本發(fā)明屬于電力優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域,具體涉及一種主動(dòng)分時(shí)電價(jià)下的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng),尤其涉及一種碳排放因子引導(dǎo)的主動(dòng)分時(shí)電價(jià)下的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息,不必然構(gòu)成在先技術(shù)。
2、新型電力系統(tǒng)背景下新能源滲透率的不斷提高,對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了巨大的挑戰(zhàn)。本發(fā)明面向高可再生能源比例的虛擬電廠,建立了電-熱-氣-氫-碳耦合的虛擬電廠模型,在此基礎(chǔ)之上提出了一種系統(tǒng)碳排放引導(dǎo)的分時(shí)電價(jià)主動(dòng)方法,進(jìn)一步應(yīng)用于虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度之中,以引導(dǎo)各用電單元合理用電,能夠有效減少虛擬電廠的運(yùn)行成本及碳排放量,提高其可再生能源的消納能力。
3、由于可再生能源出力具有隨機(jī)性、間歇性的特點(diǎn),導(dǎo)致嚴(yán)重的棄風(fēng)、棄光問題,提升可再生能源消納能力、降低系統(tǒng)的碳排放水平對(duì)電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。氫作為一種清潔、環(huán)保的二次能源載體,在電力系統(tǒng)低碳運(yùn)行中起著十分重要的作用。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題中,系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)通常孤立電、熱、氣等系統(tǒng),沒有計(jì)及多能源網(wǎng)絡(luò)的耦合特性;在能源價(jià)格設(shè)置方面,現(xiàn)有方案大多采用固定上網(wǎng)電價(jià)或固定分時(shí)電價(jià)的模式;在負(fù)荷側(cè)需求設(shè)置方面,通常采用固定的剛性負(fù)荷,無法對(duì)電價(jià)等信息做出需求響應(yīng);在碳排放方面,現(xiàn)行市場采用“配額-交易”方式,依照發(fā)電容量等參數(shù)分配碳排放權(quán),依照發(fā)電量核算碳排放量,并進(jìn)行交易;虛擬電廠是通過先進(jìn)信息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)分布式能源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化,以作為一個(gè)特殊電廠參與電力市場和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。
4、傳統(tǒng)的孤立各能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度的方法能源利用效率低,系統(tǒng)運(yùn)行成本高且新能源浪費(fèi)嚴(yán)重。在能源定價(jià)方面,固定定價(jià)模式缺乏對(duì)用電單元的有效價(jià)格激勵(lì),采用分時(shí)電價(jià)能夠一定程度引導(dǎo)需求響應(yīng),但分時(shí)電價(jià)也固定,不能更確地激勵(lì)用戶用電行為。負(fù)荷可分為剛性負(fù)荷和柔性負(fù)荷,其中柔性負(fù)荷可通過負(fù)荷轉(zhuǎn)移及負(fù)荷削減等行為對(duì)電價(jià)做出需求響應(yīng),僅考慮剛性負(fù)荷不能充分利用負(fù)荷的需求響應(yīng)潛力。通過碳配額交易引導(dǎo)的系統(tǒng)碳排放行為雖有一定效果,但僅考慮由發(fā)電容量分配的碳配額及發(fā)電量核算的碳排放模型形式簡單,缺乏準(zhǔn)確性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為了解決上述問題,提出了一種主動(dòng)分時(shí)電價(jià)下的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng),本發(fā)明有效克服了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題中各能源網(wǎng)絡(luò)孤立的弊端,充分考慮了多能耦合特性及氫能潛力,并依據(jù)主動(dòng)分時(shí)電價(jià)調(diào)整方法,更好地引導(dǎo)用戶的用電行為,有效降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本及碳排放量,極大地提高了虛擬電廠的可再生能源消納能力。
2、根據(jù)一些實(shí)施例,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
3、一種主動(dòng)分時(shí)電價(jià)下的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度方法,包括以下步驟:
4、綜合負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)的不同類別,構(gòu)建負(fù)荷側(cè)綜合需求響應(yīng)模型;
5、綜合能源設(shè)備約束、能源網(wǎng)絡(luò)功率平衡,構(gòu)建電-熱-氣-氫多能耦合模型,形成虛擬電廠;
6、構(gòu)建碳交易模型及綠證交易模型;
7、引入碳排放因子系數(shù)以引導(dǎo)分時(shí)電價(jià),建立碳排放因子引導(dǎo)的主動(dòng)分時(shí)電價(jià)調(diào)整模型,以計(jì)算虛擬電廠各個(gè)時(shí)刻的碳排放量;
8、以總成本最小為優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù);
9、以負(fù)荷側(cè)綜合需求響應(yīng)模型、電-熱-氣-氫多能耦合模型、碳交易模型、綠證交易模型和主動(dòng)分時(shí)電價(jià)調(diào)整模型為約束條件,進(jìn)行求解,得到最終的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度方案。
10、作為可選擇的實(shí)施方式,所述需求響應(yīng)模型包括價(jià)格型需求響應(yīng)模型和激勵(lì)型需求響應(yīng)模型;
