[發明專利]不確定兩階段機會約束低碳電力優化規劃方法

在審

• 申請號: 201711379937.4
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108268973A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 周長玉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發明屬于電力規劃技術領域，尤其涉及一種不確定兩階段機會約束低碳電力優化規劃方法，包括：根據智能電網中調度系統和負荷預測系統中得到的歷史及預測數據，并結合節能減排的指標和碳排放交易價格數據，以利潤最大化為目標，建立低碳電力規劃模型；采用機會約束將電力需求、碳排放配額、超發風險納入規劃，并采用兩階段隨機規劃方法，優化建立兩階段機會約束低碳電力規劃模型，將模型中具有不確定性的參數設置成區間形式，得到穩定可行的區間解。對不同規劃期決策目標所求得的區間解決方案可以幫助決策人員權衡系統效益和環境目標，為電力生產提供更加可靠的方案，不僅有助于提到電力企業的經濟效益，而且有助于區域經濟的可持續發展。

技術領域

本發明屬于電力規劃技術領域，尤其涉及一種不確定兩階段機會約束低碳 電力優化規劃方法。

背景技術

CO₂排放總量控制是一項復雜的系統工程，具有動態性、不確定性等特點。 隨著碳交易在中國的全面實施，碳排放重點行業之一的電力企業將面臨更多復 雜的外部因素。此外，碳排放交易初始配額分配方式也會隨著第一階段啟動期 過后發生變化，免費配額的比例在碳交易機制邁向成熟期后將有所下降，然而 配額分配政策的不同，會對電力企業生產規劃將產生深遠影響。合理有效的電 力系統規劃和運行方法，將是保證電力系統在安全穩定運行的前提下實現高效 碳減排的有力手段。電力行業是碳排放的重點行業之一，其中，化石燃煤發電 是造成大氣污染物和溫室氣體排放的主要來源。如何優化資源配置、合理規劃， 在滿足能源需求、碳排放總量減少的前提下使得電力系統利潤最大化是企業和 政府共同關心的重要問題。

目前，能源模型已成為標準的分析工具，決策者可以從能源模型中有效地 處理能源系統中的能源規劃、優化和預測問題，這些方法學通過解釋能源系統 的復雜性，有助于檢驗和識別各種期望管理戰略的效果。如LEAP模型、

MARKAL模型、MESSAGE模型等。目前主流的研究工具是采用優化模型的思 路，但當面對大量政策變量和技術進步的條件下，既有的單純模型無法完全反 映出能源生產模式、消費技術和政策變量間的相互作用。如LEAP模型難以充 分考慮技術進步以及政策的實施成本，不能完全反應市場供需信號。MARKAL 模型則需要大量的輸入數據，由于受模型運算能力和可獲得性的限制，一些數 據不得不采用平均值，這會影響不同條件下模型的計算結果。

除此之外，研究人員雖已從不同角度對碳交易市場開展了研究，目前少有 分析不同碳交易政策情境對電力規劃及CO₂排放量的影響，并不能預先提供區 域低碳電力生產各類資源分配規劃方案以及不同碳配額情境下的優化生產情況； 也少有將電力需求、超發風險等不確定因素納入電力生產規劃的相關研究。由 于中國的碳排放交易體系尚處于起步階段，交易及配額分配機制尚未完善。因 此，研究碳排放政策不同、電力需求變化等多條件下的低碳電力規劃優化方法， 對碳排放減少及碳交易市場的全面開展有著重要的現實意義。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了本發明提出了一種不確定兩階段機會約束低 碳電力優化規劃方法，包括：

根據智能電網中調度系統和負荷預測系統中得到的歷史及預測數據，并結 合節能減排的指標和碳排放交易價格數據，以利潤最大化為目標，建立低碳電 力規劃模型；采用機會約束將電力需求、碳排放配額、超發風險納入規劃，并 采用兩階段隨機規劃方法，優化建立兩階段機會約束低碳電力規劃模型，將模 型中具有不確定性的參數設置成區間形式，得到穩定可行的區間解。

所述利潤計算方法為：二氧化碳預期產生量所對應的收益加上二氧化碳超 預期產生量所對應的收益減去減排二氧化碳所產生成本，再減去超出免費碳排 放配額的二氧化碳排放交易成本，如果所述超出免費碳排放配額的二氧化碳排 放交易成本為負，則表明還有多余的碳排放權用于交易來轉換為利潤。

所述機會約束包括：發電量與可用發電容量之間的總量約束、發電量與電 力需求之間的電力供需平衡約束、二氧化碳排放量約束、發電量與電力需求的 非負約束。