一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，包括以下步骤：S1、基于多微网碳生态评价指标体系，构建多微网碳生态评估模型；S2、基于多微网碳生态评估模型，基于SOS的多微网构架，构建多微网碳生态能量管理模型；S3、设定考虑奖惩机制的多微网能量管理目标函数，采用柱约束生成算法与Benders算法对多微网碳生态能量管理模型进行求解，得到多微网能量分配结果；S4、根据多微网能量分配结果，相应协调控制多微网系统的运行。与现有技术相比，本发明专利技术能够实现多微网碳生态平衡和经济运行的最优控制。的最优控制。的最优控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法


[0001]本专利技术涉及多微网能量调度管理
，尤其是涉及一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法。

技术介绍

[0002]随着碳中和碳达峰目标的提出，充分协调碳排放的削减和微电网的运行效益，使二者达到平衡，已经成为目前微电网领域一个备受关注的问题。多能耦合的微电网也称之为综合能源系统，它将电网、热网、气网联系起来，通过多种能源的耦合，能够实现多能转化、优势互补，在提高多种能源整体利用效率的同时也促进了可再生能源的消纳。
[0003]针对微电网碳排放的削减，现阶段主要依靠一些基于储碳设备的碳捕集装置，从而促进整个系统的低碳经济运行。然而由于天气等原因，新能源发电的出力存在很大的随机性和不确定性，同时随着电动汽车等新型负荷的出现，用户端的电负荷和热负荷的不确定性也大大增加，因此想要构建能够协调综合能源系统碳生态和系统效益的能量管理体系，仍然存在着巨大的挑战。此外，当前的降低碳排放的方法比较单一且对于减排程度没有统一的标准，所建立的调度系统没有考虑到在碳中和背景下，会存在部分微电网为了追逐自身利益而虚报减排数据，进而影响多微网整体减排目标和利益。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，以实现多微网碳生态平衡和经济运行的最优控制。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，包括以下步骤：
[0006]S1、基于多微网碳生态评价指标体系，构建多微网碳生态评估模型；
[0007]S2、基于多微网碳生态评估模型，基于SOS的多微网构架，构建多微网碳生态能量管理模型；
[0008]S3、设定考虑奖惩机制的多微网能量管理目标函数，采用柱约束生成算法与Benders算法对多微网碳生态能量管理模型进行求解，得到多微网能量分配结果；
[0009]S4、根据多微网能量分配结果，相应协调控制多微网系统的运行。
[0010]进一步地，所述步骤S1具体包括以下步骤：
[0011]S11、收集多微网碳生态的影响因素，以选取多微网碳生态评价指标；
[0012]S12、确定各评价指标之间的关联度，并给评价指标赋权；
[0013]S13、结合模糊综合评价方法，获取碳生态评价结果，以此构建多微网碳生态评估模型。
[0014]进一步地，所述步骤S11中多微网碳生态评价指标具体为双层碳生态评价指标：从系统的碳中和水平、系统的满意度水平、系统与外界的交互水平、系统应对外界压力的水平这四个方面构建多微网系统的碳生态评价指标体系，并设立为一级评价指标；在此基础上
继续细分相对应的二级评价指标。
[0015]进一步地，所述步骤S12具体是基于主客观权重优化组合方式，以实现对评价指标的赋权。
[0016]进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0017]S21、基于SOS的多微网构架，将多微网的能量管理分为两层，并根据多微网中的发电储能设备，分别构建各独立元件模型；
[0018]S22、设定相应约束条件，以碳生态指标和经济指标最优作为目标，构建多微网碳生态能量管理模型。
[0019]进一步地，所述S21中多微网的能量管理分为：上层，综合能量管理；下层，子微网能量管理；
[0020]独立元件模型包括光伏模型、风机模型、富氧电厂模型、碳捕及设备模型和储能设备模型。
[0021]进一步地，所述步骤S22中约束条件包括各设备的功率平衡约束、微网间的功率交换平衡约束、碳中和排放约束。
[0022]进一步地，所述步骤S22中以碳生态指标和经济指标最优作为目标，分别得到子微网能量管理目标函数和多微网能量管理目标函数，其中，所述子微网能量管理目标函数具体为：
[0023][0024][0025]其中，为第i个子微网在t时刻的柴油发电机的启停成本，为第i个子微网在t时刻的柴油发电机的燃料成本，为第i个子微网在t时刻的储能的充放电成本，为第i个子微网在t时刻的切负荷成本，为第i个子微网在t时刻的碳治理成本，为第i个子微网在t时刻的购电成本，为第i个子微网在t时刻的售电成本，为第i个子微网在t时刻的碳生态水平涌现收益，λ
i,t
为第i个子微网在t时刻碳生态水平，δ为收益系数；
[0026]所述多微网能量管理目标函数具体为：
