一种微电网鲁棒优化调度方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种微电网鲁棒优化调度方法和系统，所述方法包括对微电网系统内各设备进行建模，获得微电网系统内各设备的数学模型或约束模型；根据微电网系统内各设备的数学模型或约束模型，获得微电网系统的碳交易成本模型；根据微电网系统的碳交易成本模型，获取微电网系统优化调度的目标函数；根据所述目标函数和微电网系统各设备的运行约束，构建微电网两阶段鲁棒优化调度模型；根据微电网系统内的不确定变量构造不确定集合，利用所述不确定集合对所述微电网两阶段鲁棒优化调度模型进行求解，获得调度结果。将碳捕集设备考虑进微电网的运行中，同时引入碳交易机制，从而有效降低微电网运行产生的碳排放。低微电网运行产生的碳排放。低微电网运行产生的碳排放。

【技术实现步骤摘要】
一种微电网鲁棒优化调度方法和系统


[0001]本专利技术涉及能源优化调度
，尤其涉及一种微电网鲁棒优化调度方法和系统。

技术介绍

[0002]为克服大规模电网建设成本高，运行维护难度大等缺陷，微电网应运而生，其采用靠近负荷的分布式电源进行供电，降低了发电成本的同时提高了能源利用率，然而可再生能源(如风电、光伏等)通常具有较强的不确定性，给微电网安全稳定运行带来了相当大的挑战；为了实现碳达峰、碳中和的目标，采用碳捕集技术能够实现大规模减排；然而，使用碳捕集设备在减少二氧化碳排放的同时也会导致发电成本的增加。
[0003]所以有必要针对考虑碳捕集设备的多能互补微电网鲁棒优化调度进行研究，让微电网实现低碳经济运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种微电网鲁棒优化调度方法和系统，将碳捕集设备考虑进微电网的运行中，同时引入碳交易机制，从而有效降低微电网运行产生的碳排放。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种微电网鲁棒优化调度方法，包括：对微电网系统内各设备进行建模，获得微电网系统内各设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电网鲁棒优化调度方法，其特征在于，包括：对微电网系统内各设备进行建模，获得微电网系统内各设备的数学模型或约束模型；根据微电网系统内各设备的数学模型或约束模型，获得微电网系统的碳交易成本模型；根据微电网系统的碳交易成本模型，获取微电网系统优化调度的目标函数；根据所述目标函数和微电网系统各设备的运行约束，构建微电网两阶段鲁棒优化调度模型；根据微电网系统内的不确定变量构造不确定集合，利用所述不确定集合对所述微电网两阶段鲁棒优化调度模型进行求解，获得调度结果。2.根据权利要求1所述的一种微电网鲁棒优化调度方法，其特征在于，对微电网系统内各设备进行建模，获得微电网系统内各设备的数学模型或约束模型，包括，分析微电网系统内各设备的运行特征和运行约束，对微电网系统内各设备进行建模，获得微电网系统内各设备的数学模型或约束模型；其中，所述微电网系统包括风电机组、电储能设备、大电网、电负荷、燃气锅炉、微型燃气轮机、碳捕集设备、储热装置以及热负荷；所述电储能设备在调度过程中应满足最大最小充放电功率限制、容量约束限制以及与电储能寿命相关的充放能平衡约束；所述电储能设备的数学模型为：(1)(2)(3)(4)(5)其中，与分别表示时段电储能设备的充电功率和放电功率；表示时段电储能设备的充放电状态，取值为1时表示电储能设备处于充电状态，取值为0时表示电储能处于放电状态；表示电储能设备的最大充电功率，表示电储能设备的最大放电功率；为调度总周期；表示时段电储能设备的容量；与分别表示电储能设备在调度过程中所允许的最大容量和最小容量；为电储能设备的初始调度容量；表示最后一个调度时刻电储能设备的容量；表示电储能设备的充放电系数；当微电网系统内部电源无法满足负荷需求时，所述微电网系统向大电网购电以满足功率平衡；反之，所述微电网系统内部电能过剩时，所述微电网系统向大电网出售电能以获取收益；在购售电过程中，所述微电网系统和大电网之间的功率交互约束模型，应满足式(6)
