一种碳达峰愿景下基于LHS和NSGA-II的省级电网电源规划方法技术

本发明专利技术公开了一种碳达峰愿景下基于LHS和NSGA

【技术实现步骤摘要】
一种碳达峰愿景下基于LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法


[0001]本专利技术涉及能源电力发展规划
，特别是一种碳达峰愿景下基于 LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法。

技术介绍

[0002]近年来，与全球气候变化相关的极端天气、自然灾害频发，给人类生存环境带来了一系列难以逆转的负面影响。加速能源清洁低碳转型，积极应对气候变化逐步成为国际社会的共识。
[0003]在我国，能源活动是CO2的主要排放源，其中，电力部门是重要的碳排放部门。作为最大的CO2排放来源以及支撑终端电气化发展的关键行业，电力行业的低碳转型是实现碳达峰目标的关键，而电源规划在其中发挥至关重要的作用。
[0004]传统的电源规划主要任务是根据规划期内预测的负荷需求量，在满足一定可靠性水平下，确定在何时新建(或新增)何种类型、何种规模的发电厂(或机组)，从而使电力系统能安全运行且投资总费用最小。而在碳达峰的约束下，电源规划必须在传统模型基础上进一步考虑CO2排放等相关要素。目前，针对碳达峰的电源规划研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳达峰愿景下基于LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法，其特征在于：包括，建立煤电机组的煤耗量与CO2排放量计算模型；计及电力碳达峰约束，建立兼顾电源规划方案经济性和清洁性的省级电网电源规划多目标优化模型；设置电源规划目标函数和约束条件所需的相关参数，基于LHS和NSGA
‑
II算法求解并获取电源规划方案的Pareto最优解。2.如权利要求1所述的碳达峰愿景下基于LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法，其特征在于：所述建立煤电机组的煤耗量与CO2排放量计算模型，具体包括，在考虑不同容量煤电机组度电发电煤耗与年利用小时数差异的条件下，建立煤电机组的年煤耗总量计算模型如下：式中，C表示电源规划方案内所有煤电机组的年煤耗总量；m表示煤电机组的某一容量分区；M
total
代表容量分区总数；k
m
表示处于容量区间m内煤电机组的平均度电标准煤耗量；S
m
表示处于容量区间m的煤电机组总容量；T
m,min
为容量区间m内煤电机组的最小年利用小时数；ΔQ
m
为容量区间m内煤电机组在最少发电量，即S
m
×
T
m,min
基础上，按照大容量机组优先发电且不超过自身最大年利用小时数的原则所分配的剩余电量；在考虑不同容量煤电机组度电发电煤耗与年利用小时数差异的条件下，建立煤电机组的CO2年总排放量计算模型为：E＝F0C式中，E为全部煤电机组的CO2年排放总量；F0表示单位质量标准煤的碳排放因子；C表示电源规划方案中所有煤电机组的年煤耗总量。3.如权利要求2所述的碳达峰愿景下基于LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法，其特征在于：所述计及电力碳达峰约束，建立兼顾电源规划方案经济性和清洁性的省级电网电源规划多目标优化模型，具体包括，设置碳达峰愿景下电源规划优化模型的目标函数；设置碳达峰愿景下电源规划优化模型的约束条件；所述目标函数包括经济性目标和清洁性目标；所述约束条件包括碳达峰约束、电力电量平衡约束、调峰平衡约束、电源逐年装机容量上限约束、非化石能源发电装机占比约束、以及非化石能源发电量占比约束。4.如权利要求3所述的碳达峰愿景下基于LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法，其特征在于：所述经济性目标，即规划期内电源规划方案的综合费用最低，具体表达式为：式中，f1表示规划期内电源规划方案的综合费用；t为年份；T0和T
max
分别代表规划起、止年份；和分别代表相对于T0年新增机组的投资费用等年值、年固定运维成本以及年消耗发电原料的费用，三者的具体计算方法如下所示：
式中，Θ
NU
表示新增的电源厂站集合，包括燃煤电厂、燃气电厂、核电厂、水电厂、风电场、光伏电站、生物质发电厂和储能电站；i为Θ
NU
中的某一厂站类型；I表示贴现率；ΔS
i,t
为规划期内截至t年份i类厂站的累计新增装机容量；k
i,t
为t年份i类厂站新增装机容量的单位综合造价；N
i
为i类厂站新增机组的使用寿命；ρ
i,t
为i类厂站t年份的机组单位容量运维成本；Θ
MA
表示原料种类；F
j,t
和U
j
分别为规划期内截止至t年份全部新增机组对第j种燃料的总消耗量及其单位价格。5.如权利要求4所述的碳达峰愿景下基于LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法，其特征在于：所述清洁性目标，即规划期内CO2排放总量最小，具体表达式为：式中，f2为规划期内的CO2排放总量；Θ
FU
为消耗化石能源的发电厂；E
i,t
第i类发电厂在t年份的CO2排放量。6.如权利要求5所述的碳达峰愿景下基于LHS和NSGA
‑
II的省级电网电源规划方法，其特征在于：所述碳达峰约束具体表示为：式中，T为碳达峰年份；E
i,T
为碳达峰年份下第i类化石能源电厂排放的CO2总量；为预期的CO2排放量达峰年份集合；年份集与T的取值有关，即当时，为规划期内除T0外其余年份所构成的集合；所述电力平衡约束具体表示为：式中，Θ
U
为原有和新增的全部电源厂站构成的集合；P
i,t
为i类型厂站在t年份的装机容量；β
i
表示i类型厂站的出力受阻系数；ΔP
t
为规划区域联络线上的净受入容量；D
t,max
表示t年份的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋海玮，张明理，潘霄，赵琳，张娜，侯依昕，杨天蒙，商文颖，程孟增，吉星，徐熙林，刘广朔，赵竞智，刘禹彤，胡旌伟，王宗元，李金起，张玫珊，刘凯，杨方圆，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：