基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法 -pg电子娱乐平台

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号202310416789.8(22)申请日2023.04.18(71)申请人清华四川能源互联网研究院地址610000四川省成都市湖畔路北段366号天府新经济产业园a区(72)发明人(74)专利代理机构成都睿道专利代理事务所(普通合伙)51217专利代理师(51)int.cl.g06q10/0631(2023.01)g06q10/04(2023.01)g06q10/0639(2023.01)g06q50/06(2012.01)(54)发明名称基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法(57)摘要本发明提供了基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，涉及多能协同虚拟电厂的优化技术领域，其目的是考虑并克服多能协同虚拟电厂两阶段鲁棒优化时的不确定性获取更好的调度方案，包括基于电力间接碳排放强度获取电力间接碳排放强度的不确定性，得到多能协同虚拟电厂并网点电力间接碳排放强度的不确定集；进行设备建模，获取设备运行成本、碳交易成本和多能协同虚拟电厂运行约束条件；建立目标函数：目标函数的约束为所述多能协同虚拟电厂运行约束条件，基于两阶段鲁棒优化模型的转换对目标函数进行求解。本发明具有获取的调度方案更好、成本更低的优点。权利要求书5页说明书15页附图2页cn116596213基于电力间接碳排放强度获取电力间接碳排放强度的不确定性，得到多能协同虚拟电厂并网点电力间接碳排放强度的不确定集u，基于所述设备建模获取设备运行成本、碳交易成本和多能协同虚拟电厂运行约束条件；根据uvpp为多能协同虚拟电厂一个调度周期t内的总成本，不确定变量u为多能协同虚拟电厂并网点的电力间接碳排放强度，不确定变量u为多能协同虚拟电厂的光电、风电及冷热电负荷，为t时段设备运行成本，为多能协同虚拟电厂在t时段内的碳交易成本；目标函数的约束为所述多能协同虚拟电厂运行约束条件，基于两阶段鲁棒优化模型的转换对目标函数进行求解。2.根据权利要求1所述的基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，其特征在于，获取所述电力间接碳排放强度的方法为：为t时段多能协同虚拟电厂与电网集中式并网点的电力间接碳排放强度，时段第k条支路流向该节点的碳流量，为t时段第k条支路流向该节点的功率，分别为t时段流向该节点的第i种化石能源和第j种清洁能源向电网提供的电量，为t时段第i种化石能源向电网提供单位电量所消耗的能源质量，分别为t时段第i种化石能源和第j种清洁能源向电网提供的电能从发电端到多能协同虚拟电厂与电网并网3.根据权利要求2所述的基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，其特征在于，所述获取电力间接碳排放强度的不确定性的方法为：t为一个调度周期，取值为24h，为t时段电力间接碳排放强度的预测值，t时段电力间接碳排放强度实际值，为t时段电力间接碳排放强度实际值与预测值的偏差，为t时段电力间接碳排放强度实际值与预测值偏差的最大值，γgrid为电力间接碳排放强度不确定调节参数。cn1165962134.根据权利要求1所述的基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，其特征在于，所述设备建模包括：纯凝式机组：为t时段纯凝式机组输出的电功率，分别为纯凝式机组输出功率最大和最小值，分别为纯凝式机组的爬坡率上限和下限，启停状态标志位，取值为1表示开机，取值为0表示停机；背压式机组：分别为背压式机组输出功率最大值和最小值，分别为背压式机组的爬坡率上限和下限，为背压式机组的启停状态标志位，取值为1表示开机，取值为0表示停机；电锅炉：分别为t时段电锅炉的耗电功率和输出热功率，ηeb为电锅炉的热电效率，为电锅炉输入电功率最大值，分别为电锅炉的爬坡率上限和下限；燃气锅炉：时段燃气锅炉的输出热功率，为燃气锅炉输出热功率最大值，分别为燃气锅炉的爬坡率上限和下限；电制冷机：分别为t时段电制冷机的耗电功率和输出冷功率，ηrm1rm2为电制冷机的耗电系数，分别为电制冷机输出冷功率的最大值和最小值，分别为电cn116596213制冷机的爬坡率上限和下限，为电制冷机的启停状态标志位，取值为1表示开机，取值为0表示停机；并网功率：分别为购电状态标志位和售电状态标志位，取值为1表示运行，取值为0表示停止；蓄电池：分别为蓄电池充电功率最大值、放电功率最大值、充电功率最小值和放电功率最小值，为t时段末蓄电池的剩余容量，ηes,chaes,dis分别为蓄电池的充电功率和放电效率，t取值为1h分别为蓄电池剩余容量最大值、最小值，分别为蓄电池的充电状态标志位和放电状态标志位，取值为1表示运行，取值为0表示停止；分别为蓄电池充电爬坡率上限、蓄电池放电爬坡率上限、蓄电池虫电爬坡率下限和蓄电池放电爬坡率下限，n为一个调度周期内蓄电池的最大充放电次数。储热装置与储冷装置：cn116596213分别为t时段储热装置的充热功率和放热功率，分别为储热装置充热功率最大值和放热功率最大值，为t时段末储热装置的剩余容量，ηts储热装置的能量损失系数，ηts,cha分别为储热装置的充热功率和放热效率，分别为储热装置剩余容量最大、最小值，为第24h末储热装置的剩余容量，为储热装置的初始容量，分别为储热装置的充热状态标志位和放热状态标志位，为01变量；光伏、风机及负荷：qload分别为光伏、风机、冷、热、电负荷的不确定集，为多能协同虚拟电厂t时段风光伏出力的实际值，为t时段光伏出力的预测值，出力实际值与预测值的偏差，为t时段光伏出力实际值与预测值偏差的最大值，pv为多能协同虚拟电厂光伏的不确定调节参数。