(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211143079.4 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 林安妮　文书礼　梁克靖　朱淼　 马建军　董晊兴　江昇　 (74)专利代理 机构 上海汉声知识产权代理有限 公司 3123 6 专利代理师 胡晶 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/08(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调 优化方法及系统 (57)摘要 本发明提供了一种基于LNG船舶动态行为的 港口能源系统协调优化方法及系统， 包括： 构建 LNG船舶动态行为的航行规划模型； 构建基于LN G 船舶动态行为的港口能源系统协调调度模型； 在 LNG船队的航行规划模型最优解的基础上， 求解 基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调调度 模型得到优化调度决策； 所述LNG船舶动态行为 的航行规划模型是以最小化运输配送成本和缺 气率为目标， 同时考虑不同类型LNG运输船的容 量限制和时间窗限制， 优化调度小型LNG运输船 集群， 保证各接收站准点接收液化天然气； 所述 基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调调度 模型是基于第一阶段各港口LNG实际配送 量调度 的结果， 以气电耦合的能源系统运行经济成本最 低为目标， 优化调配 港口能量单 元。 权利要求书4页 说明书9页 附图1页 CN 115409408 A 2022.11.29 CN 115409408 A 1.一种基于L NG船舶动态行为的港口能源系统协调优化方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1： 构建L NG船舶动态行为的航行规划模型； 步骤S2： 构建基于L NG船舶动态行为的港口群能源系统协调 调度模型； 步骤S3： 在LNG船舶动态行为的航行规划模型最优解的基础上， 求解基于LNG船舶动态 行为的港口群能源系统协调 调度模型 得到优化调度决策； 所述LNG船舶动态行为的航行规划模型是以最小化运输配送成本和缺气率为目标， 同 时考虑不同类型LNG运输船的容量限制和时间窗限制， 优化调度小型LNG运输船集群， 保证 各接收站准 点接收液化天然气； 所述基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调调度模型是基于第一阶段各港口LNG 实际配送量调度的结果， 以气电耦合的能源系统运行经济成本最低为 目标， 优化调配港口 能量单元。 2.根据权利要求1所述的基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调优化方法， 其特征 在于， 所述 LNG船舶动态行为的航行规划模型采用： 其中， A＝{(i,j)}表示航线集合； cij表示港口i到j的距离， e表示LNG船单位距离运输 成 本； xij为二元指示变量， 当LNG船自港口i航行至港口j， 则为1， 否则为0； ζ(i)为各港口缺气 惩罚成本系数； d(i)， r(i)分别表示各港口实际需求量和实际接收量； δ+(i)表示以i为起始 点可抵达的节点集合， δ‑(i)表示可直接抵达港口i的节点集合； Vmin， Vmax分别为LNG船航速 上下限； V为LNG船航行速度； τi为港口i的服务起始时间； tij表示从港口i驶向港口j的航行 时间， τj为港口j的服务起始时间； [ai,bi]表示港口i接收LNG的时间窗口； 表 示各港口接收站LNG储量上下限； LSi,0为接收站的初始LNG储量； ri表示各港口实际接收LNG 量， D为各港口从上游大 型LNG接收站总的订购量。 3.根据权利要求1所述的基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调优化方法， 其特征 在于， 所述基于L NG船舶动态行为的港口能源系统协调 调度模型采用：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115409408 A 2其中， PtPV， PtWT分别为港口光伏与风电机组有功出力； Ngt， Ndg分别为港口燃气轮机和柴 油机机组数； 分别为港口燃气轮机出力和港口柴油机出力； ρt为上级电网t时刻电 价， 为从电网购电功率； 为港口燃气轮机燃料成本系 数； ξ2,s， ξ1,s， ξ0,s 为港口柴油发电机燃料成本系数； PtL为港口负荷大小； LSt表示t时刻接收站LNG储量； η为液 化天然气LNG与气态天然气的体积变比； Ft表示燃气机组在t时刻所消耗的天然气流量； γ2,q， γ1,q， γ0,q为燃气机组燃料消耗参数； 为第s台柴油机出力上下限； 为第q台港口燃气轮机出力上 下限。 4.根据权利要求1所述的基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S 3采用： LNG船舶动态行为的航行规划模型采用自适应邻域搜索算法寻找到 一个初始较优解后， 再利用分支定界算法逐渐逼近最优解。 5.根据权利要求1所述的基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调优化方法， 其特征 在于， 所述步骤S 3采用： 基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调调度模型通过分段线性 化方法转换为线性规划问题， 再利用高效率的商业求解器Cplex求解， 最 终得到优化调度决 策。 6.一种基于L NG船舶动态行为的港口能源系统协调优化系统， 其特 征在于， 包括： 模块M1： 构建L NG船舶动态行为的航行规划模型； 模块M2： 构建基于L NG船舶动态行为的港口群能源系统协调 调度模型； 模块M3： 在LNG船舶动态行为的航行规划模型最优解的基础上， 求解基于LNG船舶动态 行为的港口群能源系统协调 调度模型 得到优化调度决策； 所述LNG船舶动态行为的航行规划模型是以最小化运输配送成本和缺气率为目标， 同 时考虑不同类型LNG运输船的容量限制和时间窗限制， 优化调度小型LNG运输船集群， 保证 各接收站准 点接收液化天然气； 所述基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调调度模型是基于第一阶段各港口LNG 实际配送量调度的结果， 以气电耦合的能源系统运行经济成本最低为 目标， 优化调配港口 能量单元。 7.根据权利要求6所述的基于LNG船舶动态行为的港口能源系统协调优化系统， 其特征权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115409408 A 3