基于碳交易机制的虚拟电厂调度方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于碳交易机制的虚拟电厂调度方法、装置及设备，该方法包括：获取虚拟电厂的运行参数；基于虚拟电厂的实际碳排放量、虚拟电厂的运行参数以及预先构建的奖惩阶梯型碳交易模型，确定虚拟电厂的碳排放交易成本；基于虚拟电厂的碳排放交易成本、用户侧调峰辅助服务成本、燃料成本、电网交互成本以及运维成本，以虚拟电厂的总运行成本最小为目标建立碳交易机制下的虚拟电厂总成本目标函数；基于冷热电联产机组及燃气锅炉的运行约束，以及用户侧调峰需满足的功率约束，对虚拟电厂总成本目标函数进行求解，确定最优调度策略。本发明专利技术可以提高虚拟电厂内部降碳减排的灵活程度，减缓设备供能压力。减缓设备供能压力。减缓设备供能压力。

【技术实现步骤摘要】
基于碳交易机制的虚拟电厂调度方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及能源分配
，尤其涉及一种基于碳交易机制的虚拟电厂调度方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]随着社会经济的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。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。
[0003]虚拟电厂(virtual power plant，VPP)是一个基于大数据参与电网运行和电力市场的电源协调管理系统，对外表现为一个可控电源。不仅可以在发电端进行智慧调控，还对传统的电力辅助服务市场进行升级，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。
[0004]碳交易机制被视为一种有效降低碳排放的市场化途径，然而，基于现有的碳交易机制的虚拟电厂调度未充分利用冷、热、电等多种能源与用户侧调峰，灵活程度较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种基于碳交易机制的虚拟电厂调度方法、装置及设备，以解决目前虚拟电厂未充分考虑用户侧调峰，灵活程度较低的问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于碳交易机制的虚拟电厂调度方法，包括：
[0007]获取虚拟电厂的运行参数，运行参数包括电网交互功率、燃气轮机输出电功率、燃气锅炉和热交换器的输出热功率以及制冷机的输出冷功率；
[0008]基于虚拟电厂的实际碳排放量、虚拟电厂的运行参数以及预先构建的奖惩阶梯型碳交易模型，确定虚拟电厂的碳排放交易成本；
[0009]基于虚拟电厂的碳排放交易成本、用户侧调峰辅助服务成本、燃料成本、电网交互成本以及运维成本，以虚拟电厂的总运行成本最小为目标建立碳交易机制下的虚拟电厂总成本目标函数；
[0010]基于冷热电联产机组及燃气锅炉的运行约束，以及用户侧调峰需满足的功率约束，对虚拟电厂总成本目标函数进行求解，确定最优调度策略。
[0011]在一种可能的实现方式中，基于虚拟电厂的实际碳排放量、虚拟电厂的运行参数以及预先构建的奖惩阶梯型碳交易模型，确定虚拟电厂的碳排放交易成本，包括：
[0012]根据基线法确定虚拟电厂实际运行的碳排放配额模型；
[0013]基于虚拟电厂的运行参数、碳排放配额模型、以及虚拟电厂的实际碳排放量，确定参与碳交易的虚拟电厂的碳排放交易额；
[0014]基于虚拟电厂的碳排放交易额、以及奖惩阶梯型碳交易模型，确定虚拟电厂的碳排放交易成本。
[0015]在一种可能的实现方式中，虚拟电厂的碳排放交易额为虚拟电厂的实际碳排放量
与虚拟电厂总的碳排放配额的差值；
[0016]虚拟电厂总的碳排放配额为：
[0017][0018]其中，E
VPP,a
为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分别为单位电量和热量的碳排放配额；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。
[0019]在一种可能的实现方式中，奖惩阶梯型碳交易模型包括多个碳排放区间，每个碳排放区别对应不同的碳交易成本；
[0020]当虚拟电厂的碳排放交易额为负数时，虚拟电厂出售剩余碳排放量；
[0021]当虚拟电厂的碳排放交易额为正数时，虚拟电厂购买碳排放量。
[0022]在一种可能的实现方式中，奖惩阶梯型碳交易模型C
carbon
为：
[0023][0024]其中，E
VPP
为虚拟电厂的碳排放交易额，λ为单位碳交易基价；μ为不同区间的奖励系数，α为不同区间的惩罚系数，l为碳排放区间长度。
[0025]在一种可能的实现方式中，虚拟电厂总成本目标函数F为：
[0026]F＝C
grid
+C
fuel
+C
om
+C
AS
+C
carbon
；
[0027]其中，C
grid
、C
fuel
