一种考虑碳价不确定性的综合能源系统低碳调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑碳价不确定性的综合能源系统低碳调度方法，属于综合能源调度领域。该方法首先分析了碳价不确定性碳交易成本的计算方法；其次，将考虑碳价不确定性后的碳交易成本计入电

【技术实现步骤摘要】
一种考虑碳价不确定性的综合能源系统低碳调度方法


[0001]本专利技术涉及综合能源调度领域，具体涉及一种考虑碳价不确定性的综合能源系统低碳调度方法。

技术介绍

[0002]综合能源系统(integrated energy system，IES)已成为全世界解决能源问题的关键技术之一。风电、光伏等新能源接入电网技术虽然已经有了很大的发展，但是，其间歇性和确定性依然影响着其接入大电网。在我国当前状况下，需要大力发展清洁能源，实现双碳目标。在此目标下，IES的优化研究逐渐充传统的经济调度向低碳经济调度。在低碳经济调度中，必须要考虑碳交易成本。而在建立低碳经济调度模型中，通常将碳的价格设置为固定值，而实际碳交易市场中的碳价格是随市场波动的，这就导致建立的低碳经济调度模型不能够真实的反映碳交易的市场过程。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种考虑碳价不确定性的综合能源系统低碳调度方法。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005]一种综合能源系统低碳调度方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1：采用条件风险价值CvaR方法计算考虑碳价不确定性后的碳交易成本；
[0007]步骤S2：将考虑碳价不确定性后的碳交易成本计入电
‑
热综合能源系统日前调度模型；
[0008]步骤S3：运用光滑化法将步骤S2中建立的调度模型转化为混合整数线性调度模型；
[0009]步骤S4：将居民电负荷、风电的日前预测数据导入混合整数线性调度模型，并利用优化工具求解该模型，得到综合能源系统日前调度结果。
[0010]可选地，所述步骤S1具体包括以下步骤：考虑碳价不确定性前，固定碳价为π，考虑不确定性后的碳价π
′
为：
[0011]π
′
＝π+ξ
[0012]式中，ξ为碳价预测误差，服从正态分布N(0,δ)，取δ＝0.1π，碳价预测误差的概率密度函数为y(ξ)；
[0013]CHP碳排放初始配额C
chp
为：
[0014][0015]C
chp
为CHP机组的碳排放初始配额，χ
h
表示CHP机组产生单位热量的碳排放配额系数，0.385kg/(kW
·
h)，χ
p,h
表示电功率和热功率的转换参数，6
×
103kJ/kW，P
tchp
和分别为CHP机组的电功率和热功率；
[0016]计算CHP机组实际碳排放C
chp,a
：
[0017][0018]a1,b1,c1为CHP机组碳排放计算系数。
[0019]考虑碳价不确定性后的碳交易成本可以表述为：
[0020][0021]利用条件风险价值CvaR方法计算考虑碳价不确定性后的碳交易成本为：
[0022][0023]其中，β为置信度，z为辅助变量，E表示求期望值。
[0024]可选地，所述步骤S3中，将随机变量ξ进行蒙特卡洛抽样，抽取I个样本，同时引入辅助变量s＝[s1,...s
I
]，最后考虑碳价不确定性的碳交易成本可以被线性化为
[0025][0026]可选地，所所述步骤S2中的模型的约束条件包括电网约束和热网约束。
[0027]可选地，电网约束包括：功率平衡约束、从主网购电约束、CHP约束、电池充放电约束、风电出力约束、热泵功率约束与碳价不确定性的碳交易约束。
[0028]可选地，热网约束包括：热源节点热能获取约束、热能平衡约束、储热约束、温降和管道延时约束。
[0029]一种计算机可读的存储介质，存储有计算机指令，所述指令被执行时，能够实现上述任一所述的调度方法。
[0030]本专利技术的有益效果：
[0031]本专利技术建立了一种考虑碳价不确定性的综合能源系统低碳调度方法，该调度方法考虑了真实碳交易中的碳价不确定性，可以更加真实的反映碳交易过程，有利于低碳经济调度的实现。
附图说明
[0032]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0033]图1为本专利技术的电
‑
热综合能源系统的结构图；
[0034]图2为本专利技术的风电和电负荷的预测数据和误差；
[0035]图3为本专利技术的调度模型优化结果。
具体实施方式
[0036]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]在本专利技术的一些示例中，综合能源系统日前调度方法，所述评估方法包括如下步骤：
[0038]步骤S1：采用条件风险价值CvaR方法计算考虑碳价不确定性后的碳交易成本；
[0039]1)考虑碳价不确定性前，固定碳价为π，假设不确定碳价符合正态分布。于是，考虑不确定性后的碳价π
′
为：
[0040]π
′
＝π+ξ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0041]式中，ξ为碳价预测误差，服从正态分布N(0,δ)，取δ＝0.1π，碳价预测误差的概率密度函数为y(ξ)。
[0042]2)根据碳排放的目标，首先要制定碳排放初始配额，对于CHP，其碳排放初始配额E
chp
为：
[0043][0044]C
chp
为CHP机组的碳排放初始配额，χ
h
表示CHP机组产生单位热量的碳排放配额系数，χ
p,h
表示电功率和热功率的转换参数，6
×
103kJ/kW，P
tchp
和分别为CHP机组的电功率和热功率。
[0045]制定碳排放初始配额后，要确定综合能源各机组的实际碳排放。对于CHP机组而言，其实际碳排放C
chp,a
通常采用下式表示：
[0046][0047]a1,b1,c1为CHP机组碳排放计算系数。
[0048]3)考虑碳价不确定性后的碳交易成本可以表述为：
[0049][0050]4)利用条件风险价值CvaR方法计算考虑碳价不确定性后的碳交易成本为：
[0051][0052]其中，β为置信度，z为辅助变量，E表示求期望值
[0053]步骤S2：将考虑碳价不确定性后的碳交易成本计入电
‑
热综合能源系统日前调度模型。
[0054]1)计入碳价不确定性碳交易成本的调度模型的目标函数为：
[0055][0056][0057][0058][0059]式中：F
chp
为CHP机组的运行成本；F
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统低碳调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：采用条件风险价值CvaR方法计算考虑碳价不确定性后的碳交易成本；步骤S2：将考虑碳价不确定性后的碳交易成本计入电
‑
热综合能源系统日前调度模型；步骤S3：运用光滑化法将步骤S2中建立的调度模型转化为混合整数线性调度模型；步骤S4：将居民电负荷、风电的日前预测数据导入混合整数线性调度模型，并利用优化工具求解该模型，得到综合能源系统日前调度结果。2.根据权利要求1所述的综合能源系统低碳调度方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：考虑碳价不确定性前，固定碳价为π，考虑不确定性后的碳价π
′
为：π
′
＝π+ξ式中，ξ为碳价预测误差，服从正态分布N(0,δ)，取δ＝0.1π，碳价预测误差的概率密度函数为y(ξ)；CHP碳排放初始配额C
chp
为：C
chp
为CHP机组的碳排放初始配额，χ
h
表示CHP机组产生单位热量的碳排放配额系数，0.385kg/(kW
·
h)，χ
p,h
表示电功率和热功率的转换参数，6
×
103kJ/kW，P
tchp
和分别为CHP机组的电功率和热功率；计算CHP机...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，李娜，周炳，杨旭升，王楠，高赐威，陈涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：