【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及優化運行，尤其涉及一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法。
技術介紹
1、近幾年來以風、光可再生能源為主的分布式能源發電在全球范圍內得到迅速發展，雖然這些以可再生能源為主的分布式電源能夠在一定程度上減少對火電機組的使用，但分布式能源往往存在隨機波動性大、單機容量小等缺陷，使其難以獨立地參與到電力市場運營中，虛擬電廠的出現有效解決了分布式電源波動性和容量的問題。
2、虛擬電廠可利用其儲能設備的靈活調節特性彌補風光出力偏差，盡量減少整體出力的不確定性與不平衡電量的懲罰，保證整體收益，一方面，虛擬電廠根據其可能實時出力情況，優化其內部資源的協調運行，控制其碳排放量，將其剩余的碳排放配額參與碳市場交易，獲得多一份收益，可見，虛擬電廠的電量交易和碳交易具有耦合特性，需要協調優化其在電力市場和碳市場上的運行來提升整體收益虛擬電廠作為一種新型的市場主體，通過參與碳交易能夠進一步推動新能源發展，發揮其環境效益，從而提升虛擬電廠的整體收益，因此，研究協調電能交易和碳交易的虛擬電廠優化運行策略具有重要的工程應用價值。
3、針對提到的虛擬電廠低碳運行優化方法中存在的問題，提出了一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，確定虛擬電廠優化運行方法。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法。
2、一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，包括以下步驟：
3、s1，虛擬電廠框架設計與建模：設計低碳虛擬電廠的運行交
4、s2，風光出力不確定性刻畫：通過場景的生成和削減刻畫風光出力的不確定性；
5、s3，收益與碳排放優化目標：構建以收益最大化和碳排放最小化為目標的目標函數；
6、s4，dqn優化出力方案：利用dqn算法優化次日出力方案；
7、s5，偏差懲罰機制實施：當風光實際出力與預測存在偏差時，實施偏差懲罰機制。
8、可選的，所述s1中的虛擬電廠框架設計與建模包括：
9、s11，可調度發電機組建模：可調度發電機組由燃氣輪機組成，基于最小和最大電能、最小和最大出力、設定的時間段，結合燃氣輪機的啟動和關閉成本進行可調度發電機組建模，表示為：
10、
11、其中，分別表示為燃氣輪機產生的最小、最大電能，分別表示為燃氣輪機的最小、最大出力，τ為設定的時間段；
12、
13、其中，nj為成本函數線性化段數，取nj＝3，csu、csd分別為燃氣輪機啟動、關閉的成本，kij為線性化段數的斜率；
14、s12，儲能設備建模：儲能設備建模基于狀態轉換方程，其產生的電能是由儲能設備自身的運行狀態決定，表示為：
15、
16、其中，為t時刻儲能設備中的電能，為t-1時刻儲能設備中的電能，ptsc(t)為儲能設備的充電功率，為儲能設備的放電功率，ηsc、ηsd分別為儲能設備的充放電效率；
17、s13，風電建模：風電出力由風速決定，風速分布函數滿足weibull分布，表示為：
18、
19、其中，v為實際風速，為風電的形狀參數，θ為風電機組的規模參數；
20、其中vin<vt<vout；
21、其中，pwp為風電機組最大出力，為風電機組的額定功率，vt為風電機組實際風速，vrat為風電機組正常運行時額定風速；
22、s14，光伏建模：光伏出力由光照強度和氣候決定，光照強度符合beta分布函數，表示為：
23、
24、其中，θ為光伏機組的光照強度，α分布函數的形狀參數，β為分布函數的分布參數；
25、
26、其中，ppv為光伏機組最大出力，為光伏機組的額定功率，θt為光伏機組實際光照強度。
27、可選的，所述s2中的風光出力不確定性刻畫包括：
28、s21，場景生成：利用拉丁超立方抽樣實現波動性電源發電功率場景集的生成，將誤差概率分布劃分為多個等概率區間，并在每個區間隨機抽取一個樣本，最終生成場景集；
29、s22，場景削減：基于概率距離的快速后向削減法，計算場景之間的距離，逐步合并相似場景并更新概率，直到場景數量滿足要求。
30、可選的，所述s21中的場景生成包括：
31、s211，誤差概率分布劃分：將風電和光伏的誤差概率分布在m個等概率空間當中，每一個區間的概率為1/m；
32、s212，隨機抽取概率點：在第i個概率區間中隨機抽取一個點pi，表示為：
