【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源站低碳运行，具体涉及一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法。
技术介绍
1、节能减排目标下新能源发电占比逐渐升高，新能源发电具有容量小、数量多等特征，其电力输送的线损成本较高。分布式能源站聚合区域分布式新能源发电，可就地消纳新能源，具备异质能源互补、能源阶梯式使用等特点，可用于提升能源综合利效率、降低能源转化损失，促进能源系统的低碳转型。现有的分布式能源系统的研究中，主要集中于分布式能源站的用能特性以及提高性能表现上，其碳流跟踪计算方法研究尚且不足，而且由于分布式能源站经济低碳运行模型是一个非线性优化问题，导致其经济低碳运行策略求解困难。因此亟需开展考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法的研究，以降低分布式能源站的运行成本以及碳排放量，实现能源的合理运用。
2、对此，技术人员，首先对分布式能源站的碳流动情况进行了分析，提出了基于电力潮流分布的碳流追踪方法，建立了分布式能源站异质能源效率计算模型，构建了以最小化经济运行成本以及碳排放为目标的分布式能源站低碳经济运行优化模型，实现了分布式能源站的低碳经济运行。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，实现对分布式能源站能量流全环节的碳排放分布情况进行精准跟踪，充分挖掘分布式能源站低碳化能量管理水平，提升分布式能源站对新能源发电的就地消纳能力，提升电力系统综合利用效率，保障区域安全可靠综合供能，助力节能减排目标下电力系统能源转
2、实现上述目的的一种技术方案是：一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，包括如下步骤：
3、步骤一：在已有的碳流计算方法的基础上，将网损等效看作为负荷，进行无损化处理；
4、步骤二：在无损化处理的基础上，建立节点碳势计算模型；
5、步骤三：利用顺碳流追踪方法，计算得出节点i的总注入功率；
6、步骤四：构建基于值的分布式能源站异质能源评估模型；
7、步骤五：构建基于改进机器学习算法的分布式能源站低碳经济运行模型，优化目标为最低的运行成本、碳排放量和最大化系统的效率，以系统经济性、碳排放量以及效率为输入变量，构建随机森林回归模型，对分布式能源系统进行优化。
8、进一步的，步骤一中，无损化处理后如公式(1)所示：
9、plload＝δpmn (13)
10、在公式(1)中，表示无损化处理后新增节点l的负荷有功功率，δpmn则被等效为新增节点l上的有功负荷。
11、进一步的，步骤二中，节点碳势计算模型为：
12、
13、在公式(2)中，ρj、ρi分别表示节点j和节点i的节点碳势，ωi表示向节点i注入的节点集合，pij表示节点j向节点i注入的有功潮流，方向为j-i，pg i表示节点i处发电机向i注入的有功功率，ρg i表示节点i处的发电机碳势；利用改式进行推理，可以得到支路j-i的碳流率，如公式(3)所示：
14、
15、在公式(3)中，rload i表示节点i处负荷的碳流率，i＝1,2,…,n时，rload i表示原有负荷的碳流率，i＝n+1,…,n+l时，rload i表示网损碳流率，pload i表示节点i的负荷有功功率，rij表示支路j-i碳流率，方向为j→i。
16、进一步的，步骤三中，计算节点i的总注入功率的公式为：
17、
18、在公式(4)中，表示从节点i获取潮流的节点集合，rif表示支路i-f的碳流率，方向为i→j。
19、进一步的，为了建立节点注入与负荷碳流率之间的关系，在公式(4)中引入顺流碳流追踪矩阵，如公式(5)所示：
20、
21、在公式(5)中，bif即表示顺溜碳流追踪矩阵b的矩阵元素；对于节点i处的发电机，其流向每一个负荷的碳流率如公式(6)所示：
22、
23、在公式(6)中，表示节点i处的发电机流向节点k处负荷的碳流率，表示矩阵b的逆矩阵的第i行第k列的矩阵元素；当i＝1,2,…,n时，即表示系统发电机碳排放量的顺流追踪结果；当i＝n+1,…,n+l时，则表示网损碳流率的顺流追踪结果；而支路p-q上的碳流率流向每一个负荷的分量如公式(7)所示：
24、
25、在公式(7)中，rpq,k表示支路p-q上的碳流率流向节点k处的负荷的量，表示b的逆矩阵的第q行第k列的矩阵元素。
26、进一步的，步骤四中，能源站异质能源评估模型如公式(8)所示：
27、
28、在公式(8)中，λ表示能质系数，ex表示值大小，q表示总能量。
29、进一步的，公式(8)中，通过值与能质系数的相乘，可以得到考虑了能量转化损失后的实际输出能量的值，而运行阶段中四种不同形式的负荷所消耗的值总和与值总和的比值即为效率：
30、
