[發(fā)明專利]一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110368679.X
• 申請(qǐng)日: 2021-04-06
• 公開（公告）號(hào): CN113159402B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊建華;鮑玉昆;司馬琪;楊司玥;楊睿行;余明瓊;白順明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司華中分部;華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢市首臻知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42229
• 代理人: 高琴

1.一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于：

所述優(yōu)化方法依次包括以下步驟：

步驟A、基于區(qū)域內(nèi)主要城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)、區(qū)域內(nèi)發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)以及氣象數(shù)據(jù)，利用發(fā)電量與排污量的對(duì)應(yīng)關(guān)系、污染物濃度與空氣質(zhì)量指數(shù)AQI的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及連續(xù)點(diǎn)源的高斯擴(kuò)散模型，計(jì)算區(qū)域內(nèi)各機(jī)組發(fā)電對(duì)主要城市AQI的綜合影響系數(shù)；

步驟B、建立時(shí)空污染坐標(biāo)系，按AQI預(yù)測(cè)值大小將區(qū)域內(nèi)所有時(shí)空點(diǎn)劃分為核心點(diǎn)和非核心點(diǎn)，分別計(jì)算核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的閾值、非核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的控制系數(shù)；

步驟C、基于步驟A計(jì)算得到的綜合影響系數(shù)以及步驟B的計(jì)算結(jié)果，建立以購電成本最小、非核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電綜合影響最小為目標(biāo)的優(yōu)化模型；

步驟D、采用NSGA-II算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到Pareto解集后基于模糊集理論選擇最優(yōu)折中解作為最優(yōu)輸出結(jié)果，即得到各機(jī)組分時(shí)段的輸出功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于：

所述步驟B依次包括以下步驟：

步驟B1、建立基于地區(qū)和時(shí)段的二維時(shí)空坐標(biāo)系，將AQI預(yù)測(cè)值在前10％的時(shí)空點(diǎn)設(shè)為核心點(diǎn)，其它時(shí)空點(diǎn)設(shè)為非核心點(diǎn)；

步驟B2、對(duì)于核心點(diǎn)，先基于各機(jī)組對(duì)其AQI的綜合影響系數(shù)篩選出主要影響機(jī)組，然后結(jié)合主要影響機(jī)組的供電重要性、該核心點(diǎn)的大氣污染防治等級(jí)以及AQI預(yù)測(cè)值，確定該核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的閾值；對(duì)于非核心點(diǎn)，采用以下公式確定其AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的控制系數(shù)：

上式中，ω_d(c，t)為非核心點(diǎn)d(c，t)受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的控制系數(shù)，AQI_d為非核心點(diǎn)d(c，t)的AQI預(yù)測(cè)值，NC為非核心點(diǎn)的集合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種計(jì)及大氣污染的環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于：

步驟B2中，所述核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電影響的閾值通過以下方法確定：

若主要影響機(jī)組供電重要性低且大氣污染防治等級(jí)≤Ⅱ級(jí)，則確定閾值為該核心點(diǎn)AQI預(yù)測(cè)值的2％；

若主要影響機(jī)組供電重要性低且大氣污染防治等級(jí)＞Ⅱ級(jí)，則確定閾值為該核心點(diǎn)AQI預(yù)測(cè)值的5％；

若主要影響機(jī)組供電重要性高且大氣污染防治等級(jí)≤Ⅱ級(jí)，則確定閾值為該核心點(diǎn)AQI預(yù)測(cè)值的7％；

若主要影響機(jī)組供電重要性高且大氣污染防治等級(jí)＞Ⅱ級(jí)，則確定閾值為該核心點(diǎn)AQI預(yù)測(cè)值的10％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于：

步驟C中，所述優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為：

上式中，F(xiàn)₁、F₂分別為購電成本、非核心點(diǎn)AQI受區(qū)域內(nèi)機(jī)組發(fā)電綜合影響，S_I、S_O分別為區(qū)域內(nèi)、外發(fā)電機(jī)組的集合，P_i，t、P_o，t分別為區(qū)域內(nèi)發(fā)電機(jī)組i、區(qū)域外售電機(jī)組o在第t個(gè)時(shí)段的輸電功率，c_i，t、c_o，t分別為區(qū)域內(nèi)發(fā)電機(jī)組i、區(qū)域外售電機(jī)組o在第t個(gè)時(shí)段的售電電價(jià)，T為優(yōu)化總時(shí)段數(shù)，Δt為每個(gè)時(shí)段的時(shí)長(zhǎng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種計(jì)及大氣污染的區(qū)域環(huán)境-電力系統(tǒng)協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于：

所述優(yōu)化模型采取峰平谷分時(shí)定價(jià)和輸送曲線：

上式中，為機(jī)組k在第t個(gè)時(shí)段所屬的峰時(shí)的輸電功率，為機(jī)組k在第t個(gè)時(shí)段所對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)峰時(shí)段的輸電功率，分別為機(jī)組k在平、谷時(shí)輸送功率與峰時(shí)輸送功率的比值，分別為機(jī)組k在峰、平、谷的分時(shí)電價(jià)。