[發明專利]一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型

在審

• 申請號: 201710507741.2
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107317325A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 田鑫;王飛;陳士方;趙龍;趙光鋒;李沐;王艷;鄭志杰;劉曉明;付一木;魏佳;張麗娜;高效海;王軼群
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司37105
• 代理人: 鄭憲常

1.一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型，其特征在于，本模型中的決策變量主要包括以下三類：第一類為表示第y年區域a中為區域b負荷供電的第u類電源的擴展容量，腳標中a與b均表示區域，當a與b表示同一區域，表明該類機組新增容量用于平衡區域a本地負荷，為本地容量；當a與b表示不同區域時，表明該類機組新增容量用于平衡區域b的負荷，為外送容量；

第二類為表示第y年區域a向區域b間送電通道的新增容量；

第三類為為第y年，典型日d中時段t下，區域a中為區域b負荷供電的第u類電源的出力；

目標函數如下：

與分別表示系統在第y年的總投資建設成本、固定運行成本、可變運行成本和區域間聯絡線建設成本，目標函數中第五項表示碳交易成本，其中與由投資問題描述，由運行子問題描述，Y表示所有待規劃年份，r代表通貨膨脹率。

2.如權利要求1所述的一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型，其特征在于，總建設投資成本模型對采用等年值分解的形式，將各類電廠的投資成本按折現率平攤到電廠的服役年限中，并忽略電源在規劃期后的殘值，模型默認固定區域中各類電廠的單位容量投資成本為定值，其中A表示模型中各子區域的集合，U表示待規劃電源種類的集合。

3.如權利要求1所述的一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型，其特征在于，總固定運行成本式中，P_u,y,a和表示第y年區域a中第u類電源的可用容量和單位容量固定運行成本，可用容量P_u,y,a可由下式表示：

式中，P_u,y,a,b表示第y年區域a中為區域b負荷供電的第u類電源的擴展容量，有：

式中，P_u,0,a,b表示規劃期初區域a中為區域b負荷供電的第u類電源的已有容量，表示該類電源在第i個規劃年中的退役容量。

4.如權利要求1所述的一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型，其特征在于，區域間聯絡線建設成本可由下式表示：

式中，和表示第y年從區域a至區域b送電通道的新建容量和單位容量建設成本，B表示可選的送電通道的集合，此處的送電通道指改進的等值網絡中的直送通道。

5.如權利要求1所述的一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型，其特征在于，總可變運行成本為系統發電成本，可由下式表示：

式中，表示第y年區域a中第u類電源的單位發電成本，D為系統所有典型運行方式下的日集合，TD為系統在典型日D中的時段集合，ΔT為時段持續時長。

6.如權利要求1所述的一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型，其特征在于，碳排放交易成本項的含義是當系統各自子域的用電總排放量高于總允許的排放配額時，系統需要購買額外的排放配額從而造成成本；而當系統總排放量低于排放配額時，可出售剩余配額獲得利潤，具體可表示為：

其中E_y,a表示區域a中第y年的用電碳排放量，表示區域a中第y年的用電碳排放配額，π_y,a表示區域a中第y年單位碳排放配額的價格，本模型認為碳排放配額為外部給定值，E_y,a可由下式表示：

式中，e_u,b表示送端區域b中第u類機組的碳勢。

7.如權利要求1至6任一項權利要求所述的一種考慮碳排放流的低碳電源電網規劃模型，其特征在于，電源年發電量約束等效于其年發電利用小時數不得超過其年最高可利用小時數T_{u,y,a max}，也不可低于一定的年最低利用小時T_{u,y,a min}，最高利用小時數主要來源于一次能源約束、機組檢修，最低利用小時數來源于政策規定、水電強迫出力或維持電廠運營需要，因此有：

式中，N_t和N_d分別代表典型時段t在典型日d中的數量和典型日d在第y年中的數量。