【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，屬于低碳經濟調度領域。
技術介紹
1、在當今新能源占比越來越高的大背景下，能源利用率不高、低碳性不足的問題日益嚴重，由于新能源出力時的不確定性、波動性與電力系統的安全性、穩定性要求呈相反特性，所以新能源目前無法單獨承擔負荷供電任務，同時也由于熱負荷、氣負荷的存在，所以依然需要以燃氣方式為主的傳統含碳電源進行供能。但目前我國在熱電聯供機組方面的能源利用率不高，氣轉電效率僅有約20-30％，氣轉熱效率約為70％，天然氣燃燒的綜合利用率僅有約50％，能源利用效率低下造成了許多資源浪費的后果；然而燃燒天然氣后產生的二氧化碳的管控也是目前電力系統急需解決的問題。
2、由于社會、經濟的向前發展使得我國對能源的需求不減反增，減碳需求與能源利用時日益增長的排碳量的矛盾日益突出。增加新能源接納量、并調用電力系統電源側、負荷側、儲能側等靈活性資源平衡供需關系成為了實現綠色、低碳發展的重要手段。然而，目前新能源、負荷等資源的地理位置較為分散，波動性較強，雙向的不確定性使得電力系統復雜性增加，靈活性資源聚合難度也隨之增大，而使用先進通訊技術將較為分散的源荷網儲側等資源有效聚合并參與電力系統的低碳調度，實現電力系統綠色發展的虛擬電廠(virtualpower?plant，vpp)在未來將發揮著越來越重要的作用。
3、vpp的應用方面包括減排節能、資源聚合等。在資源聚匯方面，深圳市已經開展vpp落地建設工作，資源聚合量已經初具規模，為后續實現低碳、高效、經濟
4、有鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，用于建立虛擬電廠低碳經濟調度模型，并求解以獲得虛擬電廠的優化運行方案。
2、本專利技術的技術方案是：
3、一種考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，包括：步驟s1、建立考慮有機朗肯循環的虛擬電廠架構；所述考慮機朗肯循環的虛擬電廠架構包括電源側、負荷側、儲能側，所述電源側包含風電、熱電聯供機組，而熱電聯供機組將有機朗肯循環、電轉氣、燃氣輪機、余熱鍋爐集合，所述負荷側包含電、熱、氣三類負荷，所述儲能側包含電、熱、氣三類儲能裝置；步驟s2、基于有機朗肯循環的虛擬電廠架構，在考慮熱能利用的效率后，建立利用余熱發電的有機朗肯循環出力模型；建立電轉氣運行模型；聯立有機朗肯循環出力模型、電轉氣運行模型，建立含電轉氣、有機朗肯循環裝置的熱電聯供機組出力模型；步驟s3、在碳配額機制下，建立階梯式碳交易模型；步驟s4、建立綜合需求響應模型；步驟s5、基于階梯式碳交易模型、綜合需求響應模型，建立考慮有機朗肯循環的虛擬電廠綜合運行成本最小的目標函數及約束條件；基于考慮有機朗肯循環的虛擬電廠綜合運行成本最小的目標函數及約束條件，實現考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度。
4、作為本專利技術的進一步方案，所述含電轉氣、有機朗肯循環裝置的熱電聯供機組出力模型，表達式為：
5、
6、pp2g,g(t)＝ηp2gpp2g,e(t)；
7、pp2g,e(t)＝porc,e(t)+pa,w(t)；
8、
9、式中，porc,h(t)、pwhb,h(t)分別為t時段有機朗肯循環熱功率、進入余熱鍋爐的熱功率；porc,e(t)為t時段有機朗肯循環產生的電功率；ηorc為有機朗肯循環熱電轉化效率；ph,whb(t)為t時段余熱鍋爐供熱功率；ηwhb為熱損失效率；pe,gt(t)、ph,gt(t)分別為t時段燃氣輪機產生的電功率、熱功率；pg,gt(t)為t時段燃氣輪機所需要的天然氣功率；ηe、ηh,gt分別為t時段燃氣輪機的氣電、氣熱轉化效率；分別為gt的氣功率上下限；ph,gb(t)為t時段燃氣鍋爐產生的熱功率，pg,gb(t)為t時段燃氣鍋爐所需氣功率；ηgb為燃氣鍋爐熱轉化效率；分別為燃氣鍋爐的氣功率上下限；pp2g,g(t)為t時段電轉氣裝置輸出的天然氣功率；ηp2g為電轉氣裝置的轉化效率；pp2g,e(t)為t時段電轉氣裝置所需電功率；pa,w(t)為t時段棄風功率；為t時段合成天然氣的溫室氣體質量；為轉化效率。