[0027][0028]其中，ω
i
是第i个子微网基于碳生态结构分析的权重值。
[0029]进一步地，所述步骤S3中设定考虑奖惩机制的多微网能量管理目标函数的具体过程为：
[0030]分别设定碳排放达标奖惩机制和虚假信息惩罚机制，以分别确定碳排放达标成本和虚假信息风险成本；
[0031]结合子微网能量管理目标函数、碳排放达标成本和虚假信息风险成本，确定出考虑奖惩机制的多微网能量管理目标函数。
[0032]进一步地，所述碳排放达标成本具体为：
[0033][0034]其中，K
si，t
为第i个子微网在t时刻实际碳排放量，K
b
为单位时间内的碳排标准，η
risk
为碳排放超标惩罚系数；
[0035]所述虚假信息风险成本具体为：
[0036]C
ri
＝(1
‑
α
i
)ΔT
i
β
risk
[0037]其中，α
i
为第i个子微网上报虚假信息被监测出的概率，ΔT
i
为第i个子微网虚假碳排差额，β
risk
为虚假信息惩罚系数；
[0038]由此得到考虑奖惩机制的子微网能量管理目标函数为：
[0039]M
ri
＝M
i
+C
bdi
+C
ri
[0040]得到考虑奖惩机制的多微网能量管理目标函数为：
[0041][0042]与现有技术相比，本专利技术基于多微网碳生态，采用双层指标的方式建立了碳生态评价指标体系，充分地考虑了影响碳生态的各方面因素，并采用了层次分析法，主客观权重组合优化赋权法，模糊综合评价法构建了多微网碳生态评价模型；
[0043]之后针对现阶段多微网碳生态水平不足的问题，在建模的过程中加入了富氧电厂、碳补集设备等装置模型，提升了多微网总体的低碳水平，同时采用SOS构架对多微网进行建模，在保证多微电网碳生态指标和经济指标最优的情况下也保证了子微网系统的利益，大大地提高了能量管理效率和质量；
[0044]最后对于可能存在的子微电网碳排不达标和虚报碳排信息的现象，分别设立了碳排达标奖惩体系和虚假信息监督机制，保证了微网个体的利益和多微网系统性整体的碳生态水平，能够将成本按照成员的边际贡献度进行分配，使分配结果更能让各子微电网接受。
[0045]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、基于多微网碳生态评价指标体系，构建多微网碳生态评估模型；S2、基于多微网碳生态评估模型，基于SOS的多微网构架，构建多微网碳生态能量管理模型；S3、设定考虑奖惩机制的多微网能量管理目标函数，采用柱约束生成算法与Benders算法对多微网碳生态能量管理模型进行求解，得到多微网能量分配结果；S4、根据多微网能量分配结果，相应协调控制多微网系统的运行。2.根据权利要求1所述的一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：S11、收集多微网碳生态的影响因素，以选取多微网碳生态评价指标；S12、确定各评价指标之间的关联度，并给评价指标赋权；S13、结合模糊综合评价方法，获取碳生态评价结果，以此构建多微网碳生态评估模型。3.根据权利要求2所述的一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，所述步骤S11中多微网碳生态评价指标具体为双层碳生态评价指标：从系统的碳中和水平、系统的满意度水平、系统与外界的交互水平、系统应对外界压力的水平这四个方面构建多微网系统的碳生态评价指标体系，并设立为一级评价指标；在此基础上继续细分相对应的二级评价指标。4.根据权利要求2所述的一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，所述步骤S12具体是基于主客观权重优化组合方式，以实现对评价指标的赋权。5.根据权利要求1所述的一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S21、基于SOS的多微网构架，将多微网的能量管理分为两层，并根据多微网中的发电储能设备，分别构建各独立元件模型；S22、设定相应约束条件，以碳生态指标和经济指标最优作为目标，构建多微网碳生态能量管理模型。6.根据权利要求5所述的一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，所述S21中多微网的能量管理分为：上层，综合能量管理；下层，子微网能量管理；独立元件模型包括光伏模型、风机模型、富氧电厂模型、碳捕及设备模型和储能设备模型。7.根据权利要求6所述的一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，所述步骤S22中约束条件包括各设备的功率平衡约束、微网间的功率交换平衡约束、碳中和排放约束。8.根据权利要求7所述的一种基于碳生态的多微网能量协调控制方法，其特征在于，所述步骤S22中以碳生态...

【专利技术属性】
技术研发人员：林翰，王鸿，程丽宁，王致杰，葛琼宇，崔高扬，周显利，李佩樾，张庆岭，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：