基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法，包括：（1）基于电力系统在某时刻购买和出售绿色证书的数量构建绿色证书交易成本模型；（2）基于某时刻火电机组碳排放、碳排放配额的分配构建碳交易模型；（3）结合风电运行成本和弃风惩罚成本建立经济目标函数模型；同时建立风电机组排放量的目标函数；（4）构建结合系统功率平衡约束和网损、系统旋转备用约束、绿色证书配额约束、机组约束、火电机组爬坡约束和风电功率约束的约束条件；（5）采用多目标问题优化算法求解绿色用能优化调度模型，输出最终的优化调度方案。在经济调度目标模型中引入弃风惩罚机制，提高绿色用能的适应性，实现绿色用能的优化调度。实现绿色用能的优化调度。

【技术实现步骤摘要】
基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法


[0001]本专利技术涉及电力系统能源调度领域，尤其涉及一种基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法。

技术介绍

[0002]绿证即绿色电力证书，是国家对发电企业每兆瓦时非水可再生能源上网电量颁发的具有独特标识代码的电子证书，是非水可再生能源发电量的确认和属性证明以及消费绿色电力的唯一凭证。近年来，环境污染及化石能源短缺等问题日益突出，为促进经济结构绿色转型，实现“双碳”目标，减少污染排放，促进可再生能源的发展，同时引入绿色证书交易机制，对于电力系统节能减排有着重要的意义。
[0003]目前国内外学者对碳交易机制和绿色证书交易机制已有较为深入的研究，如何将绿色证书交易机制引入电力系统调度模型中实现电力系统的环境经济调度的问题是一个典型的高纬度非线性的问题，现有技术只是单一的将绿色证书交易机制应用在电力系统中，形成单一目标问题，容易陷入局部最优，丧失多样性。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决现有技术的电力系统优化调度方法只是单一应用绿色证书并未实现优化调度的问题，提供一种基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方发，采用多目标算法，提高算法效率，保持种群多样性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法，包括：（1）基于电力系统在某时刻购买和出售绿色证书的数量构建绿色证书交易成本模型；（2）基于某时刻火电机组碳排放、碳排放配额的分配构建碳交易模型；（3）结合风电运行成本和弃风惩罚成本建立经济目标函数模型；同时建立风电机组排放量的目标函数；（4）构建结合系统功率平衡约束和网损、系统旋转备用约束、绿色证书配额约束、机组约束、火电机组爬坡约束和风电功率约束的约束条件；（5）采用多目标问题优化算法求解绿色用能优化调度模型，输出最终的优化调度方案。绿色证书是可再生能源的配额制的辅助工具，其中可再生能源配额指标是指政府规定发电企业中可再生能源发电量要达到或者占有总发电量的一定比例，政府将发电企业生产的绿色电能可以按比例量化为绿色证书。随着可再生能源配额比例的提高，系统的紧急成本也在增加，但污染物的排放量减少，同时风电日渐消纳量也会增加，风电弃风率随之降低或者从绿色证书市场购买绿色证书，实现绿色用能的优化调度。
[0006]作为优选，所述基于电力系统在某时刻购买和出售绿色证书的数量构建绿色证书交易成本模型包括：当发电企业生产的绿色证书超过配额指标时，出售绿色证书获取利润；
当发电企业生产的绿色证书少于配额指标时，购买绿色证书。
[0007]作为优选，所述基于某时刻火电机组碳排放、碳排放分配额的分配构建碳交易模型包括：当企业实际产出的碳排放量大于给定配额是时，在市场上购买碳排放配额；当企业实际产出的碳排放量小于给定配额时，在市场上上出售碳排放配额获取利润。目前，碳分配额主要有免费分配、拍卖分配、免费分配和拍卖分配混合分配三种方式。当企业实际产出的碳排放量大于给定配额是时，在市场上购买碳排放配额；作为优选，所述风电运行成本包括风电场发电单位功率的成本与单位风机的发电功率与总风机数的积。
[0008]作为优选，所述弃风惩罚成本包括当下风电场的预测功率与当下风电场的实际功率的差值与弃风成本系数的积，所述经济目标函数模型包括火电发电成本、绿色证书交易成本、风电弃风惩罚成本以及风电场运行成本。
[0009]作为优选，所述构建系统旋转备用容量约束包括：取系统负荷的一部分作为系统的风电出力突然增加或减少引起的上调旋转或者下调旋转的备用容量。
[0010]作为优选，所述构建绿色证书配额约束包括将可再生能源配额的数量量化为绿色证书的数量。
[0011]作为优选，所述构建火电机组爬坡约束包括根据火电机组每分钟有功输出的最大下降速度和最大上升速度建立火电机组爬坡约束。
