[發(fā)明專利]一種含需求響應(yīng)的電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分散式低碳經(jīng)濟調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110109163.3
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN113162025B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏震波;魏平桉;郭毅;張雯雯
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/14;H02J3/46;H02J3/48;G06Q10/04;G06Q10/067;G06Q10/0637;G06Q30/0202;G06Q50/06
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51230
• 代理人: 梁偉東

本發(fā)明公開了一種含需求響應(yīng)的電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分散式低碳經(jīng)濟調(diào)度方法，包括以下步驟：建立對應(yīng)碳交易成本的階梯型碳交易成本模型；建立對應(yīng)碳排放權(quán)交易市場所獲取的收益的P2G的碳交易成本模型；根據(jù)階梯型碳交易成本模型和P2G的碳交易成本模型建立綜合碳交易成本模型得到綜合碳交易成本；根據(jù)激勵型需求響應(yīng)調(diào)整負(fù)荷量構(gòu)建IDR?DSM模型；根據(jù)價格型需求響應(yīng)調(diào)節(jié)負(fù)荷量建立PDR?DSM模型；滿足電網(wǎng)運行約束條件、天然氣運行約束條件和電?氣耦合約束條件的前提下，建立表示總運行成本的集中式的低碳經(jīng)濟調(diào)度模型；在集中式的低碳經(jīng)濟調(diào)度模型的基礎(chǔ)上采用S?ADMM算法進(jìn)行求解建立完全分散式調(diào)度模型；保證了網(wǎng)絡(luò)的低碳經(jīng)濟性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電-氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化運行領(lǐng)域，涉及一種含需求響應(yīng)的電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分散式低碳經(jīng)濟調(diào)度方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電力、天然氣的需求不斷增加，使得生態(tài)系統(tǒng)受到嚴(yán)重的危害，因此發(fā)展低碳經(jīng)濟的理念成為世界各國所重視的問題之一。截止2018年，電力行業(yè)的碳排量占全國總量的50％左右。因此，推動低碳電力有利于加快低碳經(jīng)濟的發(fā)展，對減少碳排量有至關(guān)重要的作用。隨著電力網(wǎng)與天然氣網(wǎng)緊密地耦合，以電-氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(integrated electricity-gas network,IEGN)為代表的多能流協(xié)調(diào)互補互濟被認(rèn)為是提高新能源消納比例、實現(xiàn)碳減目標(biāo)的重要載體，為了減小IEGN的碳排放，目前碳交易機制被認(rèn)為可兼顧網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟性與低碳性的有效手段。

目前學(xué)術(shù)界在對考慮碳交易機制的低碳經(jīng)濟調(diào)度的研究中，主要存在下述不足：

目前已有此方面的研究中，碳交易機制均采用統(tǒng)一型碳權(quán)價格的碳交易機制，此種機制雖然在一定程度上協(xié)調(diào)系統(tǒng)的低碳經(jīng)濟性，但對總碳排量的控制較為寬松，且過于簡單地考慮碳交易市場的實際運行情況，導(dǎo)致企業(yè)自主減排的積極性；

隨著可再生能源發(fā)電比例不斷增加，以具有消納可再生能源和碳捕獲技術(shù)的電轉(zhuǎn)氣(power to gas，P2G)裝置在IEGN中扮演重要的角色。目前，在IEGN的低碳經(jīng)濟調(diào)度方面的研究大多只關(guān)注了P2G的新能源消納效率與碳捕集效益，鮮有文獻(xiàn)考慮將P2G參與到碳交易市場所帶來碳排放收益，對該收益所帶來的激勵空間也未進(jìn)一步地挖掘，具體地，目前對碳交易機制中自愿申請認(rèn)證減排量的研究較少。

2016年國家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于做好2016年電力運行調(diào)節(jié)工作的通知》中，強調(diào)推動低碳電力的運行，強化電力需求側(cè)管理。近年來，需求側(cè)管理在IEGN中逐步被重視，這是由于可引導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為，優(yōu)化負(fù)荷曲線輪廓、縮小曲線的峰谷差及有效地協(xié)調(diào)IEGN的低碳經(jīng)濟性。但現(xiàn)有對電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的低碳研究均通過調(diào)節(jié)碳價來改變網(wǎng)絡(luò)中機組出力，由此不能最大化地使網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟低碳最優(yōu)，也不能充分發(fā)揮需求側(cè)管理(Demand SideManagement,DSM)的減碳潛力，而尚無文獻(xiàn)從源-荷端共同協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)低碳經(jīng)濟性來進(jìn)行研究。

在市場運營層面上，目前對IEGN經(jīng)濟調(diào)度的研究大都基于集中式優(yōu)化框架，需將網(wǎng)絡(luò)中所有數(shù)據(jù)匯集并由唯一的決策主體進(jìn)行計算，這對決策主體的計算能力和信息聚合能力有較高要求，且與實際運行模式不符，即電網(wǎng)與氣網(wǎng)隸屬于兩個不同的主體，其網(wǎng)架參數(shù)、用戶私有信息不能完全共享。

在物理技術(shù)層面上，非凸非線性的天然氣潮流方程對IEGN求解的影響考慮甚少，目前，主要的線性化的方法是增量分段線性化法與二階錐松弛法。增量分段線性化法將此方程進(jìn)行線性化，使得模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性形式，雖然這樣降低了模型的求解難度，但引入0-1變量，且求解精度與效率與二進(jìn)制變量個數(shù)相關(guān)聯(lián)，往往難以同時兼顧；二階錐松弛雖然可將此約束轉(zhuǎn)化為線性約束形式，但未保證松弛的嚴(yán)格性，無法精確高效地求解此模型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供了一種含需求響應(yīng)的電氣互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分散式低碳經(jīng)濟調(diào)度方法，解決了上述背景技術(shù)中存在的問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：