計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法及系統技術方案

本發明專利技術提供了一種計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法及系統，該方法包括獲取待調度電網多種可調節負荷；基于可調節負荷特性，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型；根據碳交易機制構建碳交易成本模型；確定電網運營商和用戶為主從博弈主體，并基于多類型可調節負荷模型、負荷調節補償模型和碳交易成本模型建立博弈模型；以各主體運行成本最低為目標函數對博弈模型進行求解，獲取調度結果并基于調度結果實現待調度電網的優化調度。本方法可以有效降低調度成本和機組碳排放量，保證電網運行的經濟性和低碳性，增強用戶用電調節積極性，充分發揮用戶側可調節負荷的調度優勢，提高系統的調峰能力。提高系統的調峰能力。提高系統的調峰能力。

【技術實現步驟摘要】
計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法及系統


[0001]本專利技術涉及電力系統
，尤其是涉及一種計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法及系統。

技術介紹

[0002]電力系統中終端用戶設備在能源使用上存在一定的行為習慣，使能源利用產生了一定的峰谷特性，導致在用能高峰時段設備容量不足，而在用能低谷時段設備利用率不足，造成資源的浪費。現有的電力系統優化調度主要集中在“源”和“儲”的調度，以降低整個系統的運行成本。隨著電力系統的發展，可調節負荷參與下的電力系統優化調度受到更多研究者的關注。可調節負荷是指能夠根據電網運行、電價、激勵或者交易信息，實現啟?；蛘{整運行狀態的需求側用電設備、電源設備、儲能設備等，包括工業企業生產工藝、生產輔助負荷、樓宇負荷、居民電器負荷及分散式儲能、電動汽車等。
[0003]而電力行業作為能源消耗的主體，其碳排放量在碳排放總量中占了很大的比重，為實現低碳電力，加速實現碳減排的目標，對于可調節負荷進行合理調度是非常必要的技術措施。
[0004]可調節負荷具有靈活可調度的特點，對于緩解供需矛盾、提高可再生能源利用率等方面均起到較好的效果。但無論是固定電價還是分時電價，均無法充分發揮出可調節負荷的調度優勢以及滿足用戶的多樣需求，且無法保證系統的低碳性，調峰能力也不足。

