一种多能园区低碳运行优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多能园区低碳运行优化方法及装置。所述多能园区低碳运行优化方法包括：根据电网对多能园区输入的电量、碳流量的预测曲线，计算多能园区的电网节点碳势；根据所述电网节点碳势，构建储能充放电状态判断模型；以发电成本、碳排放成本和储能运行成本的总和最小构造目标函数，结合所述储能充放电状态判断模型和构造的约束条件，求解多能园区内各类发电机组运行曲线和储能充放电曲线；根据所述各类发电机组运行曲线和所述储能充放电曲线，计算多能园区在储能系统建设前后的碳减排量。本发明专利技术能够对多能园区低碳运行进行优化，有效降低多能园区碳排放。有效降低多能园区碳排放。有效降低多能园区碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种多能园区低碳运行优化方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统低碳运行
，尤其涉及一种多能园区低碳运行优化方法及装置。

技术介绍

[0002]随着能源问题与气候变化问题的日益突出，实现低碳发展、减少化石能源的过度消耗逐渐成为人类社会的共同目标。电力行业低碳转型被认为是低碳发展的关键，也是实现“碳达峰、碳中和”目标的核心举措。
[0003]近年来，碳排放流理论为低碳电力带来了新的方向。碳排放流被视为类比于电网中有功潮流存在的一种虚拟网络流，用于表征某一支路上所流过功率对应的碳排放。在引入碳排放流后，可根据任意已知的系统潮流分布得到系统任意节点的实时碳势，指导分布式电源调节出力，来实现系统碳排放最小。目前，基于碳排放流的低碳多能源系统相关研究主要集中在宏观论述与规划层面，对于优化运行的研究相对较少。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种多能园区低碳运行优化方法及装置，能够对多能园区低碳运行进行优化，有效降低多能园区碳排放。
[0005]为了解决上述技术问题，第一方面，本专利技术一实施例提供一种多能园区低碳运行优化方法，包括：
[0006]根据电网对多能园区输入的电量、碳流量的预测曲线，计算多能园区的电网节点碳势；
[0007]根据所述电网节点碳势，构建储能充放电状态判断模型；
[0008]以发电成本、碳排放成本和储能运行成本的总和最小构造目标函数，结合所述储能充放电状态判断模型和构造的约束条件，求解多能园区内各类发电机组运行曲线和储能充放电曲线；
[0009]根据所述各类发电机组运行曲线和所述储能充放电曲线，计算多能园区在储能系统建设前后的碳减排量。
[0010]进一步地，所述电网节点碳势为：
[0011][0012]其中，e
k
为多能园区第k个节点消耗单位电量所造成的等效发电侧碳排放值；N
+
为与第k个节点相连的支路中有碳流流入的所有支路的集合；l为支路号；R
l
为第l条支路的碳流率，F为第l条支路的碳流量，t
m
为单位时间；P
l
为第l条支路在第k个节点的注入功率。
[0013]进一步地，所述储能充放电状态判断模型为：
[0014][0015]其中，M为数量级为104的正整数，y1、y2均为0/1变量，为储能在t时刻的放电碳势，t∈[0，T]，T为预设周期，e
k,t
为多能园区第k个节点在t时刻的充电碳势；当y1＝0、y2＝1，且时，储能处于放电状态，当y1＝1、y2＝0，且时，储能处于充电状态，当y1＝y2＝0，且时，储能处于离网状态。
[0016]进一步地，所述目标函数为：
[0017][0018]其中，T为预设周期，t∈[0，T]；分别为多能园区内第v个风力发电机组、第m个光伏发电机组、第n个燃气发电机组的单位运行成本，伏发电机组、第n个燃气发电机组的单位运行成本，分别为第v个风力发电机组、第m个光伏发电机组、第n个燃气发电机组在t时刻的发电功率；c
emi
为碳税，为第n个燃气发电机组在t时刻的碳势，C
ESS
为储能的单位运行成本，P
t
为储能在t时刻的充电或放电功率。
[0019]进一步地，所述约束条件包括线路潮流约束、机组运行约束和多能负荷平衡约束。
[0020]进一步地，所述线路潮流约束包括线路功率约束和节点电压约束；
[0021]所述线路功率约束：
[0022]|P
l
|≤P
lmax
，|Q
l
|≤Q
lmax
；
[0023]其中，P
l
为第l条支路的有功功率，P
lmax
为第l条支路的最大有功功率；Q
l
为第l条支路的无功功率，Q
lmax
为第l条支路的最大无功功率；
[0024]所述节点电压约束：
[0025]U
k,min
≤U
k
≤U
k,max
；
[0026]其中，U
k
为多能园区第k个节点的电压，U
k,min
为第k个节点的最小电压，U
k,max
为第k个节点的最大电压。
[0027]进一步地，所述机组运行约束包括机组功率约束和机组爬坡约束；
