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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261924017422
RIPS-APSC系统由光伏发电、主网以及储能系统协调供电。纳入到RIPS-APSC系统的农产品供应链包括作物生长环节、库存环节和运输环节。整个系统包括了能源运行、作物生长、农产品库存和产品果实运输四个方面。作物生长、开花、结果的全过程是在温室中进行的，温室内部通过调节温度、湿度和二氧化碳浓度来维持合适的生长环境，这一过程需要大量的能量支撑。在其生长周期内生产的成熟农作物果实将被收获并储存在集中仓库中。一旦零售商有农作物购买需求时，这些储存在仓库中的农作物果实将由电动卡车运输给这些零售商。电力系统调度不同的电气设备组合，为农产品供应链中的能源消耗提供足够的电力供应。
图1 RIPS-APSC系统的基本结构和组成单元
通过对温室内部小气候的控制，特别是温度、湿度和二氧化碳浓度，能够为作物维持一个适宜的生长环境，从而提高作物的果实产量。高产量的农作物生长需要最佳的生长环境，当室内温度、湿度和二氧化碳浓度水平高于或低于所需水平时，必须采用不同的能耗过程如加热、冷却、通风等操作来保持适宜作物生长的室内气候。
图2 温室内部气候环境
作物的生长与温室的室内环境有关，采用作物茎节数、叶面积指数、果实干物质、地上作物总重、成熟果实干重5个动态变量来模拟作物生长全过程，同时估算作物果实产量和温室内部能源消耗。在作物生长过程中，用成熟果实的干重来衡量果实产量。随着作物生长，作物茎节数和叶面积逐渐增加。当作物茎节数发育到一定数量时，作物开始结果。随着茎节进一步的持续发育，这些果实逐渐成熟，果实干重逐渐增加。
图3 作物动态生长过程
被收获后的农作物果实存储在一个集中仓库中并将其冷藏，以延长果实寿命避免营养损失。一旦零售商有了农产品的需求，这些农作物果实将由一组载重相同的电动卡车进行运输。一般来说，每个零售商都有一个可接受的最低果实运输质量和一个运输服务时间窗口。电动卡车的水果运输质量不能低于零售商可接受的最低质量水平，并且这些电动卡车必须在服务时间窗口内到达。
图4 农产品供应链的运输过程
本文提出了一个针对RIPS-APSC系统的多时间尺度协同优化运行框架来解决农业供应链的高耗能问题。该运行框架包括能源运行、作物生长、农产品存储和农产品运输，能够使能源系统和农产品供应链这两个异构系统同时做出决策。本文建立了基于作物全生长周期的动态能源消耗模型，并将其嵌入到耦合系统的优化运行框架内。该模型通过结合小时时间尺度和日时间尺度，克服了时间尺度的差异性带来的问题，准确地估算了温室能耗和作物果实产量。此外，本文进行了一些灵敏度分析，来探讨温室内部温度和仓库设定温度对能源系统运行和耦合系统总成本的影响。主要结论如下：
（1）在整个农作物生长周期内，作物茎节数不断增加，叶面积也逐渐扩大，直到达到最大叶面积指数。从作物生长周期的第51天开始，农作物开始结果并产出果实，果实日产量总体呈S型曲线变化趋势。
（2）RIPS-APSC系统的月能源消耗高峰出现在8月到11月之间，而6月和12月的能源消耗较少。耦合系统每个月从电网买电的数量随每月能源消耗的变化而变化。相反，每个月向电网出售的电能数量则与每个月的电能消耗呈现相反变化趋势。
（3）集中存储的仓库内部温度需要设定为允许范围内的最高温度，这种设定能够有效降低仓库冷却能耗，降低系统成本。此外，电动卡车的运输到达时间被优化为各零售商要求的运输服务时间窗口的下限。
（4）灵敏度分析结果表明，降低温室的室内温度和集中存储仓库的内部设定温度会导致总能耗的增加，进而增加从电网买电的数量，减少向电网卖电的数量。
刘毅：四川大学电气工程学院在读博士研究生。四川大学优秀研究生、优秀毕业研究生。在《Applied Energy》、《Energy conversion and management》、《Journal of Cleaner Production》等多个SCI/EI期刊发表论文10余篇。主要研究方向：新型农村电力系统、农产品供应链、农村多能源系统运行规划。
