【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，屬于電力系統低碳轉型。
技術介紹
1、隨著全球能源需求的不斷增加和碳排放控制目標的日益嚴格，工業園區及大型商業區的能源管理面臨著新的挑戰。為了實現經濟發展與環境保護的平衡，如何有效利用園區內的分布式能源資源，降低碳排放并提升能源利用效率，成為了重要的研究方向。目前，隨著光伏、風能等可再生能源技術的發展，園區內逐漸引入了多種靈活的能源供給方式。然而，分布式能源的間歇性和不穩定性給園區供能的穩定性帶來了挑戰，特別是在高負荷時段，如何協調新能源發電和傳統能源之間的互動，成為關鍵問題。
2、現有的工業園區能源管理方案通常關注單一能源的優化，未能充分考慮園區內電力和碳排放的時空分布特性，且對于多能互補和靈活資源的利用尚不完善。此外，碳排放政策和碳交易機制逐漸成為能源規劃中的重要因素，傳統的園區資源優化方法難以應對復雜的碳排放約束，難以達到多重目標的平衡，如經濟效益、新能源消納和碳排放的綜合最優。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術中存在的問題，提供一種考慮碳排放約束，并進行多重目標的平衡的工業園區資源運行優化方法。
2、為了達到上述目的，本專利技術提出的技術方案為：一種基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，包括：
3、獲取工業園區的歷史負荷數據、未來用電增長率預測數據和碳排放監測數據；并基于上述數據計算未來用電需求；
4、基于工業園區內分布式電源的發電
5、根據碳排放監測數據和分布式電源的發電功率建立碳排放時空分布和電力時空分布；基于碳排放的時空分布計算碳排放目標，根據電力時空分布計算規劃成本、投資運營成本和新能源消納比例；
6、根據規劃成本、投資運營成本、碳排放目標和新能源消納比例構建綜合優化目標函數，并通過拉格朗日乘子法處理綜合優化目標函數；
7、求解綜合優化目標函數得到工業園區分布式電源的最優出力分布方案。
8、對上述技術方案的進一步設計為：所述未來用電需求為：
9、d(t)＝f(phist(t),γ)
10、其中，d(t)表示未來時間t的用電需求，phist(t)為歷史電力負荷數據，γ為未來用電增長率。
11、所述電力電量平衡約束條件其中hi為各約束條件hi為：
12、
13、其中，pi(t)表示第i個分布式電源在時間t的發電功率，pmax,i為第i個分布式電源的最大輸出功率，n為分布式電源數量。
14、根據各分布式電源的發電功率和空間坐標構建的電力時空分布模型，以及根據碳排放監測數據中各碳排放源的空間坐標和排放量構建的碳排放時空分布模型分別為：
15、
16、其中，(x,y)為空間坐標，p(x,y,t)表示電力時空分布，pi(x,y,t)表示對應的空間位置處的第i個分布式電源的發電功率，c(x,y,t)表示碳排放時空分布，ci(x,y,t)表示對應的空間位置處的第i個碳排放源的排放量，n和m分別為分布式電源和碳排放源的數量。
17、所述綜合優化目標函數為：
18、minf＝w1cplan+w2cinv+w3ccarbon-w4rrenewable
19、其中，cplan為規劃成本、cinv為投資運營成本、ccarbon為碳排放目標、rrenewable為新能源消納比例，w1,w2,w3,w4為各優化目標的權重。
20、處理后的綜合優化目標函數為：
21、
22、其中，λi為各約束條件對應的拉格朗日乘子。
23、求解處理后的綜合優化目標函數步驟為：
24、s1、將求解綜合優化目標函數轉化為求解以下拉格朗日乘子方程：
25、
26、s2、使用梯度下降法更新系統解集xi：
27、
28、其中，α是學習率，k是迭代次數；
29、s3、更新約束條件：
30、
31、其中，β是步長參數；
32、s4、迭代直至滿足以下停止條件：
33、且|hi|＜∈2
34、其中，∈1,∈2為容忍誤差；
35、最終解集xi＝pi(x,y,t),i＝1～n即為工業園區分布式電源的最優出力分布策略。
36、本專利技術的有益效果在于：
37、本專利技術的技術方案通過計算電碳兩種要素的時間分布、空間分布，綜合考慮了園區電力和碳排放的時空分布特性，同時綜合考慮了園區的用能需求、碳排放、投資規劃成本及新能源消納等因素，以此來優化園區各分布式能源資源的配置與運行策略，旨在通過靈活資源的動態調控，實現園區內分布式能源資源的高效利用和碳排放的顯著減少；該優化方法在提升園區供能安全性、提高新能源利用率和降低碳排放方面，具有重要的應用價值。
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1.一種基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：所述未來用電需求為：
3.根據權利要求2所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：所述電力電量平衡約束條件其中hi為各約束條件hi為：
4.根據權利要求3所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：根據各分布式電源的發電功率和空間坐標構建的電力時空分布模型，以及根據碳排放監測數據中各碳排放源的空間坐標和排放量構建的碳排放時空分布模型分別為：
5.根據權利要求4所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：所述綜合優化目標函數為：
6.根據權利要求5所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：處理后的綜合優化目標函數為：
7.根據權利要求6所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：求解處理后的綜合優化目標函數步驟為：
【技術特征摘要】
1.一種基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：所述未來用電需求為：
3.根據權利要求2所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：所述電力電量平衡約束條件其中hi為各約束條件hi為：
4.根據權利要求3所述基于電碳時空分布特性的工業園區資源運行優化方法，其特征在于：根據各分布式電源的發電功率和空間坐標構建的電...
【專利技術屬性】
技術研發人員：牛文娟，吳垠，徐箏，諸曉駿，薛貴元，陳琛，李振宇，王曉兵，周憲，
申請(專利權)人：國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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