一种基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法技术

本发明专利技术涉及基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法，根据可再生能源政策管制约束条件中的绿色证书交易数量和碳交易数量参数，以及电源规划约束条件中的备用容量约束、待建机组最大装机容量约束、最早投入年限约束、系统需求约束、发电机组最大最小出力约束参数，建立电源规划模型，使得规划期内系统净收益最大；所述净收益的计算，基于电力系统的受电收益、绿色证书交易收益、碳交易收益；还基于电力系统电源的动态投资和系统规划期内运行成本；本发明专利技术更为切合特高压直流受端区域电网的实际运行情况，目的在于消除现有电源规划方法中的薄弱环节，使得特高压直流受端电网的电源规划方案更为精确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法
本专利技术涉及电力系统电源规划
、电力市场领域，具体涉及可再生能源激励制度的电源规划方法。
技术介绍
电源规划是电力系统规划的重要组成部分，规划过程中要考虑电源所在电网的规划可靠性、经济性、并留下一定的发展裕度，除此之外，随着对环境问题的日益关注，绿色经济、节能减排和可持续发展等政策对电源规划提出了新的要求。对电源结构的规划和优化势在必行，大力发展可再生能源是通向绿色经济的必经之路。可再生能源配额的引入、碳交易机制的开展以及绿色证书交易机制的施行，都对我国电力系统的发展产生着深远的影响，因此，提取出政策管制的相关指标，建立考虑政策管制约束的电源规划模型具有重要意义。可再生能源配额制是指政府在电力生产和销售中强制要求可再生能源发电在电力供应中必须达到一定的比例，并对相应的责任主体形成配额，即一定时期内必须完成一定量的可再生能源电力生产或电量消费，否则将面临处罚。同时，政府对责任主体所完成可再生能源电力生产或电量消费进行核准，并颁发相应的绿色证书，以此凭证来与配额相匹配，未完成配额的责任主体可以在绿色证书交易市场上购买超额完成配额的责任主体的多余的绿色证书来弥补其相应的配额责任。
技术实现思路
本专利技术的目的在对传统电源规划模型进行补充和改进，建立一种更切合当前国家能源政策的电源规划模型。该方法考虑整个规划期内的电力系统的收益，动态投资以及运行成本，建立了以规划期内系统净收益最大为目标函数，综合考虑系统的安全稳定运行和政策管制指标，在传统电源规划的约束条件的基础上，增加绿色证书约束和碳交易约束，建立起考虑政策管制约束的电源规划模型。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：考虑政策管制约束的电源规划模型，该模型的建立包括以下步骤：(1)分析国家相关能源政策，提取相应指标对电力系统的经济性和环保性进行评价。(2)确定考虑可再生能源激励制度的电源规划模型的目标函数为规划期内电力系统净收益最大。电力系统的收益主要分为三类：受电收益、绿色证书交易收益、碳交易收益，并以现值为基准确定规划期内电力系统各类收益的表达式。(3)将电力系统的收益进行分为三类：受电收益、绿色证书交易收益、碳交易收益，并以现值为基准确定规划期内电力系统各类收益的表达式。(4)同样以现值为基准确定规划期内电力系统的支出：动态投资和运行成本的表达式。(5)在考虑传统电源规划可靠性指标约束以及备用容量约束，待建电厂最大装机容量约束，最早投入年限约束，系统需求约束，发电机组最大最小出力约束的基础上，增加绿色证书配额约束，二氧化碳排放约束。(6)收集规划期内负荷预测，上网电价，原有机组及待建机组参数，可再生能源配额及二氧化碳排放额等数据。进一步的，步骤(2)所述的目标函数为：其中，表示规划期内电力系统净收益；表示规划期内电力系统的总收益；表示规划期内电力系统的总支出。进一步的，步骤(3)中所述的“以现值为基准确定规划期内电力系统各类收益的表达式”是指：其中，Ghq为规划期的时间，单位：年；为贴现率，一般取；表示系统第i年的售电收益；表示绿色证书交易的收益，表示碳交易收益。进一步的，步骤(4)中所述的“以现值为基准确定规划期内电力系统的支出”是指：其中，表示规划期内电源的动态投资成本，考虑规划期末的残值以及资金的时间价值；表示规划期内运行成本。进一步的，步骤(5)中所述的各种约束条件详见具体实施方式。本专利技术的工作原理和技术效果：本专利技术在传统电源规划方法的基础上，对电源规划模型的目标函数和约束条件均进行了改进，传统电源规划认为满足负荷需求的电源规划方案的经济效益基本相同，总支出最小的方案就应该是电源规划的最优方案。