、C
om
和C
AS
分别为电网交互成本、燃料成本、运维成本和用户侧调峰辅助服务成本；
[0028][0029]和分别为分时电价与分时天然气价；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/放电功率和储热罐的储/放热功率；和均为0
‑
1变量，分别为t时段的蓄电池的充/放电状态标识符和储热罐的储/放热状态标识符；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。
[0030]在一种可能的实现方式中，冷热电联产机组及燃气锅炉的运行约束包括：
[0031]燃气轮机燃料耗量与热回收功率约束、燃气轮机运行约束、燃气锅炉运行约束、蓄电池容量与充放电功率约束、吸收式制冷机的运行约束、电制冷机的运行约束、电网交互功率约束以及总功率平衡约束。
[0032]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于碳交易机制的虚拟电厂调度装置，包括：
[0033]获取参数模块，用于获取虚拟电厂的运行参数，运行参数包括电网交互功率、燃气轮机输出电功率、燃气锅炉和热交换器的输出热功率以及制冷机的输出冷功率；
[0034]确定成本模块，用于基于虚拟电厂的实际碳排放量、虚拟电厂的运行参数以及预先构建的奖惩阶梯型碳交易模型，确定虚拟电厂的碳排放交易成本；
[0035]构建函数模块，用于基于虚拟电厂的碳排放交易成本、用户侧调峰辅助服务成本、燃料成本、电网交互成本以及运维成本，以虚拟电厂的总运行成本最小为目标建立碳交易机制下的虚拟电厂总成本目标函数；
[0036]确定策略模块，用于基于冷热电联产机组及燃气锅炉的运行约束，以及用户侧调峰需满足的功率约束，对虚拟电厂总成本目标函数进行求解，确定最优调度策略。
[0037]在一种可能的实现方式中，确定成本模块，用于
[0038]根据基线法确定虚拟电厂实际运行的碳排放配额模型；
[0039]基于虚拟电厂的运行参数、碳排放配额模型、以及虚拟电厂的实际碳排放量，确定
参与碳交易的虚拟电厂的碳排放交易额；
[0040]基于虚拟电厂的碳排放交易额、以及奖惩阶梯型碳交易模型，确定虚拟电厂的碳排放交易成本。
[0041]在一种可能的实现方式中，虚拟电厂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳交易机制的虚拟电厂调度方法，其特征在于，包括：获取虚拟电厂的运行参数，所述运行参数包括电网交互功率、燃气轮机输出电功率、燃气锅炉和热交换器的输出热功率以及制冷机的输出冷功率；基于虚拟电厂的实际碳排放量、所述虚拟电厂的运行参数以及预先构建的奖惩阶梯型碳交易模型，确定所述虚拟电厂的碳排放交易成本；基于所述虚拟电厂的碳排放交易成本、用户侧调峰辅助服务成本、燃料成本、电网交互成本以及运维成本，以虚拟电厂的总运行成本最小为目标建立碳交易机制下的虚拟电厂总成本目标函数；基于冷热电联产机组及燃气锅炉的运行约束，以及用户侧调峰需满足的功率约束，对所述虚拟电厂总成本目标函数进行求解，确定最优调度策略。2.如权利要求1所述的虚拟电厂调度方法，其特征在于，所述基于虚拟电厂的实际碳排放量、所述虚拟电厂的运行参数以及预先构建的奖惩阶梯型碳交易模型，确定所述虚拟电厂的碳排放交易成本，包括：根据基线法确定所述虚拟电厂实际运行的碳排放配额模型；基于所述虚拟电厂的运行参数、所述碳排放配额模型、以及所述虚拟电厂的实际碳排放量，确定参与碳交易的虚拟电厂的碳排放交易额；基于所述虚拟电厂的碳排放交易额、以及所述奖惩阶梯型碳交易模型，确定所述虚拟电厂的碳排放交易成本。3.如权利要求2所述的虚拟电厂调度方法，其特征在于，所述虚拟电厂的碳排放交易额为所述虚拟电厂的实际碳排放量与虚拟电厂总的碳排放配额的差值；所述虚拟电厂总的碳排放配额为：其中，E
VPP,a
为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分别为单位电量和热量的碳排放配额；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。4.如权利要求2所述的虚拟电厂调度方法，其特征在于，所述奖惩阶梯型碳交易模型包括多个碳排放区间，每个碳排放区别对应不同的碳交易成本；当所述虚拟电厂的碳排放交易额为负数时，所述虚拟电厂出售剩余碳排放量；当所述虚拟电厂的碳排放交易额为正数时，所述虚拟电厂购买碳排放量。5.如权利要求4所述的虚拟电厂调度方法，其特征在于，所述奖惩阶梯型碳交易模型C
carbon
为：
其中，E
VPP
为虚拟电厂的碳排放交易额，λ为单位碳交易基价；μ为不同区间的奖励系数，α为不同区间的惩罚系数，l为碳排放区间长度。6.如权利要求1所述的虚拟电厂调度方法...

【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：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：