5.根据权利要求4所述的基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，其特征在于，所述设备运行成本为：分别为t时段纯凝式机组和背压式机组的燃煤运行成本，为t时段燃气锅炉的燃气运行成本，为蓄电池的老化成本，分别为多能协同虚拟电厂与电网进行电力交互时的购电成本及售电利润；pcg3为纯凝式机组的成本系数；bpg3背压式机组的成本系cn116596213gb为燃气锅炉的成本系数；es,dis分别为蓄电池充电和放电的单位老化成本；为t时段电网的电价。6.根据权利要求5所述的基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，其特征在于，所述碳交易成本为多能协同虚拟电厂t时段的初始碳排放配额，δ为单位电量排放分配额，δgb为燃气锅炉单位发热量的碳排放分配额，γpcg1pcg3为纯凝式机组的碳排放量系数，bpg3为背压式机组的碳排放量系数、γgb为燃气锅炉的碳排放量系数，priceco2为碳交易价格。7.根据权利要求6所述的基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，其特征在于，所述多能协同虚拟电厂运行约束条件包括：分别为风电出力与电负荷，为热负荷，分别为t时段储冷装置的充冷功率和放冷功率， 为冷负荷。 8.根据权利要求1所述的基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，其 特征在于，所述基于两阶段鲁棒优化模型的转换对目标函数进行求解的方法为： 获取多能协同虚拟电厂两阶段鲁棒优化模型的标准形式； 将多能协同虚拟电厂两阶段鲁棒优化模型划分为主问题和子问题； 采用c&cg算法并基于kkt条件转化进行求解。 cn116596213 基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法技术领域 [0001] 本发明涉及多能协同虚拟电厂的优化技术领域，具体而言，涉及基于电力间接碳 排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法。 背景技术 [0002] 我国能源结构逐步由集中式向分布式利用转变，多能协同虚拟电厂能够突破传统 能源体系相互独立的壁垒，发挥冷‑热‑电多能互补优势，聚合多种能源类型实现分布式能 源的高效利用，成为推动能源供应低碳化发展的有力手段。 [0003] 多能协同虚拟电厂在考虑能源生产和消费中的节能增效的同时，还需要进一步考 虑计及碳交易成本下的系统综合运行效益。目前已有不少对虚拟电厂的低碳优化运行的研 究。例如在传统虚拟电厂优化调度模型中引入了碳交易机制，降低了系统的运行成本与碳 排放；或者对热电联合系统建立碳交易模型，优化能源结构，并引入储能设备提高系统的灵 活性；或者从低碳政策与低碳技术两方面对虚拟电厂的系统碳排放进行约束，并分析了不 同的阶梯碳交易参数对虚拟电厂低碳性和经济性的影响。一般来说是将碳交易机制纳入虚 拟电厂的优化调度模型，以实现虚拟电厂的低碳经济运行，但虚拟电厂与电网间碳交易成 本的计算均考虑碳排放强度为确定性参数。目前新能源并网规模持续扩大，日前优化调度 时间尺度下，新能源出力的随机性、波动性经电力系统碳排放流传递，使得电力网络的节点 碳排放强度呈现显著不确定性。 [0004] 在考虑电力间接碳排放不确定性下开展多能协同虚拟电厂的鲁棒低碳经济调度 的研究可以有效克服不确定性得到综合考虑低碳效益的多能协同虚拟电厂鲁棒优化调度 方案。 发明内容 [0005] 本发明的目的在于提供基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法， 其目的是考虑并克服多能协同虚拟电厂两阶段鲁棒优化时的不确定性获取更好的调度方 [0006]本发明的实施例通过以下技术方案实现： [0007] 基于电力间接碳排放不确定性的虚拟电厂鲁棒优化方法，包括以下步骤： [0008] 基于电力间接碳排放强度获取电力间接碳排放强度的不确定性，得到多能协同虚 拟电厂并网点电力间接碳排放强度的不确定集u [0009]进行设备建模，得到光伏与风机与冷热电负荷的多面体不确定集u ，基于所述设备建模获取设备运行成本、碳交易成本和多能协同虚拟电厂运行约束条件； [0010] 根据u 、设备运行成本建模、碳交易成本建模建立目标函数：[0011] [0012] vpp为多能协同虚拟电厂一个调度周期t内的总成本，不确定变量u cn116596213 为多能协同虚拟电厂的光电、风电及冷热电负荷， 为t时段设备运行成本， 为多能协同虚拟电厂在t时段内的碳交易成本； [0013] 目标函数的约束为所述多能协同虚拟电厂运行约束条件，基于两阶段鲁棒优化模 型的转换对目标函数进行求解。 [0014] 优选地，获取所述电力间接碳排放强度的方法为： [0015] [0016] 为t时段多能协同虚拟电厂与电网集中式并网点的电力间接碳排放强度， 为t时段第k条支路流向该节点的碳流量， 为t时段第k条支路流向该节点的功率， 分别为t时段流向该节点的第i种化石能源和第j种清洁能源向电网提供的电量， 为t时段第i种化石能源向电网提供单位电量所消耗的能源质量， 为t时段第i种化石能源消耗单位质量所产生的碳排放量，