的目标,需要对我国不同尺度的能源系统进行科学管理和布局。能源系统管理是一个涉及多环节与多要素的复杂过程,具有多重不确定性特征。表征系统复杂性与不确定性,揭示环境、经济、水资源、气候等多要素对能源系统的影响,提出清洁低碳、稳健可靠的管理方案,是实现能源新常态发展的关键。针对以上问题,本文在能源系统复杂性与不确定性辨识的基础上,依托不确定性分析方法,构建了一套涵盖城市、区域和国家三个尺度的能源系统管理模型体系,分析了能源利用与环境保护、经济发展、水资源利用之间的相互关系,提出了适用于不同尺度的能源系统清洁低碳发展方案。具体包括:（1）耦合二型模糊集与区间参数规划方法,开发了二型模糊区间（TFIP）规划方法,描述了经济参数的高度模糊性和其他参数的区间不确定性。以上海市为例,引入碳排放权交易机制与绿色证书制度,构建了基于TFIP的能源系统碳减排管理模型,探究了上海市能源系统低碳可持续发展模式,发现碳排放权交易机制与绿色证书制度的协同实施可使上海市可再生能源利用量增加2.4%,是上海市能源系统最佳的低碳发展模式。（2）基于二型模糊集、多阶段随机与区间参数规划方法,提出了多阶段二型模糊区间随机规划（MTIP）方法,表征了经济参数模糊性、能源需求随机性和技术参数不精确性等多重不确定性对能源系统的影响。以天津市为例,引入空气质量指数,开发了基于MTIP的能源系统污染物减排管理模型,有效识别了天津市首要污染物,深入分析了空气质量要求对天津市能源系统发展的影响。结果发现天津市首要污染物为PM2.5;若要保持天津市空气质量处于优良水平,需大幅（64.5%）削减能源系统PM2.5排放量。（3）基于区间参数规划方法,建立了京津冀电力系统协同管理模型,重点探讨了产业结构升级对区域电力系统的影响,指出第三产业占比的提高有助于京津冀电力系统清洁安全发展,外购电量和污染物排放量分别减少21.4%和5.8%。（4）将可计算一般均衡模型与能源系统优化模型软连接,构建了中国能源系统综合管理模型。模型不但可以模拟新常态下经济增速放缓对我国能源需求的影响,还可以定量揭示经济发展与我国能源系统转型的影响关系。结果表明未来30年（2021-2050年）我国能源系统将向着清洁、低碳与可持续的现代能源系统转型,保持经济高速发展使能源供应、污染物减排、碳减排等方面的压力增加,化石能源对外依存度超过“安全警戒线”的时间将提前到2036-2040年。（5）集成全球气候模型、多元线性回归模型和区间参数规划方法,构建了中国能源-水资源-气候互馈模型,分析了气候变化条件下水资源可利用量能源发展的影响,揭示了能源-水资源-气候互馈关系更有助于我国能源系统可持续发展。在考虑三者互馈关系的情况下,我国化石能源供应占比减少至60.7%,系统可至少节约1.3%的水资源,减排1.2%的二氧化碳及1.3%的大气污染物,建议管理者在制定我国能源发展规划时权衡气候与水资源对系统的影响。总之,本文依托二型模糊集、多阶段随机规划与区间规划方法,开发了一套涵盖多个尺度、多个要素的能源系统管理模型,拓展了能源系统参数不确定性信息的描述形式,表征了系统二型模糊、随机和区间多重不确定性特征,深入探讨了能源利用与环境保护、经济发展、水资源利用、气候变化之间的复杂关系,提出了不确定性条件下适用于各尺度能源系统可持续发展的管理方案,提高了决策方案的可靠性和可行性,为管理者提供了有效的决策依据。

关键词：能源系统管理;环境保护;经济发展;水资源利用;不确定性

学科专业：能源环境工程

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.2.1 能源与环境系统管理

1.2.2 能源-经济系统管理

1.2.3 能源-水资源-气候联合管理

1.3 问题提出

1.4 研究内容