冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法、装置、设备和介质，其中，方法包括：确定冷热电虚拟电厂中各主体的碳排放配额；根据冷热电虚拟电厂总的碳排放配额和冷热电虚拟电厂的实际运行的碳排放量得到冷热电虚拟电厂碳排放交易额；构建奖惩阶梯型碳交易模型，根据冷热电虚拟电厂碳排放交易额得到冷热电虚拟电厂的碳交易成本；基于冷热电虚拟电厂的碳交易成本建立冷热电虚拟电厂的低碳经济优化调度模型，并对低碳经济优化调度模型进行求解，得到各类型负荷的最优调度曲线。本发明专利技术能够在减少碳排放总量的同时降低系统运行成本。够在减少碳排放总量的同时降低系统运行成本。够在减少碳排放总量的同时降低系统运行成本。

【技术实现步骤摘要】
冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法、装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及冷热电虚拟电厂低碳优化运行
，特别是涉及一种冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]随着社会经济发展带来的环境问题日趋严峻，发展可再生能源、节能减排已成为建设可持续发展社会的必然选择。随着“双碳”目标的推进，多能耦合互补、供需协调互动的低碳能源利用形式成为能源行业的发展方向，而虚拟电厂(virtualpowerplant，VPP)作为一种可以参与电网和能源市场运行的协调管理系统，能够有效整合不同地理位置与种类的各分布式资源，满足多元化负荷需求的同时，积极参与碳交易市场和调峰辅助服务市场。
[0003]碳交易机制被视为一种有效降低碳排放的市场化途径，针对虚拟电厂，目前的研究主要聚焦于碳排放配额的分配、交易以及经济调度。现有技术中有将传统碳交易机制引入含电动汽车的虚拟电厂，实现了虚拟电厂的低碳运营；也有考虑碳交易机制下的用电行为，建立了虚拟电厂经济调度模型，合理的碳价机制是发电侧和用户侧的协同优化的保障，并得到用户响应与可再生能源消纳的协同效益；还有从虚拟电厂柔性负荷建模出发，设计了碳排放机制下需求侧管理的调度策略；另外，还有基于用户满意度挖掘用户参与响应的积极性，实现热电联产虚拟电厂的低碳与经济协同优化。但这些研究往往强制性地保证可再生能源的消纳，未充分利用冷、热、电等多种能源耦合的形式，灵活性程度不足；且目前研究多集中于传统碳交易机制的基础上，而传统碳交易机制基于单一固定的碳价，未与用户侧调峰服务相结合，难以调动虚拟电厂内部降碳减排的积极性。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法、装置、设备和介质，能够在减少碳排放总量的同时降低系统运行成本。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法，包括以下步骤：
[0006]确定冷热电虚拟电厂中各主体的碳排放配额；
[0007]根据冷热电虚拟电厂总的碳排放配额和冷热电虚拟电厂的实际运行的碳排放量得到冷热电虚拟电厂碳排放交易额；
[0008]构建奖惩阶梯型碳交易模型，根据冷热电虚拟电厂碳排放交易额得到冷热电虚拟电厂的碳交易成本；
[0009]基于冷热电虚拟电厂的碳交易成本建立冷热电虚拟电厂的低碳经济优化调度模型，并对低碳经济优化调度模型进行求解，得到各类型负荷的最优调度曲线
[0010]所述确定冷热电虚拟电厂中各主体的碳排放配额，具体为：采用碳排放配额模型分配冷热电虚拟电厂中各主体的碳排放配额，所述碳排放配额模型为
其中，E
VPP,a
为冷热电虚拟电厂总的碳排放配额，E
grid
、E
CCHP
和E
GB
分别为上级电网交互电量、冷热电联产机组和燃气锅炉的碳排放配额；χ
