【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统调度，更具体地说，它涉及一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法。
技术介绍
1、中国新一轮能源改革正朝着绿色和低碳的方向发展，电力行业节能减排发展涉及源荷互动特性、碳交易市场机制和运行策略等诸多要素。因此，如何协调并统筹安排，充分发挥源荷互动及市场机制节能降碳的作用，对提升电力系统低碳经济运行特性、支撑“双碳”战略具有重要意义。
2、风电作为可再生能源，具有良好的环境友好性与经济性。但伴随着风电渗透率的不断增加，风电的不确定性造成预测与实际出力之间存在偏差，导致系统面临弃风与切负荷风险。因此，提高大规模风电接入系统后的经济性与可靠性也至关重要。近年来，对于电力系统低碳经济调度优化的研究主要围绕源荷低碳互动、碳排放交易等方面展开。其中包括从源侧角度量化高渗透率风电系统碳排放强度，实现风电利用率和经济环保性的双重提升；通过阶梯型需求响应激励机制，按照负荷响应时段及响应量给予相应的补贴，实现新能源最大化消纳；针对碳交易价格的波动性，核算碳排放交易成本，从而最大限度利用可再生能源，降低发电煤耗和碳排放等。
3、然而，目前相关研究大多从源侧的角度出发挖掘低碳潜力，仅局限于对碳排放流的分析；没有以碳流追踪研究为基础，开展节点碳势引导多元柔性负荷需求响应的研究工作。因此，在“双碳”的战略背景下，研究碳排放流特性并有机联动荷侧多元负荷需求响应，从而提升新型电力系统低碳经济效益，成为目前亟须解决的关键科学问题之一。
4、由此，本专利技术提供了一种考虑cvar与需求响应的电
技术实现思路
1、本公开实施例旨在针对现有技术的不足，提供一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，本专利技术考虑柔性负荷的需求弹性，将碳势及电价信号与多元柔性负荷需求响应进行有效结合，建立节点碳势及分时电价引导下的需求响应双层优化调度模型。采用cvar对调度运行中的风险成本进行量化，综合考虑了不同风险偏好系数对调度运行的风险性与经济性的影响，实现多元柔性负荷低碳经济效益细化，电力系统运行经济性和环保性的双赢。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，包括如下步骤：
3、s1，基于比例共享原则追踪碳排放流，搭建碳排放流模型，得到节点碳势与碳排放量数学模型；
4、s2，将碳流分析纳入负荷侧需求响应机制中，利用节点碳势建立负荷聚合商需求响应碳排放模型与阶梯型碳交易模型；
5、s3，构建上层电网运行商经济调度模型，以总成本最低为优化目标，考虑风电发力随机性，引入条件风险价值cvar度量调度运行中的风险成本；
6、s4，构建下层负荷聚合商需求响应优化调度模型，以上层电网运行商经济调度模型传递的节点碳势为信号，调整负荷用电策略，降低碳排放量及总成本；通过双层模型的不断迭代，得到最终的优化调度结果。
7、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述碳排放流模型为：设系统具有m个节点，其中i个节点接入机组、k个节点存在负荷；在碳流计算时，节点碳势只受注入潮流的影响，节点m的有功潮流之和为：
8、
9、式中：pm为节点m的流入有功潮流之和；psb为支路s的有功功率；s+表示有功潮流流入节点m的支路集合；pig为接入发电机i的出力；
10、可得到节点有功通量矩阵pr为:
11、pr＝diag(ξ[pbpg]t)
12、式中：ξ为m+i维行向量，向量中所有元素均为1；为m阶对角支路潮流分布矩阵，为节点o和节点m之间的有功潮流；为i×m阶机组注入矩阵，为节点m接入第i台发电机组的发电功率；
13、由上两式可得：
14、
15、式中：为m维单位行向量，其中第m个元素为1；
16、节点m的节点碳势由接入的发电机产生的碳排和其余节点流入的碳排决定：
17、
18、式中：ρs为支路s的碳流密度；为第i台发电机组的碳排放强度；
19、ρs可由支路始端节点碳势代替，即上式可以改写为：
20、
21、式中：(pb)t、(pg)t表示pb、pg的转置矩阵；er为节点碳势向量，eg为发电机组碳排向量，
22、由此可得：
23、
24、将上式扩展到全系统的维度，即
25、prer＝(pb)ter+(pg)teg
26、得到节点碳势的计算公式为：
27、er＝[pr-(pb)t]-1(pg)teg
28、调度周期内节点m的碳排放量为：
29、
30、式中：nt为调度时段；为t时刻节点m的电力负荷；为t时刻节点m的节点碳势；δt为时间间隔。
31、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述负荷聚合商需求响应碳排放模型由：电动汽车ev碳排放模型和可削减负荷cl与可转移负荷tl碳排放模型组成；
32、所述电动汽车碳排放模型为：当ev与负荷聚合商签订协议后，负荷聚合商能够在协议时间及限制条件内已授权的ev进行自由调度；
33、ev碳排量dtev为t时刻ev充电产生的碳排放量减去放电减少的碳排放量：
34、
35、式中：ptev为t时刻所有接入ev的充放量总和；nev为ev数量；分别为t时刻第n辆ev充放电功率；