31、在公式(9)中，ηexergy表示分布式能源系统效率，ee,out、eh,out、ec,out、eg,out分别表示电、热、冷和气负荷的值大小，λele、λheat、λcool、λgas则分别表示电、热、冷和气负荷的能质系数值，ee,in、edg,in、eg,in则表示配电网、分布式能源以及天然气输入的值总和，λe、λdg、λg表示配电网、分布式能源以及天然气的质能系数。
32、进一步的，步骤五中，最低的运行成本优化，如公式(10)所示：
33、minfeco＝k·finv+fope (22)
34、在公式(10)中，feco表示系统经济性，k表示系统投资费总和等年值系数，finv表示羡慕规划周期内能源站设备投资总和，fope表示系统在一运行年内的运行成本。
35、进一步的，步骤五中，对碳排放量进行约束，使系统运行阶段的碳排放量最小，其具体如公式(11)所示：
36、
37、在公式(11)中，表示系统的碳排放量，和分别表示天然气以及电力的二氧化碳排放系数，表示生成单位天然气所需要的co2的成本系数，和分别表示w时间内三种设备的运行功率大小，和分别陛下是电网变压器的输出总功率和配气网的天然气输出总功率。
38、进一步的，步骤五中，最大化系统的效率，其具体如公式(12)所示：
39、
40、在公式(12)中，fexergy表示系统的效率，分别表示分布式能源站j在w时间段内的负荷所消耗的能量，分别表示能源系统输入电能、电源输入电能和天然气能量。
41、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
42、专利技术的基于电力潮流分布的碳流追踪方法，实现精确追踪分布式能源站碳排放分布情况，为分布式能源系统减碳控排的提供数据支撑；在分析分布式能源站异质能源值的基础上，构建了分布式能源站的效率计算模型，有效地评估分布式能源站异质能源的能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤一中，无损化处理后如公式(1)所示：
3.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤二中，节点碳势计算模型为：
4.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤三中，计算节点i的总注入功率的公式为：
5.根据权利要求4所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，为了建立节点注入与负荷碳流率之间的关系，在公式(4)中引入顺流碳流追踪矩阵，如公式(5)所示：
6.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤四中，能源站异质能源评估模型如公式(8)所示：
7.根据权利要求6所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，公式(8)中，通过值与能质系数的相乘，可以得到考虑了能量转化损失后的实际
8.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤五中，最低的运行成本优化，如公式(10)所示：
9.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤五中，对碳排放量进行约束，使系统运行阶段的碳排放量最小，其具体如公式(11)所示：
10.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤五中，最大化系统的效率，其具体如公式(12)所示：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤一中，无损化处理后如公式(1)所示：
3.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤二中，节点碳势计算模型为：
4.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤三中，计算节点i的总注入功率的公式为：
5.根据权利要求4所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，为了建立节点注入与负荷碳流率之间的关系，在公式(4)中引入顺流碳流追踪矩阵，如公式(5)所示：
6.根据权利要求1所述的一种考虑碳流分布的分布式能源站低碳经济运行方法，其特征在于，步骤四中...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦真兰，卫思明，周江昕，余浩斌，张春雁，张健荣，张森，李岩，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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