e
和χ
h
分别为单位电量和单位热量的碳排放配额；和分别为t时段的电网交互功率和燃气轮机输出电功率；和分别为t时段的燃气锅炉和热交换器的输出热功率；为t时段的吸收式制冷机的输出冷功率；为电、热功率的转换系数；T为调度周期，Δt为时间间隔。
[0011]所述奖惩阶梯型碳交易模型为其中，E
VPP
＝E
VPP,o
‑
E
VPP,a
，E
VPP
为冷热电虚拟电厂的碳排放交易额，E
VPP,o
为冷热电虚拟电厂实际运行的碳排放量，E
VPP,a
为冷热电虚拟电厂总的碳排放配额，C
carbon
为冷热电虚拟电厂的碳交易成本，λ为单位碳交易基价；μ和α分别为不同区间的奖励系数和惩罚系数；l为碳排放区间长度。
[0012]所述低碳经济优化调度模型的目标函数为：minF＝C
grid
+C
fuel
+C
om
+C
AS
+C
carbon
，其中，C
grid
、C
fuel
、C
om
、C
DR
和C
carbon
分别为冷热电虚拟电厂的电网交互成本、燃料成本、运维成本、用户侧调峰辅助服务成本和碳交易成本，其中，和分别为分时电价与分时天然气价；和分别为t时段的电网交互功率和燃气轮机输出电功率；和分别为t时段的燃气轮机和燃气锅炉的燃料耗量；和分
别为t时段的蓄电池、储热罐、燃气轮机和燃气锅炉的运维成本系数；和分别为t时段的蓄电池的充电功率和放电功率，和分别为t时段的储热罐的储热功率和放热功率；为t时段的燃气锅炉的输出热功率；和分别为t时段的蓄电池的充电状态和放电状态的标识符，和分别为t时段的储热罐的储热状态和放热状态的标识符；和分别为电、热、冷负荷参与调峰辅助服务后的功率改变量；δ
e
、δ
h
和δ
q
分别为电、热、冷负荷单位功率参与调峰服务的调度成本；n
gas
为天然气单位热值；T为调度周期，Δt为时间间隔。
[0013]所述低碳经济优化调度模型的约束条件包括冷热电虚拟电厂中各主体的运行约束和功率约束。
[0014]所述冷热电虚拟电厂中各主体的运行约束包括：
[0015]燃气轮机运行约束：燃气轮机运行约束：为t时段的燃气轮机输出电功率，和分别为燃气轮机输出功率的上限和下限，和分别为燃气轮机爬坡率的上限和下限；
[0016]燃气锅炉运行约束：燃气锅炉运行约束：为t时段的燃气锅炉的输出热功率，η
GB
为燃气锅炉的产热效率，为t时段的燃气锅炉的燃料耗量；为燃气锅炉的最大产热功率；
[0017]电锅炉运行约束：电锅炉运行约束：和分别为t时段的电锅炉输入电功率和输出热功率；η
EB
是电锅炉的产热效率；是电锅炉的最大产热功率；
[0018]吸收式制冷机的运行约束：吸收式制冷机的运行约束：和分别为t时段的吸收式制冷机输入热功率和输出冷功率；COP
AR
是吸收式制冷机的能效比；是吸收式制冷机的最大制冷功率；
[0019]电制冷机的运行约束：电制冷机的运行约束：和分别为t时段的电制冷机输入电功率和输出冷功率；COP
AC
是电制冷机的能效比；是电制冷机的最大制冷功率。
[0020]所述冷热电虚拟电厂中各主体的功率约束包括：
[0021]燃气轮机燃料耗量与热回收功率约束：燃气轮机燃料耗量与热回收功率约束：为t时段
的燃气轮机的燃料耗量，a
MT
、b
MT
为燃气轮机的燃料耗量系数；为t时段的燃气轮机输出电功率，Ut
MT
为t时段的燃气轮机状态标识符；η
MT
、η
rec