33、
34、其中，s為在[0,1]之間的隨機分布數；
35、s213，生成場景集：依次在每一個概率區間中隨機抽取概率點，得到m組抽樣樣本，最終得到場景集m。
36、可選的，所述s22中的場景削減包括：
37、s221，計算幾何距離：計算場景集m中兩兩場景之間的幾何距離，表示為：
38、
39、其中，d為歐氏距離；
40、s222，找到最近的場景對：從場景集m中找到與場景i距離最近的場景j，即min{d(mi,mj),i≠j}；
41、s223，最小概率距離場景選擇：重復計算幾何距離、找到最近的場景對，得到與剩余場景j概率距離之和最小的場景i；
42、s224，更新場景概率：更新場景概率，新場景概率等于i的概率加上j的概率，得到新場景集m；
43、s225，重復場景削減過程：重復計算幾何距離、找到最近的場景對、最小概率距離場景選擇、更新場景概率，直至剩余場景數目滿足場景削減數量的要求。
44、可選的，所述s3中的收益與碳排放優化目標包括：
45、s31，收益最大化目標函數：構建以收益最大化為目標的目標函數，表示為：
46、
47、其中，f為虛擬電廠參與電力市場交易獲得的總利潤，為t時段虛擬電廠的日前市場售電收入，為t時段虛擬電廠參與碳市場交易的收入或者成本，為t時段虛擬電廠日內功率與計劃功率出現偏差帶來的利潤或者成本，分別為t時段可再生能源機組維護成本、儲能系統成本、需求響應成本和燃氣輪機成本；
48、
49、其中，為t時段日前電力市場價格，ptda為t時段虛擬電廠向日前電力市場出售的功率，ptess為儲能系統在日前t時段的充放電功率，為t時段虛擬電廠中燃氣輪機向日前電力市場出售的功率，ptdr為t時段虛擬電廠中可調節負荷在日前電力市場中響應的功率；
50、
51、其中，γa為免費碳排放額在碳交易市場上的價格，γbe為可再生能源機組產生的碳減排份額在ccer交易市場上的價格；
52、
53、其中，為t時段偏差懲罰電價，ε+、ε-為偏差懲罰系數；
54、
55、其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述S1中的虛擬電廠框架設計與建模包括：
3.根據權利要求2所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述S2中的風光出力不確定性刻畫包括：
4.根據權利要求3所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述S21中的場景生成包括：
5.根據權利要求4所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述S22中的場景削減包括：
6.根據權利要求5所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述S3中的收益與碳排放優化目標包括：
7.根據權利要求6所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述收益最大化目標函數和碳排放最小化目標函數的約束條件包括：
8.根據權利要求7所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述S4中的DQN優化出力方案包括：
<...【技術特征摘要】
1.一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述s1中的虛擬電廠框架設計與建模包括：
3.根據權利要求2所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述s2中的風光出力不確定性刻畫包括：
4.根據權利要求3所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述s21中的場景生成包括：
5.根據權利要求4所述的一種考慮碳交易的虛擬電廠低碳優化運行方法，其特征在于，所述s22中的場景削減包括：
6.根據權利要求5所述的一種考慮碳...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李青春，梁曉赫，劉楠，董博，回旋，
申請(專利權)人：遼寧電力交易中心有限公司，
類型：發明
國別省市：
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