一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，包括：步骤1，建立零和博弈的低碳激励机制；步骤2，构建碳排放P2P交易框架；步骤3，构建电气互联系统双层组合优化模型；步骤4，对双层模型进行迭代运算，获取考虑P2P交易的低碳经济调度结果。本发明专利技术设计了一种低碳激励机制，通过低碳激励信号引导系统内低碳资源的优化配置；构建P2P交易框架，为多类型多能园区提供碳交易、能源交易的平台；根据系统的碳排放特性建立碳排放目标；通过KKT最优性条件和线性对偶理论将模型转化为混合整数线性规划问题进行求解，最终获得全局最优的定价策略。局最优的定价策略。局最优的定价策略。

【技术实现步骤摘要】
一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法


[0001]本专利技术涉及电气互联系统领域，具体涉及一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法。

技术介绍

[0002]随着碳中和目标的提出，未来配网必然出现大量分散式、小规模的分布式能源。与此同时，各类能源在物理层面的耦合将扩展至市场层面，配网中将有大量具备独立决策能力的能源产销者参与市场竞争。然而，不同于批发市场，分布式能源交易具有参与者数量众多、单笔小额、位置分散等特点。在此背景下，如何在考虑多能源协同运行特点的基础上，构建有效的配网交易机制，引导碳减排技术与资源的优化配置，是能源系统低碳化研究不可或缺的部分。
[0003]现有研究对于综合能源系统低碳优化运行以及P2P交易模型的应用进行了有益的探索，但仍存在几个方面的不足：一是现有研究较少考虑通过实时碳排放控制实现电气互联系统的优化调度；二是从交易的角度来看，如何通过低碳激励机制引导低碳资源的优化配置是现有研究中缺失的；三是目前该方面的研究还是以能源交易为主，对能源交易与碳交易耦合环境下电气互联系统优化调度研究较少；四是目前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立零和博弈的低碳激励机制；步骤2，构建碳排放P2P交易框架；步骤3，构建电气互联系统双层组合优化模型，上层模型考虑电气互联系统的实时碳排放总量控制，以电气互联系统低碳经济运行成本最小为目标建立目标函数，包括经济成本最优和碳排放控制效果最优，约束条件包括电力网络约束和天然气网络约束，下层模型以低碳激励机制下多能园区的运行成本和环境成本最低为目标，约束条件包括电、热、气功率平衡约束、电储能约束、储热约束、能源转换约束及多能园区的碳排放约束；步骤4，对双层模型进行迭代运算，获取考虑P2P交易的低碳经济调度结果。2.根据权利要求1所述的一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，其特征在于，步骤1建立零和博弈的低碳激励机制的具体方法如下：在低碳激励机制下，设定所有多能园区碳配额的总和为定值，如下式在低碳激励机制下，设定所有多能园区碳配额的总和为定值，如下式在低碳激励机制下，设定所有多能园区碳配额的总和为定值，如下式式中，Ω
EH
(j)为多能园区的集合；E
h，t
为多能园区h在时刻t的碳配额；为所有多能园区的碳配额总和；为碳管理商所获碳收益；为碳市场碳交易价格；S
h，t
为多能园区h在时刻t的实际碳排放；β
t
和Υ
t
分别为碳排放奖励因子以及惩罚因子。3.根据权利要求1所述的一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，其特征在于，步骤2构建碳排放P2P交易框架的步骤为：步骤2.1，数据初始化，电气互联系统给各多能园区下发初始电价、气价、碳配额信息；步骤2.2，内部工序平衡，具体多能园区h内部供需平衡目标函数为：步骤2.2，内部工序平衡，具体多能园区h内部供需平衡目标函数为：步骤2.2，内部工序平衡，具体多能园区h内部供需平衡目标函数为：步骤2.2，内部工序平衡，具体多能园区h内部供需平衡目标函数为：式中，为多能园区h的成本函数；P
h，t
表示时刻t配网给多能园区h提供的有功功率；为市场上的电价；G
h，t
表示多能园区h的耗气量；为气价；为气价；和为
多能园区内部自平衡优化形成的对外购售电功率、热功率、碳配额的需求；和分别为多能园区从其他多能园区购售电功率、热功率、碳配额的价格；步骤2.3，各多能园区以最大化预期经济效益、最小化预期经济成本为目标确定报价/投标价格，其最优竞价目标函数为：式中，Ψ
e，t
为多能园区作为卖方的收益函数，和为待优化的电、热、碳报价价格；和ρ、和h、和s分别为电、热、碳报价价格的上下限；和为卖方多能园区选择买方多能园区的预期交易电功率、热功率、碳配额；为市场上的电价、热价；在竞价过程中需要满足的约束条件为：价过程中需要满足的约束条件为：价过程中需要满足的约束条件为：价过程中需要满足的约束条件为：价过程中需要满足的约束条件为：价过程中需要满足的约束条件为：步骤2.4，卖方和买方最佳匹配的社会福利ψ
e，f，t
可表示为：式中，和为买方实际成交的电功率、热功率、碳配额；为卖方实际成交的电功率、热功率、碳配额；电功率、热功率与碳配额交易需满足的约束类似，电功率交易约束如下：电功率、热功率与碳配额交易需满足的约束类似，电功率交易约束如下：电功率、热功率与碳配额交易需满足的约束类似，电功率交易约束如下：
步骤2.5，交割，作为卖方的多能园区需根据交易结果发电，配网负责将该电量配送到对应的买方处，当买方和卖方出现交易偏差时，由配网承担兜底责任。4.根据权利要求1所述的一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，其特征在于，步骤3构建电气互联系统双层组合优化模型的具体步骤为：步骤3.1，上层优化模型考虑电气互联系统低碳经济运行成本最小，包括经济成本最优和碳排放控制效果最优，关于经济成本的目标函数可表示为：式中：右边第一项为电气互联系统在电力市场上的购电成本，Ω
UP
(j)表示与节点j相连的上级电网节点的集合，P
x，t
表示时刻t上级电网节点向节点j注入的有功；右边第二项为电气互联系统在天然气市场上的购气成本，Ω
NW
(m)表示与节点m相连的天然气井的集合，G
w，t
表示天然气井w提供的天然气流量；右边第三项为配网向能源集成商出售电能、天然气的获取的收益，和分别为配网向能源集成商售电、售气的价格；系统碳排放控制效果可利用系统实时碳排放目标与实际碳排放之间的关系进行建模，可表示为：式中：为电气互联系统的实时低碳排放目标值；为单位电功率的碳排放强度；为单位天然气的碳排放强度；步骤3.2，根据电气互联系统由配电网和配气网构成，建立系统约束，系统约束包括电力网络约束和天然气网络约束，具体如下：电力网络约束：式中：Ω
PL
表示电力网络中所有支路的集合；Ω
OL
表示含有载调压变压器支路的集合；P
j，t
和P
ij，t
分别表示时刻t由节点j
→
k和节点i
→
j的有功；r
ij
表示线路ij的电阻；I
ij，t
表示时刻t流经线路ij电流I
ij，t
的平方；P
j，t
表示时刻t节点j处的有功负荷；Ω
wid
...

【专利技术属性】
技术研发人员：施勇，张昊，徐韬，刘睿，张佳裕，陈聪，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：