本专利技术不同于传统方案，要比较各方案的净收益大小从而决定最优方案。同时考虑当前国家可再生能源激励政策，加入绿色证书配额约束，二氧化碳排放约束，建立考虑政策管制约束的电源规划模型，使得电源规划方案更为精确。附图说明图1是电源规划流程图。图2是电源规划模型求解原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：如图1所示，考虑可再生能源激励政策管制约束的电源规划方法，该方法包括以下步骤：(1)了解可再生能源激励政策，提取出绿色证书交易数量和碳交易数量两个指标作为政策管制约束；(2)以净收益最大为目标设计目标函数；(3)继承传统电源规划的可靠性约束及电力电量平衡等约束。(4)加入绿色证书配额约束，二氧化碳排放约束，建立新的电源规划模型。(5)求解考虑可再生能源激励政策管制约束的电源规划模型。。具体的讲，步骤(2)中目标函数中的三种收益以现值为基准的表达式为：a.第i年的售电收益为：其中，表示第i年机组数量；Pij表示第i年第j个机组的上网电价；Eij表示第i年第j个机组的发电量。b.第i年系统绿色证书交易的收益为：其中，表示第i年绿色证书交易的价格；和分别表示第i年系统出售和购买绿色证书的数量。c.第i年系统碳交易的收益为：其中，表示第i年碳交易的价格；和分别表示第i年系统碳交易出售和购买的量。步骤(2)中目标函数中的两种支出以现值为基准的表达式为：a.电源的动态投资为：其中，Snew表示待建机组集合；dij表示第i年第j机组是否投建，若投建，dij=1，否则dij=0；Ij表示机组j的静态投资费用；表示机组j的运行年限。b.系统规划期内运行成本:其中，表示机组j的单位发电成本，一般采用经验数值。步骤(3)中的传统电源规划约束条件有：a.备用容量约束:其中，表示待建机组j在t年新装容量；表示受端电网原有装机容量；表示受端电网在t年的最大负荷；表示厂用电率；表示线损率；表示受端电网在t年应有的备用容量；Ghq表示规划期年数；m表示待建机组数。b.待建机组最大装机容量约束:其中，表示在装机过程中各电源在规划期Ghq内的最大装机容量。b.最早投入年限约束其中，表示规定的投入年限。c.系统需求约束:其中，表示机组j在t时刻的出力；表示原有机组在t时刻的出力；表示系统在t时刻的预测负荷。d.发电机组最大最小出力约束:其中，表示机组j的最小出力；表示机组j的最大出力。步骤(4)中两种新加入的约束为：a.绿色证书配额约束为：其中，Ei表示第i年系统的负荷需求；表示可再生能源配额系数，即政府规定责任主体在该年的发电总量中可再生能源发电所占的比例；表示绿色证书转化系数，即将可再生能源配额的数量量化为绿色证书的数量；表示可再生能源机组的集合；表示j机组生产单位绿色电能所获得的绿色证书数量。b.碳交易约束：其中，表示j机组的二氧化碳排放系数；表示第i年系统的二氧化碳排放限额。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法，其特征在于，根据可再生能源政策管制约束条件和电源规划约束条件，建立电源规划模型，使得规划期内系统净收益最大。

【技术特征摘要】
1.一种基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法，其特征在于，根据可再生能源政策管制约束条件和电源规划约束条件，建立电源规划模型，使得规划期内系统净收益最大。2.根据权利要求1所述的基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法，其特征在于：所述可再生能源政策管制约束条件包括绿色证书交易数量和碳交易数量。3.根据权利要求1所述的基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法，其特征在于：所述电源规划约束条件包括备用容量约束、待建机组最大装机容量约束、最早投入年限约束、系统需求约束、发电机组最大最小出力约束。4.根据权利要求1所述的基于可再生能源政策管制约束的电源规划方法，其特征在于：该方法包...

【专利技术属性】
技术研发人员：于琳琳，黄景慧，刘永民，魏胜民，李庚银，夏世威，余晓鹏，田春筝，毛玉宾，王敬，王洋，张丽华，司瑞华，马杰，孙广增，李甜甜，王世谦，甘磊，程昱明，孙思培，袁鹏，杜习超，李琰，王圆圆，贾鹏，苗福丰，刘万勋，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司经济技术研究院，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11