摘要
港口作为海陆交通枢纽，能源消耗巨大。为解决能源资源日益短缺和日趋严重的港口环境污染问题，发展港口可再生能源势在必行。大规模可再生能源接入港口微电网会催生出一种产-供-销为一体的新型能源主体—港口自能源。港口自能源之间可实现电能的双向传输，使其运行成本不再只是能源设备的发电成本，导致港口微电网能源管理模型更加复杂。此外，基于自能源的港口微电网结构呈现出明显的分布式特征，使得现有的集中式能源管理方法不再适用。因此，本文以基于自能源的港口微电网为研究对象，以低碳、低成本运行为目标，研究其分布式能源管理方法，旨在提升港口能源利用效率、降低港口碳排放，助力绿色港口发展。具体研究内容如下: （1）针对含有大规模可再生能源的港口微电网，构建港口自能源及其运行成本函数。考虑港口微电网中各种可再生能源和灵活负载，建立基于自能源的港口微电网架构，解析单个港口自能源运行成本函数，并分析以增量成本为变量的港口自能源发电成本函数的凸性，为后续设计分布式能源管理方法奠定基础。 （2）考虑基于自能源的港口微电网运行的经济性，基于多智能体一致性算法提出分布式能源管理方法。基于轮换对称性分析港口自能源整体运行成本函数。考虑港口微电网供需平衡等约束条件，以运营成本最低为目标，构建基于自能源的港口微电网能源管理模型，并基于多智能体一致性算法对其求解，获得最优的分布式能源管理方案。 （3）计及传统能源发电设备自能源的碳排放成本，提出低碳港口微电网分布式能源管理方法。在各个港口自能源可以与主电网“点对点”电能双向传输模式下，以最小化港口微电网运行成本和碳排放成本为目标，构建低碳港口微电网能源管理模型，并基于多智能体一致性算法对其求解，获得最优的低碳分布式能源管理方案。
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