至式(7)：(6)(7)其中，与分别表示微电网系统时段的购电功率和售电功率；表示微电网系统t时段的购售电状态，取值为1时表示微电网系统向大电网购电，取值为0时表示微电网系统向大电网售电；表示微电网系统与大电网功率交互时所允许的最大购售电功率；当微型燃气轮机的输出热功率不足以满足热负荷时，燃气锅炉作为辅助供热装置弥补热功率缺额；所述燃气锅炉的数学模型为：(8)其中，表示燃气锅炉时段输出的热功率；为天然气低热值；表示燃气锅炉的热效率；表示时段燃气锅炉的进气量；所述微型燃气轮机在燃气发电的过程中，可同时对外供热；所述微型燃气轮机的数学模型为：(9)(10)(11)其中，为微型燃气轮机时段的进气量；与分别为微型燃气轮机在时段输出的电功率和热功率；与分别为微型燃气轮机气转电和气转热的效率；为微型燃气轮机时段总碳排放量；表示微型燃气轮机单位输出电功率的碳排放强度，表示微型燃气轮机单位输出热功率的碳排放强度；为单位时间段时长；储热装置在调度过程中应满足充放热功率上限限制、容量约束限制以及充放热量平衡约束；所述储热装置的数学模型为：(12)(13)(14)(15)
(16)其中，与分别表示时段储热装置的充热功率和放热功率；表示时段储热装置的充放热状态，取值为1时表示储热装置处于充热状态，取值为0时表示储热装置处于放热状态；与分别表示储热装置充热功率和放热功率上限；为调度总周期；表示时段储热装置的储热量；与表示储热装置在调度过程中所允许的最大储热量和最小储热量；表示储热装置初始储热量；表示最后一个调度时刻储热装置的储热量；为充放热效率。3.根据权利要求2所述的一种微电网鲁棒优化调度方法，其特征在于，所述碳捕集设备包括固定运行模式和灵活运行模式；所述碳捕集设备在固定运行模式时，碳捕集设备的碳捕获水平保持不变，且碳捕集能耗包括固定能耗和运行能耗；所述碳捕集设备在固定运行模式时的数学模型为：(17)(18)(19)表示碳捕集设备的总能耗；为碳捕集设备捕碳造成的运行能耗；为碳捕集设备的固定能耗；为捕获单位二氧化碳所需的能耗，为碳捕获水平，为烟气分流比；和分别为微型燃气轮机单位输出电功率和热功率的碳排放强度；与分别为微型燃气轮机在时段输出的电功率和热功率；表示微型燃气轮机在时段的总碳排放量；表示碳捕集设备在时段捕集的微型燃气轮机二氧化碳排放量；所述碳捕集设备在灵活运行模式时，碳捕获水平根据当时电网电价改变；假定碳捕获水平与分时电价乘积为一常数，所述碳捕获水平与分时电价乘积为：(20)其中，为人为设置碳捕获水平与分时电价乘积的常数；为碳捕获水平；为时段的购电电价；当购电电价上升时，碳捕获水平对应下降。4.根据权利要求1所述的一种微电网鲁棒优化调度方法，其特征在于，微电网系统内各设备的数学模型或约束模型，获得微电网系统的碳交易成本模型，包括：
假定微电网系统内部的碳排放来自于微型燃气轮机、燃气锅炉和外购电力，根据燃气锅炉的数学模型、微型燃气轮的数学模型、以及微电网系统和大电网之间的功率交互约束模型，建立并获取微电网系统的碳排放权配额模型；根据碳捕集设备在固定运行模式时的数学模型、微型燃气轮的数学模型、微电网系统和大电网之间的功率交互约束模型以及燃气锅炉的数学模型，计算和获取微电网系统的实际碳排放量模型；根据所述碳排放权配额模型和所述实际碳排放量模型，计算和获取所述微电网系统的碳交易成本模型。5.根据权利要求4所述的一种微电网鲁棒优化调度方法，其特征在于，假定微电网系统内部的碳排放来自于微型燃气轮机、燃气锅炉和外购电力，并且假定外购电力均来自燃煤机组；计算所述微电网系统的碳排放权配额模型为：(21)其中，为微电网系统的碳排放权配额；、和分别表示微型燃气轮机、燃煤机组和燃气锅炉的碳排放配额系数；与分别为微型燃气轮机在时段输出的电功率和热功率；为调度总周期，表示系统时段的购电功率，表示燃气锅炉时段输出的热功率，为单位时间段时长；所述微电网系统的实际碳排放量模型为：(22)其中，为微电网系统实际碳排放量；为微型燃气轮机时段总碳排放量，和分别为燃煤机组和燃气锅炉的碳排放强度系数；表示碳捕集设备在时段捕集的微型燃气轮机二氧化碳排放量；采用传统碳交易定价机制，获得所述碳交易成本模型为：(23)其中，表示微电网系统的碳交易成本；为单位碳排放权交易价格。6.根据权利要求1所述的一种微电网鲁棒优化调度方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：于浩，林岩，刘雨佳，王亚超，郭霄宇，左秀江，王皓，王庆彬，
申请(专利权)人：内蒙古霍煤鸿骏铝电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：