技術實現思路

[0005]本專利技術旨在提供一種計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法及系統，以解決上述技術問題，有效降低調度成本和機組碳排放量，保證電網運行的經濟性和低碳性，增強用戶用電調節積極性，充分發揮用戶側可調節負荷的調度優勢，提高系統的調峰能力。
[0006]為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法，包括：
[0007]獲取待調度電網多種可調節負荷；
[0008]基于可調節負荷特性，確定不同負荷參與電網調節的方式，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型；
[0009]采用無償分配并基于基線法為待調度電網提供碳排放配額，根據碳交易機制構建碳交易成本模型；
[0010]確定電網運營商和用戶為主從博弈主體，并基于多類型可調節負荷模型、負荷調節補償模型和碳交易成本模型建立博弈模型；
[0011]以各主體運行成本最低為目標函數對博弈模型進行求解，獲取調度結果并基于調度結果實現待調度電網的優化調度。
[0012]上述方案針對含有多類型可調節負荷的電網系統，建立了多類型可調節負荷模型
以及負荷調節補償模型，并根據碳交易機制構建碳交易成本模型，確定了電網運營商和用戶的主從博弈主體，以各主體運行成本最低為目標函數，建立博弈模型，最終實現對待調度電網的優化調度。本方案提供的方法有利于降低電網系統總運行成本，減少機組碳排放量，保證電網運行的經濟性和低碳性；同時，實現了對電網的動態定價，可以有效權衡電網運營商與用戶的利益，增強用戶用電調節的積極性，充分發揮用戶側可調節負荷的調度優勢，提高系統的調峰能力。
[0013]上述方案中，無償分配是指預先分配給系統免費碳排放額度，以提高系統參與的積極性。
[0014]進一步地，所述基于可調節負荷特性，確定不同負荷參與電網調節的方式，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型，具體為：
[0015]基于可調節負荷特性，將不同負荷區分為時移負荷、可控負荷和轉移負荷；其中：
[0016]所述時移負荷指負荷用電時間根據用戶的需求進行變化的負荷，且不同負荷類型持續時間具有差異性；
[0017]所述可控負荷指電網對用戶用電負荷進行部分削減的負荷；
[0018]所述轉移負荷指用戶根據上級電價，實現工作時間靈活調整的負荷；
[0019]基于時移負荷、可控負荷和轉移負荷，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型。
[0020]進一步地，所述基于時移負荷、可控負荷和轉移負荷，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型，具體為：
[0021]建立時移負荷、可控負荷和轉移負荷對應的可調節負荷模型；
[0022]基于實際運行約束條件，對不同類型可調節負荷模型建立相應的相應補償機制進行補償；
[0023]基于補償結果構建負荷調節補償模型，以激勵用戶參與負荷調節。
[0024]進一步地，在所述確定電網運營商和用戶為主從博弈主體，并基于多類型可調節負荷模型、負荷調節補償模型和碳交易成本模型建立博弈模型中，所述博弈模型具體表示為：
[0025]G＝{Q；C
E
；P
shift
；P
fle
；P
tran
；F1；F2}
[0026]式中：G表示博弈模型；Q表示主體集合；C
E
為售電電價策略；P
shift
為時移負荷策略集合，由時移負荷的可調節負荷模型獲?。籔
fle
為可控負荷策略集合，由可控負荷的可調節負荷模型獲??；P
tran
為轉移負荷策略集合，由轉移負荷的可調節負荷模型獲取；F1為電網運營商運行成本，由負荷調節補償模型及碳交易成本模型計算獲取；F2為用戶運行成本。
[0027]進一步地，所述以各主體運行成本最低為目標函數對博弈模型進行求解，獲取調度結果并基于調度結果實現待調度電網的優化調度，具體為：
[0028]對于電網運營商這一主體，其目標函數為一天內運行成本最低，求解博弈模型獲得一天內最優售電電價；對于用戶這一主體，其目標函數為一天內運行成本最低，求解博弈模型獲得可調節負荷調節量；
[0029]利用遺傳算法更新電網運營商的最優售電電價，利用CPLEX求解器求解可調節負荷調節量，最后得到調度結果；
[0030]基于調度結果實現待調度電網的優化調度。
[0031]本專利技術提供一種計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度系統，包括負荷獲取模塊、負荷模型建立模塊、碳交易成本模型構建模塊、博弈模型構建模塊和優化調度模塊；其中：
[0032]所述負荷獲取模塊用于獲取待調度電網多種可調節負荷；
[0033]所述負荷模型建立模塊用于基于可調節負荷特性，確定不同負荷參與電網調節的方式，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型；
[0034]所述碳交易成本模型構建模塊用于采用無償分配并基于基線法為待調度電網提供碳排放配額，根據碳交易機制構建碳交易成本模型；
[0035]所述博弈模型構建模塊用于確定電網運營商和用戶為主從博弈主體，并基于多類型可調節負荷模型、負荷調節補償模型和碳交易成本模型建立博弈模型；
[0036]所述優化調度模塊用于以各主體運行成本最低為目標函數對博弈模型進行求解，獲取調度結果并基于調度結果實現待調度電網的優化調度。
[0037]進一步地，所述負荷模型建立模塊用于基于可調節負荷特性，確定不同負荷參與電網調節的方式，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型，具體為：<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法，其特征在于，包括：獲取待調度電網多種可調節負荷；基于可調節負荷特性，確定不同負荷參與電網調節的方式，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型；采用無償分配并基于基線法為待調度電網提供碳排放配額，根據碳交易機制構建碳交易成本模型；確定電網運營商和用戶為主從博弈主體，并基于多類型可調節負荷模型、負荷調節補償模型和碳交易成本模型建立博弈模型；以各主體運行成本最低為目標函數對博弈模型進行求解，獲取調度結果并基于調度結果實現待調度電網的優化調度。2.根據權利要求1所述的計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法，其特征在于，所述基于可調節負荷特性，確定不同負荷參與電網調節的方式，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型，具體為：基于可調節負荷特性，將不同負荷區分為時移負荷、可控負荷和轉移負荷；其中：所述時移負荷指負荷用電時間根據用戶的需求進行變化的負荷，且不同負荷類型持續時間具有差異性；所述可控負荷指電網對用戶用電負荷進行部分削減的負荷；所述轉移負荷指用戶根據上級電價，實現工作時間靈活調整的負荷；基于時移負荷、可控負荷和轉移負荷，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型。3.根據權利要求2所述的計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法，其特征在于，所述基于時移負荷、可控負荷和轉移負荷，建立多類型可調節負荷模型以及負荷調節補償模型，具體為：建立時移負荷、可控負荷和轉移負荷對應的可調節負荷模型；基于實際運行約束條件，對不同類型可調節負荷模型建立相應的相應補償機制進行補償；基于補償結果構建負荷調節補償模型，以激勵用戶參與負荷調節。4.根據權利要求3所述的計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法，其特征在于，在所述確定電網運營商和用戶為主從博弈主體，并基于多類型可調節負荷模型、負荷調節補償模型和碳交易成本模型建立博弈模型中，所述博弈模型具體表示為：G＝{Q；C
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；F1；F2}式中：G表示博弈模型；Q表示主體集合；C
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為售電電價策略；P
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為時移負荷策略集合，由時移負荷的可調節負荷模型獲取；P
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為可控負荷策略集合，由可控負荷的可調節負荷模型獲?。籔
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為轉移負荷策略集合，由轉移負荷的可調節負荷模型獲取；F1為電網運營商運行成本，由負荷調節補償模型及碳交易成本模型計算獲??；F2為用戶運行成本。5.根據權利要求1～4任一項所述的計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度方法，其特征在于，所述以各主體運行成本最低為目標函數對博弈模型進行求解，獲取調度結果并基于調度結果實現待調度電網的優化調度，具體為：對于電網運營商這一主體，其目標函數為一天內運行成本最低，求解博弈模型獲得一
天內最優售電電價；對于用戶這一主體，其目標函數為一天內運行成本最低，求解博弈模型獲得可調節負荷調節量；利用遺傳算法更新電網運營商的最優售電電價，利用CPLEX求解器求解可調節負荷調節量，最后得到調度結果；基于調度結果實現待調度電網的優化調度。6.計及多種可調節負荷與碳交易的電網優化調度系統，其特征在于，包括負荷獲取模塊、負荷模型建立模塊、碳交易成本模型構建模塊、博弈模型構建模塊和優化調度模...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡新雷，董鍇，孟子杰，祝錦舟，劉佳樂，崔艷林，喻振帆，王乃嘯，李超，侯玨，
申請(專利權)人：廣東電網有限責任公司電力調度控制中心，
類型：發明
國別省市：