基于需求侧的电力系统碳运行调度方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于需求侧的电力系统碳运行调度方法、装置及设备，所述方法通过对需求侧碳排放强度进行建模，并考虑发电机碳排放成本，优化消费者和生产者的福利，建立第一阶段最优潮流运行优化模型，以确定每个用户的电价；并建立以消费者总收益最大化为目标构建第二阶段电力需求优化模型，激励用户削减高排放强度的电力需求，并将优化后的电力需求输出给第一阶段最优潮流运行优化模型，最后对所述第一阶段最优潮流运行优化模型和所述第二阶段电力需求优化模型进行优化循环迭代，直到达到迭代条件，得到最优碳调度方案，以根据最优碳调度方案对电网进行调度，其能提供一种基于需求侧减排的碳调度策略，有效降低系统的碳排放量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
基于需求侧的电力系统碳运行调度方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及发电
，尤其涉及一种基于需求侧的电力系统碳运行调度 方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]目前，传统发电侧仍使用煤炭等不可再生能源，造成了严重的碳排放。同时， 由于碳排放和发电环节直接相关，因此，目前电力系统中相关低碳运行策略大多 是从发电侧的碳排放的角度进行考虑的。然而，从发电侧的角度考虑碳排放因素 的低碳运行策略，虽然能够在一定程度上减少碳排放，但难以引导用户侧用电行 为。
[0003]随着智能电网的发展，智能电网中的需求侧可以根据电力供应状况对需求进 行管理，并影响最终用户，从而提高电网效率和环境效益。然而，现有技术在基 于需求侧减排的碳调度策略方面还没有进行相关的研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术多个方面提供一种基于需求侧的电力系统碳运行调度方法、装置及设 备，其能提供一种基于需求侧减排的碳调度策略，有效降低系统的碳排放量。
[0005]本专利技术第一方面提供一种基于需求侧的电力系统碳运行调度方法，包括：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于需求侧的电力系统碳运行调度方法，其特征在于，包括：考虑发电机功率输出约束、电力供需之间的权力平衡约束和发电爬坡约束，以最小化发电机碳排放成本和消费侧与生产侧的总收益为目标建立第一阶段最优潮流运行优化模型，以确定每个用户的电价，并将所述电价作为第二阶段电力需求优化模型的输入；其中，所述第一阶段最优潮流运行优化模型包括碳排放流模型和碳价格预测模型；所述碳排放流模型是对需求侧碳排放强度进行建模得到的，所述碳价格预测模型是根据历史碳交易价格得到的；考虑电力需求变化约束和可再生能源的安装约束，以消费者总收益最大化为目标构建第二阶段电力需求优化模型，激励用户削减高排放强度的电力需求，得到优化后的电力需求，所述优化后的电力需求输出给所述第一阶段最优潮流运行优化模型优化；其中，所述第二阶段电力需求优化模型包括电价与消费者电力需求的变化关系的DSM模型、所述碳排放流模型和所述碳价格预测模型；对所述第一阶段最优潮流运行优化模型和所述第二阶段电力需求优化模型进行优化循环迭代，直到达到预设迭代条件，得到最优碳调度方案，并根据所述最优碳调度方案对电网进行调度。2.如权利要求1所述的基于需求侧的电力系统碳运行调度方法，其特征在于，所述碳排放流模型是对需求侧碳排放强度进行建模得到的，具体包括：所述碳排放流模型考虑流出支路的碳排放流强度、节点的碳强度及需求节点的碳排放量和发电机的碳排放量；所述流出支路的碳排放流强度为：其中，表示流出支路分支的强度，f
+
、f
‑
分别表示具有流入功率和流出功率的分支集，Gn表示节点n处的发电机，e
Gn
表示发电机向节点n注入功率的碳强度，P
n
表示n支路的潮流，P
Gn
表示从发电机流入节点n的功率，n表示电力系统的节点总数；所述节点的碳强度为：其中，e
n
表示节点的碳强度；所述需求节点的碳排放量和所述发电机的碳排放量分别为：E
Dm，t
＝P
Dm，t
·
e
Dm，t
·
Δt，E
Gk，t
＝P
Gk，t
·
e
Gk
·
Δt；其中，E
Dm，t
、P
Dm，t
、e
Dm，t
分别表示t时刻需求节点m的碳排放量、耗电量、节点排放强度；E
Gk，t
、P
Gk，t
、e
Gk
分别是发电机k在时间t的碳排放量、功率输出和节点碳排放强度。3.如权利要求1所述的基于需求侧的电力系统碳运行调度方法，其特征在于，所述碳价格预测模型是根据历史碳交易价格得到的，具体包括：使用如下初始碳价格预测模型：r
d
＝lnδ
d
‑
lnδ
d
‑1；
其中，r
d
描述了d天的碳排放收益，δ
d
，δ
d
‑1分别表示d天和d
‑
1天的碳交易价格；采用指数广义自回归条件异方差，对所述初始碳价格预测模型进行转化，得到碳价格预测模型：r
d
＝β0+θ
·
r
d
‑1+γ
d
，γ
d
＝σ
d
·
v
d
，其中，α0表示模型残差项参数，α1表示新参数，β0和β1分别表示序列的固有参数，β2是非对称参数，θ是一个小于1的常数；ν
d
服从正态白噪声分布，其均值为0，方差为1，σ
d
是模型在d时刻的条件方差。4.如权利要求1所述的基于需求侧的电力系统碳运行调度方法，其特征在于，所述考虑发电机功率输出约束、电力供需之间的权力平衡约束和发电爬坡约束，以最小化发电机碳排放成本和消费侧与生产侧的总收益为目标建立第一阶段最优潮流运行优化模型，具体包括：建立发电机功率输出约束：建立发电机功率输出约束：其中，P
Gk
和分别表示发电机输出功率的下限和上限，表示支线l在时刻t的功率流，和分别表示支线的功率流的下限和上限，Ω
G
表示电力网络中的发电机集合，L表示电力网络中的分支集合，P
Gk，t
表示发电机在时刻t的输出功率；建立电力供需之间的权力平衡约束：P
′
Dm，t
＝P
Dm，t
‑
ΔP
Dm，t
‑
P
pv，t
；其中，P
Gk，t
表示发电机k在时间t的功率，P
′
Dm，t
表示t时刻需求响应前需求节点m的功率，P
Dm，t
表示t时刻需求节点m的耗电量、ΔP
Dm，t
表示t时刻节点m的需求响应量、P
pv，t
表示光伏在时刻t的输出功率；建立发电爬坡约束：其中，分别表示发电机k的加速极限和减速极限；以最小化发电机碳排放成本和消费侧与生产侧的总收益为目标建立第一目标函数：
其中，C(P
Gk，t
)表示t时刻发电机的总碳排放成本，U(P
′
Dm，t
)为效用函数，以描述用户对购电量的满意度，P
Gk，t
表示发电机k在时间t的输出功率，P
′...

【专利技术属性】
技术研发人员：程兰芬，周保荣，苏祥瑞，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：