[0012]因此，本专利技术具有如下有益效果：将绿色证书交易机制和绿色用能优化调度同时引用到电力系统模型中，在经济调度目标模型中引入弃风惩罚机制，提高绿色用能的适应性，随着可再生能源配额比例的提高，系统的紧急成本也在增加，但污染物的排放量减少，同时风电日渐消纳量也会增加，风电弃风率随之降低或者从绿色证书市场购卖绿色证书，实现绿色用能的优化调度。
具体实施方式
[0013]下面采用具体实施方式对本专利技术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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。做进一步的描述。
[0014]实施例：一种基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法，包括：（1）基于电力系统在某时刻购买和出售绿色证书的数量构建绿色证书交易成本模型；所述基于电力系统在某时刻购买和出售绿色证书的数量构建绿色证书交易成本模型包括：当发电企业生产的绿色证书超过配额指标时，出售绿色证书获取利润；当发电企业生产的绿色证书少于配额指标时，购买绿色证书。绿色证书是可再生能源的配额制的辅助工具，其中可再生能源配额指标是指政府规定发电企业中可再生能源发电量要达到或者占有总发电量的一定比例，政府将发电企业生产的绿色电能可以按比例量化为绿色证书。
[0015]（2）基于某时刻火电机组碳排放、碳排放配额的分配构建碳交易模型；所述基于某时刻火电机组碳排放、碳排放分配额的分配构建碳交易模型包括：当企业实际产出的碳排放量小于给定配额时，在市场上上出售碳排放配额获取利润。目前，碳
分配额主要有免费分配、拍卖分配、免费分配和拍卖分配混合分配三种方式。当企业实际产出的碳排放量大于给定配额是时，在市场上购买碳排放配额.（3）结合风电运行成本和弃风惩罚成本建立经济目标函数模型；同时建立风电机组排放量的目标函数；所述风电运行成本包括风电场发电单位功率的成本与单位风机的发电功率与总风机数的积。为了促进可再生能源的利用，将风电进行大规模并网，风电场的风电机在运行过程中虽然没有消耗能源，但是风电机组的运行、发电、建设及维护均需要成本，因此经济目标函数模型需结合风电运行成本和弃风成本。
[0016]所述弃风惩罚成本包括当下风电场的预测功率与当下风电场的实际功率的差值与弃风成本系数的积，所述经济目标函数模型包括火电发电成本、绿色证书交易成本、风电弃风惩罚成本以及风电场运行成本。
[0017]（4）构建结合系统功率平衡约束和网损、系统旋转备用约束、绿色证书配额约束、机组约束、火电机组爬坡约束和风电功率约束的约束条件；所述构建系统旋转备用容量约束包括：取系统负荷的一部分作为系统的风电出力突然增加或减少引起的上调旋转或者下调旋转的备用容量。为系统预留一定的备用容量，起到灵活应对风电出力不确定性对系统的影响的效果。
[0018]所述构建系统旋转备用容量约束包括：取系统负荷的一部分作为系统的风电出力突然增加或减少引起的上调旋转或者下调旋转的备用容量。所述构建火电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法，其特征在于，包括：（1）基于电力系统在某时刻购买和出售绿色证书的数量构建绿色证书交易成本模型；（2）基于某时刻火电机组碳排放、碳排放配额的分配构建碳交易模型；（3）结合风电运行成本和弃风惩罚成本建立经济目标函数模型；同时建立风电机组排放量的目标函数；（4）构建结合系统功率平衡约束和网损、系统旋转备用约束、绿色证书配额约束、机组约束、火电机组爬坡约束和风电功率约束的约束条件；（5）采用多目标问题优化算法求解绿色用能优化调度模型，输出最终的优化调度方案。2.根据权利要求1所述的基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法，其特征在于，所述基于电力系统在某时刻购买和出售绿色证书的数量构建绿色证书交易成本模型包括：当发电企业生产的绿色证书超过配额指标时，出售绿色证书获取利润；当发电企业生产的绿色证书少于配额指标时，购买绿色证书。3.根据权利要求2所述的基于绿证市场联合区域能源系统的绿色用能优化调度方法，其特征在于，所述基于某时刻火电机组碳排放、碳排放分配额的分配构建碳交易模型包括：当企业实际产出的碳排放量大于给定配额是时，在市场上购买碳排放配额；当企业实际产出的碳排放量小于给定配额时...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱重希，胡遨洋，花志伟，李鑫，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司桐乡市供电公司，
类型：发明
国别省市：