11、所述價(jià)格型需求響應(yīng)模型,用于將參與價(jià)格型需求響應(yīng)的有電負(fù)荷與氣負(fù)荷,通過需求價(jià)格彈性矩陣描述用戶需求與能源價(jià)格間的關(guān)系,且具有負(fù)荷響應(yīng)價(jià)格后的變化量限制約束;
12、所述激勵(lì)型需求響應(yīng)模型,用于表示系統(tǒng)處于負(fù)荷高峰或緊急情況時(shí),用戶根據(jù)運(yùn)營商制定的補(bǔ)償激勵(lì)策略,直接削減或中斷部分負(fù)荷,具有負(fù)荷變化量限制約束。
13、作為可選擇的實(shí)施方式,構(gòu)建電-熱-氣-氫多能耦合模型的過程包括:確定外部購電、購氣約束、新能源出力及負(fù)荷約束,構(gòu)建單一能源轉(zhuǎn)換的設(shè)備模型和燃?xì)饣鞖錈犭娐?lián)產(chǎn)模型;
14、加入電能網(wǎng)絡(luò)平衡、熱能網(wǎng)絡(luò)平衡、氣能功率平衡和氫能網(wǎng)絡(luò)平衡。
15、作為可選擇的實(shí)施方式,構(gòu)建碳交易模型的過程包括采用基準(zhǔn)線法對(duì)系統(tǒng)碳排放權(quán)進(jìn)行配額并構(gòu)建碳排放量模型。
16、作為可選擇的實(shí)施方式,構(gòu)建綠證交易模型的過程包括建立虛擬電廠獲得的綠證數(shù)量與系統(tǒng)利用的可再生能源發(fā)電量正相關(guān)的關(guān)系,并確定虛擬電廠的碳配額與系統(tǒng)利用的可再生能源發(fā)電量正相關(guān)的關(guān)系。
17、作為可選擇的實(shí)施方式,建立碳排放因子引導(dǎo)的主動(dòng)分時(shí)電價(jià)調(diào)整模型的過程包括:在構(gòu)建時(shí)段分時(shí)電價(jià)以及氣價(jià)調(diào)整初始值時(shí),加入碳排放因子系數(shù),以碳排放因子系數(shù)為計(jì)算系數(shù)。
18、作為可選擇的實(shí)施方式,所述總成本包括虛擬電廠的總成本、外部購電成本、總運(yùn)行成本,以及碳交易成本、綠證交易成本、需求響應(yīng)成本及棄可再生能源成本。
19、一種主動(dòng)分時(shí)電價(jià)下的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng),包括:
20、需求響應(yīng)模型構(gòu)建模塊,被配置為綜合負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)的不同類別,構(gòu)建負(fù)荷側(cè)綜合需求響應(yīng)模型;
21、能量耦合模型構(gòu)建模塊,被配置為綜合能源設(shè)備約束、能源網(wǎng)絡(luò)功率平衡,構(gòu)建電-熱-氣-氫多能耦合模型,形成虛擬電廠;
22、交易模型構(gòu)建模塊,被配置為構(gòu)建碳交易模型及綠證交易模型;
23、引導(dǎo)電價(jià)調(diào)整模塊,被配置為引入碳排放因子系數(shù)以引導(dǎo)分時(shí)電價(jià),建立碳排放因子引導(dǎo)的主動(dòng)分時(shí)電價(jià)調(diào)整模型,以計(jì)算虛擬電廠各個(gè)時(shí)刻的碳排放量;
24、優(yōu)化調(diào)度模塊,被配置為以總成本最小為優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù),以負(fù)荷側(cè)綜合需求響應(yīng)模型、電-熱-氣-氫多能耦合模型、碳交易模型、綠證交易模型和主動(dòng)分時(shí)電價(jià)調(diào)整模型為約束條件,進(jìn)行求解,得到最終的虛擬電廠優(yōu)化調(diào)度方案。
25、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令,所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí),完成上述方法中的步驟。
26、一種電子設(shè)備,包括存儲(chǔ)器和處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)指令,所述計(jì)算機(jī)指令被處理器運(yùn)行時(shí),完成上述方法中的步驟。
27、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果為:
28、本發(fā)明綜合考慮多種能源網(wǎng)絡(luò)之間的耦合,并建立了氫能多環(huán)節(jié)利用模型,充分發(fā)揮氫能的新能源消納與減排潛力。其次,本發(fā)明充分考慮負(fù)荷的需求響應(yīng)行為,引入了價(jià)格型需求響應(yīng)模型與激勵(lì)性需求響應(yīng)模型,引入碳排放因子系數(shù),實(shí)現(xiàn)各個(gè)時(shí)段的分時(shí)電價(jià)能夠依據(jù)其時(shí)段內(nèi)的碳排放量進(jìn)行細(xì)微調(diào)整,進(jìn)而影響虛擬電廠負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)及優(yōu)化調(diào)度行為;打破傳統(tǒng)固定分時(shí)電價(jià)壁壘,通過實(shí)時(shí)調(diào)整分時(shí)電價(jià),能夠更準(zhǔn)確的反應(yīng)不同時(shí)段虛擬電廠系統(tǒng)的源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)互動(dòng)行為,能夠有效地提高虛擬電廠的可再生能源利用率。
29、同時(shí),本發(fā)明考慮對(duì)虛擬電廠的減排要求,綜合考慮了碳配額交易與綠證交易模型。在此基礎(chǔ)之上,提出了碳排放引導(dǎo)的分時(shí)電價(jià)主動(dòng)調(diào)整模型,進(jìn)一步引導(dǎo)虛擬電廠的負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)。
30、本發(fā)明有效克服了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度問題中各能源網(wǎng)絡(luò)孤立的弊端,充分考慮了多能耦合特性及氫能潛力,并依據(jù)主動(dòng)分時(shí)電價(jià)調(diào)整方法,更好地引導(dǎo)用戶的用電行為,有效降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本及碳排放量,極大地提高了虛擬電廠的可再生能源消納能力。
31、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉較佳實(shí)施例,并配合所附附圖,作詳細(xì)說明如下。