36、所述可削减负荷与可转移负荷碳排放模型为：激励合同规定了用户cl、tl的负荷响应量、负荷响应补偿费用、响应时间的长短；cl、tl进行需求响应后的碳排放量dtflex为：
37、
38、
39、式中：pttra,in、pttra,out分别为t时刻tl转入、转出功率；ptcut为t时刻削减负荷量；为t时刻cl的0-1状态变量；为cl的上限值；分别为cl响应的起始和结束阶段；为cl响应时段上限；分别为t时刻tl转入、转出响应状态，用0-1变量表示；分别为tl转入、转出的上限值；和分别为tl转入、转出时段的起始和结束时刻；
40、由此得到负荷聚合商的实际碳排放量dla，即初始负荷、cl、tl响应量与ev充放电产生碳排放之和：
41、
42、式中：ptload为t时刻la初始负荷量。
43、作为本专利技术的一种优选技术方案，所述阶梯型碳交易模型为：通过节点碳势计算出la碳排放量，再为每个la分配初始碳排放配额；若碳排放量高于所分配的配额，则需要购买碳排放权配额，反之则可将剩余配额出售获取收益；la参与碳交易市场的实际碳排放权交易额dreal为：
44、
45、式中：dq为la获得的初始碳排放配额量；equote为单位购电量碳排放配额系数；
46、在求解碳交易成本时，将la碳排放量进行分段化，设置碳排放本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述碳排放流模型为：设系统具有M个节点，其中I个节点接入机组、K个节点存在负荷；在碳流计算时，节点碳势只受注入潮流的影响，节点m的有功潮流之和为：
3.根据权利要求1所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述负荷聚合商需求响应碳排放模型由：电动汽车EV碳排放模型和可削减负荷CL与可转移负荷TL碳排放模型组成；
4.根据权利要求1所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述阶梯型碳交易模型为：通过节点碳势计算出LA碳排放量，再为每个LA分配初始碳排放配额；若碳排放量高于所分配的配额，则需要购买碳排放权配额，反之则可将剩余配额出售获取收益；LA参与碳交易市场的实际碳排放权交易额Dreal为：
5.根据权利要求1所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其
6.根据权利要求5所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述约束条件包括：火电机组处理约束、火电机组爬坡约束、火电机组启停约束、风电出力约束、线路传输容量约束、平衡节点约束、节点功率平衡约束、线路潮流等式约束；
7.根据权利要求1所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述引入条件风险价值CVaR度量调度运行中的风险成本的过程为：
8.根据权利要求1所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述下层负荷聚合商需求响应优化调度模型，由目标函数和约束条件组成；所述下层负荷聚合商需求响应优化调度模型以总成本最小为目标响应上层的节点碳势信号；
9.根据权利要求8所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述约束条件包括：电力平衡约束、EV充放电约束、EV电池功率约束；
10.根据权利要求1所述的一种考虑CVaR与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述通过双层模型的不断迭代，得到最终的优化调度结果的过程为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述碳排放流模型为：设系统具有m个节点，其中i个节点接入机组、k个节点存在负荷；在碳流计算时，节点碳势只受注入潮流的影响，节点m的有功潮流之和为：
3.根据权利要求1所述的一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述负荷聚合商需求响应碳排放模型由：电动汽车ev碳排放模型和可削减负荷cl与可转移负荷tl碳排放模型组成；
4.根据权利要求1所述的一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，所述阶梯型碳交易模型为：通过节点碳势计算出la碳排放量，再为每个la分配初始碳排放配额；若碳排放量高于所分配的配额，则需要购买碳排放权配额，反之则可将剩余配额出售获取收益；la参与碳交易市场的实际碳排放权交易额dreal为：
5.根据权利要求1所述的一种考虑cvar与需求响应的电力系统双层优化低碳调度方法，其特征在于，上层电网运行商经济调度模型由：目标函数和...
【专利技术属性】
技术研发人员：邰伟，解山岳，张梦婷，
申请(专利权)人：南京东博智慧能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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