10、作為本專利技術的進一步方案，所述步驟s3，包括：依據虛擬電廠碳配額模型，獲取虛擬電廠碳配額；依據虛擬電廠實際碳排放模型，獲取虛擬電廠實際碳排；依據虛擬電廠碳配額、虛擬電廠實際碳排，獲取虛擬電廠參與碳交易的碳排放量；依據虛擬電廠參與碳交易的碳排放量，建立階梯式碳交易模型，以獲取碳交易成本。
11、作為本專利技術的進一步方案，所述虛擬電廠實際碳排放模型為：
12、dvpp,a＝de,buy,a+dg,load,a+die,a-dp2g,a；
13、式中，dvpp,a、de,buy,a、dg,load,a分別為虛擬電廠、外購電、氣負荷的實際碳排，die,a為燃氣輪機、燃氣鍋爐的實際碳排之和，dp2g,a為電轉氣裝置吸收的碳排。
14、作為本專利技術的進一步方案，所述階梯式碳交易模型為：
15、
16、da＝dvpp,a-dvpp；
17、式中，為碳交易成本；λ為碳交易基價；da為虛擬電廠參與碳交易的碳排放量；l為碳排區間長度；α為價格漲幅；dvpp,a為虛擬電廠的實際碳排；dvpp為虛擬電廠的碳配額。
18、作為本專利技術的進一步方案，所述步驟s5包括：
19、以功率平衡約束為約束條件，以綜合運行成本最小為目標進行優化，構建的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠低碳經濟調度模型為：
20、minf＝min(fbuy+fad+fco2+fidr)；
21、
22、式中，f為虛擬電廠的總成本；fbuy、fad、fidr分別為購能成本、棄風成本、碳交易成本、綜合需求響應成本；αe、αg為單位購電、購氣成本；pe,buy(t)、pg,buy(t)分別為t時段的購電、購氣功率；δad為單位棄風懲罰成本；pad(t)為t時段的棄風功率；pwt(t)、pw,d(t)分別為t時段的風電預測功率、風電消納功率；δp、δc分別為可轉移、可削減本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述含電轉氣、有機朗肯循環裝置的熱電聯供機組出力模型，表達式為：
3.根據權利要求1所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述步驟S3，包括：
4.根據權利要求3所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述虛擬電廠實際碳排放模型為：
5.根據權利要求3所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述階梯式碳交易模型為：
6.根據權利要求1所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述步驟S5包括：
7.根據權利要求1所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述效率的表達式為：
【技術特征摘要】
1.一種考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述含電轉氣、有機朗肯循環裝置的熱電聯供機組出力模型，表達式為：
3.根據權利要求1所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯級利用的低碳優化調度方法，其特征在于，所述步驟s3，包括：
4.根據權利要求3所述的考慮有機朗肯循環的虛擬電廠能量梯...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐慧慧，趙宇洋，彭婧，柴宜，田云飛，李晶，高政，楊德州，張中丹，程紫運，遲昆，陳兆雁，王洲，張海生，王仕俊，
申請(專利權)人：國網甘肅省電力公司經濟技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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