和η<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：确定冷热电虚拟电厂中各主体的碳排放配额；根据冷热电虚拟电厂总的碳排放配额和冷热电虚拟电厂的实际运行的碳排放量得到冷热电虚拟电厂碳排放交易额；构建奖惩阶梯型碳交易模型，根据冷热电虚拟电厂碳排放交易额得到冷热电虚拟电厂的碳交易成本；基于冷热电虚拟电厂的碳交易成本建立冷热电虚拟电厂的低碳经济优化调度模型，并对低碳经济优化调度模型进行求解，得到各类型负荷的最优调度曲线。2.根据权利要求1所述的冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法，其特征在于，所述确定冷热电虚拟电厂中各主体的碳排放配额，具体为：采用碳排放配额模型分配冷热电虚拟电厂中各主体的碳排放配额，所述碳排放配额模型为其中，E
VPP,a
为冷热电虚拟电厂总的碳排放配额，E
grid
、E
CCHP
和E
GB
分别为上级电网交互电量、冷热电联产机组和燃气锅炉的碳排放配额；χ
e
和χ
h
分别为单位电量和单位热量的碳排放配额；和分别为t时段的电网交互功率和燃气轮机输出电功率；和分别为t时段的燃气锅炉和热交换器的输出热功率；为t时段的吸收式制冷机的输出冷功率；为电、热功率的转换系数；T为调度周期，Δt为时间间隔。3.根据权利要求1所述的冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法，其特征在于，所述奖惩阶梯型碳交易模型为其中，E
VPP
为冷热电虚拟电厂的碳排放交易额，为冷热电虚拟电厂实际运行的碳排放量，为冷热电虚拟电厂总的碳排放配额，C
carbon
为冷热电虚拟电厂的碳交易成本，λ为单位碳交易基价；μ和α分别为不同区间的奖励系数和惩罚系数；l为碳排放区间长度。4.根据权利要求1所述的冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法，其特征在于，所述低碳经济优化调度模型的目标函数为：minF＝C
grid
+C
fuel
+C
om
+C
AS
+C
carbon
，其中，C
grid
、C
fuel
、C
om
、C
DR
和
C
carbon
分别为冷热电虚拟电厂的电网交互成本、燃料成本、运维成本、用户侧调峰辅助服务成本和碳交易成本，其中，和分别为分时电价与分时天然气价；和分别为t时段的电网交互功率和燃气轮机输出电功率；和分别为t时段的燃气轮机和燃气锅炉的燃料耗量；和分别为t时段的蓄电池、储热罐、燃气轮机和燃气锅炉的运维成本系数；和分别为t时段的蓄电池的充电功率和放电功率，和分别为t时段的储热罐的储热功率和放热功率；为t时段的燃气锅炉的输出热功率；和分别为t时段的蓄电池的充电状态和放电状态的标识符，和分别为t时段的储热罐的储热状态和放热状态的标识符；和分别为电、热、冷负荷参与调峰辅助服务后的功率改变量；δ
e
、δ
h
和δ
q
分别为电、热、冷负荷单位功率参与调峰服务的调度成本；n
gas
为天然气单位热值；T为调度周期，Δt为时间间隔。5.根据权利要求1所述的冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法，其特征在于，所述低碳经济优化调度模型的约束条件包括冷热电虚拟电厂中各主体的运行约束和功率约束。6.根据权利要求5所述的冷热电虚拟电厂低碳经济调度方法，其特征在于，所述冷热电虚拟电厂中各主体的运行约束包括：燃气轮机运行约束：燃气轮机运行约束：为t时段的燃气轮机输出电功率，和分别为燃气轮机输出功率的上限和下限，和分别为燃气轮机爬坡率的上限和下限；燃气锅炉运行约束：燃气锅炉运行约束：为t时段的燃气锅炉的输出热功率，η
GB
为燃气锅炉的产热效率，为t时段的燃气锅炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏，王献春，范辉，吴宏波，马超，李静，杨小龙，孙辰军，王静，左娟，刘海涛，吕广宪，杨红磊，季宇，王文博，
申请(专利权)人：国网上海能源互联网研究院有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：