许潇：四川大学副研究员，硕士生导师，丹麦奥尔堡大学访问学者，入选四川大学双百人才计划，中国电机工程学会电力数字孪生应用专业委员会委员，IEEE PES China电网运行控制技术分委会副秘书。担任《IEEE Transactions on Industrial Informatics》、《IEEE Transactions on Sustainable Energy》、 《Applied Energy》、《Energy Conversion and Management》等多个期刊审稿人，《电力建设》期刊青年编委。发表SCI/EI论文50余篇，入选ESI高被引1篇。主要研究方向：车网互动下的安全分析与应急响应决策、人工智能在电力系统中的应用、新能源电力系统优化、多灾害与电网耦合关联分析等相关领域研究。
许立雄：四川大学电气工程学院副教授，硕士生导师。福建省科技进步奖、四川省科技进步奖获得者。IEEE PES 电力系统保护控制技术委员会电网运行控制技术分委会秘书，IEEE PES 电力系统运行规划与经济技术委员会大电网规划技术分委会理事。担任《Applied Energy》、《中国电机工程学报》、《电力系统自动化》等多个期刊审稿人。主要研究方向：高比例可再生能源接入下的电力系统运行优化与安全稳定分析，综合能源系统规划与运行。
刘友波：四川大学电气工程学院教授，博士生导师。四川省学术和技术带头人后备人选，入选四川大学“双百人才”工程。先后获得省部级科技进步奖、中国电工技术学会、国家电网公司科技进步奖等共计8项。担任《CSEE Journal of Power and Energy Systems》、《电网技术》、《电力建设》青年编委，《电力系统自动化》、《电力系统保护与控制》编委。发表SCI/EI期刊论文200余篇，1篇入选“中国精品科技期刊顶尖论文（F5000）”。主要研究方向：电力系统人工智能、低碳电力市场、分布式能源与储能、主动配电网领域研究。
刘俊勇：四川大学电气工程学院教授，博士生导师。四川省智能电网重点实验室主任，中国电力教育院校长联席会主席，中国电机工程学会理事，四川省电机工程学会副理事长，四川省电工技术学会副理事长，IBM特聘专家。《Journal of Modern Power Systems and Clean Energy》、《CESS Journal of Power and Energy Systems》、《电力系统自动化》、《电力自动化设备》、《电力系统及其自动化学报》等多本学术刊物编委。负责和参与纵向和横向课题100余项，先后获得省部级科技进步二等奖5项。近6年发表各类论文200余篇。主要研究方向：园区/智能楼宇能量管理、能源互联网、智慧能源与生态农业、电力市场、智能配电网、电力系统大数据技术、电动汽车。
胡维昊：电子科技大学机械与电气工程学院教授，博士生导师，学院“智慧电力与能源研究所”所长。IEEE电力电子学会成都分会主席，中国电工技术学会人工智能与电气应用专委会副秘书长，四川省特聘专家，四川省杰出青年科技人才计划，IET Fellow。荣获教育部科技进步二等奖，中国仪器仪表学会科学技术一等奖。发表论文250余篇，其中SCI检索论文150余篇。主要研究方向：人工智能在电力系统中的应用、新能源系统规划和运行、风力发电。
杨楠：三峡大学电气与新能源学院教授，博士生导师，三峡大学智慧能源装备及运行规划技术研究团队负责人、微电网湖北省工程技术中心副主任、IEEE senior member、三峡学者。湖北省科技进步二等奖获得者。担任《Protection and Control of Modern Power Systems》、《电力建设》、《高压电器》和《智慧电力》等多个期刊编委，担任《中国电机工程学报》、《Applied Energy》、《International Journal of Electrical Power & Energy Systems》、《电网技术》、《Journal of Modern Power System and Clean Energy》多个期刊审稿人。负责和参与纵向和横向各类重点科技攻关项目20余项。发表各类论文80余篇，其中一篇入选《中国电机工程学报》“年度高影响力论文”。主要研究方向：电力系统运行与规划、电力市场、综合能源系统、新能源出力建模与预测。
Shafqat Jawad：四川大学电气工程学院在读博士研究生。主要研究方向：新型电力系统、电动汽车、能源网与交通网的耦合。
骆怡辰：四川大学电气工程学院在读博士研究生。在《IEEE Transactions on Industry Applications》、《Energy》、《高电压技术》等多个SCI/EI期刊发表论文10余篇。主要研究方向：电力系统的安全分析与防御方法。
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