[0028]所述机组功率约束：
[0029]P
jGkmin
≤P
jGk,t
≤P
jGkmax
；
[0030]其中，P
jGk,t
为多能园区内第j个机组在t时刻的出力功率，P
jGkmin
为第j个机组的最小出力功率，P
jGkmax
为第j个机组的最大出力功率；
[0031]所述机组爬坡约束为：
[0032][0033]其中，P
jGk,t
‑1为第j个机组在t
‑
1时刻的出力功率，为时段[t
‑
1，t]内第j个机组可向下调节的最大出力功率，为时段[t
‑
1，t]内第j个机组可向上调节的最大出力功率。
[0034]进一步地，所述多能负荷平衡约束为：
[0035][0036]其中，L
t
是多能园区在t时刻的负荷需求量；P
tgrid
为t时刻电网向多能园区传输的功率，分别为多能园区内第v个风力发电机组、第m个光伏发电机组、第n个燃气发电机组在t时刻的发电功率。
[0037]进一步地，所述多能园区在储能系统建设前后的碳减排量为：
[0038][0039]其中，E0和E'分别为多能园区在储能系统建设前后的碳排放量，由电网向多能园区传输的碳量、多能园区内机组碳排放量两部分组成；P
G0,t
和P
G0,t
'分别为多能园区在储能系统建设前后的t时刻的电网向多能园区传输的有功功率；和分别为多能园区在储能系统建设前后第n个燃气机组在t时刻的出力；e
G0,t
为电网在t时刻的碳势；为第n个燃气发电机组在t时刻的碳势；t∈[0，T]，T为预设周期。
[0040]第二方面，本专利技术一实施例提供一种多能园区低碳运行优化装置，包括：
[0041]电网节点碳势计算模块，用于根据电网对多能园区输入的电量、碳流量的预测曲线，计算多能园区的电网节点碳势；
[0042]状态判断模型构建模块，用于根据所述电网节点碳势，构建储能充放电状态判断模型；
[0043]储能系统运行建设模块，用于以发电成本、碳排放成本和储能运行成本的总和最小构造目标函数，并结合所述储能充放电状态判断模型和构造的约束条件，求解多能园区内各类发电机组运行曲线和储能充放电曲线；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能园区低碳运行优化方法，其特征在于，包括：根据电网对多能园区输入的电量、碳流量的预测曲线，计算多能园区的电网节点碳势；根据所述电网节点碳势，构建储能充放电状态判断模型；以发电成本、碳排放成本和储能运行成本的总和最小构造目标函数，结合所述储能充放电状态判断模型和构造的约束条件，求解多能园区内各类发电机组运行曲线和储能充放电曲线；根据所述各类发电机组运行曲线和所述储能充放电曲线，计算多能园区在储能系统建设前后的碳减排量。2.如权利要求1所述的多能园区低碳运行优化方法，其特征在于，所述电网节点碳势为：其中，e
k
为多能园区第k个节点消耗单位电量所造成的等效发电侧碳排放值；N
+
为与第k个节点相连的支路中有碳流流入的所有支路的集合；l为支路号；R
l
为第l条支路的碳流率，F为第l条支路的碳流量，t
m
为单位时间；P
l
为第l条支路在第k个节点的注入功率。3.如权利要求1所述的多能园区低碳运行优化方法，其特征在于，所述储能充放电状态判断模型为：其中，M为数量级为104的正整数，y1、y2均为0/1变量，为储能在t时刻的放电碳势，t∈[0，T]，T为预设周期，e
k,t
为多能园区第k个节点在t时刻的充电碳势；当y1＝0、y2＝1，且时，储能处于放电状态，当y1＝1、y2＝0，且时，储能处于充电状态，当y1＝y2＝0，且时，储能处于离网状态。4.如权利要求1所述的多能园区低碳运行优化方法，其特征在于，所述目标函数为：其中，T为预设周期，t∈[0，T]；分别为多能园区内第v个风力发电机组、第m个光伏发电机组、第n个燃气发电机组的单位运行成本，组、第m个光伏发电机组、第n个燃气发电机组的单位运行成本，分别为第v个风力发电机组、第m个光伏发电机组、第n个燃气发电机组在t时刻的发电功率；c
emi
为碳税，为第n个燃气发电机组在t时刻的碳势，C
ESS
为储能的单位运行成本，P
t
为储能在t时刻的充电或放电功率。
5.如权利要求1所述的多能园区低碳运行优化方法，其特征在于，所述约束条件包括线路潮流约束、机组运行约束和多能负荷平衡约束。6.如权利要求5所述的多能园区低碳运行优化方法，其特征在于，所述线路潮流约束包括线路功率约束和节点电压约束；所述线路功率约束：|P
l
|≤P
lmax
，|Q
l
|≤Q
lmax
；其中，P
l
为第l条支路的有功功率，P
lmax
为第l条支路的最大有功功率；Q
l
为第l条支路的无功功率，Q
lmax
为第l条支路的最大无功功率；所述节点电压约束：U<...

【专利技术属性】
技术研发人员：郇嘉嘉，沈欣炜，柴兆元，乔百豪，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：