本发明涉及配电网调度领域,具体涉及一种区域配电网低碳-经济多时间尺度调度方法及系统。
背景技术:
1、在低碳电力背景下,配电网作为电能消耗的最终端,配电网的低碳运行对降低电力系统的碳排放有着重要影响,如何在旅游区域场景下实现配电网层面相协调实现低碳经济运行是亟需解决的问题。
2、(1)清华大学康重庆、周天睿等人提出了一种依附于潮流的配电网碳流计算方式。通常电力系统的碳排放研究都集中在发电侧,在用电侧配电网中一般仅有部分新能源发电机组,而大部分时候配电网的电能都来自于主网,主网的碳排放强度对配电网的碳排放情况有着巨大影响。在碳排放流理论体系的基础上,建立实现碳排放指标计算的配电网模型,把碳排放从“源”传递至“荷”,为配电网碳排放研究提供了基础。
3、碳流计算是基于潮流追踪的计算方法,实时性较高,适合旅游区域配电网碳排放量的计算。但此方法为考虑蓄水式小水电接入后会影响相应节点的节点碳势,当小水电发电量可以满足负荷要求向电网送电时,节点碳势应为零,而传统碳流计算只能接近于零。综上所述,亟需一套适合旅游区域配电网的碳流计算方式。
4、(2)清华大学四川研究院李姚旺、张宁基于碳排放流理论,提出了电力系统碳减排新机制—低碳需求响应机制。该机制以动态碳排放因子作为引导信号,引导用户主动响应并降低系统碳排放。并以某激光企业为例开展仿真分析,研究了低碳需求响应机制的减碳效益。
5、该方法仅适用于负荷需求响应,缺少针对源荷共同调度的考虑,蓄水式小水电作为清洁能源可以有效的减少电网整体碳排放,如何制定发电计划值得考虑;为实现旅游区域配电网低碳-经济运行,电动旅游大巴作为“双向负荷”其充放电的时间和容量也要调配。
6、方法(1)虽然提出了依附于潮流的碳流计算方式,但由于旅游区域资源的特殊性,不能准确的反映各类旅游资源所带来的影响。方法(2)虽然通过动态碳排放因子有效的降低了电网碳排放,但仍未对旅游区域大背景下的资源进行合理调度。
技术实现思路
1、为了解决现有技术仍未对旅游区域大背景下的资源进行合理调度的问题,本发明提出了一种区域配电网低碳-经济多时间尺度调度方法,包括:
2、基于区域配电网的信息和电动旅游大巴信息计算配电网整体的动态碳排放因子;
3、基于动态碳排放因子、配电网的信息、电动旅游大巴信息和预先构建的日前-日内两阶段调度模型,得到蓄水式小水电的发电量和电动旅游大巴的充放电时间及容量;
4、其中,所述日前-日内两阶段调度模型是以区域配电网运行成本和调度周期内的碳排放量最小构建日前调度目标函数,以不同时段充放电的成本和调度周期的碳排放量为日内调度目标函数,结合约束条件构建的。
5、可选的,所述日前-日内两阶段调度模型的构建包括:
6、以区域配电网运行成本和调度周期内的碳排放量最小为日前调度目标函数;
7、以不同时段充放电的成本和调度周期的碳排放量为日内调度目标函数;
8、为所述日前调度目标函数和所述日内调度目标函数设置约束条件;
9、其中,所述约束条件包括:蓄水小水电功率约束、电动旅游大巴电量约束、潮流约束、支路电流约束和节点电压约束。
10、可选的,所述日前调度目标函数如下式所示:
11、
12、式中,为日前调度目标函数;为调度周期内补偿金额;为向上级电网购电成本;为日前调度周期内碳排放量;为日前调度周期内水电购电成本。
13、可选的,所述日内调度目标函数如下式所示:
14、
15、式中,为日内调度目标函数;为电动旅游大巴充放电过程中所产生的成本;为日内调度周期的碳排放量。
16、可选的,所述基于区域配电网的信息和电动旅游大巴信息计算配电网整体的动态碳排放因子,包括:
17、基于区域配电网支路的支路流入节点i的有功功率、节点i等效机组注入功率、阶梯小水电有功功率输出之和结合改进的节点碳势计算式,得到节点碳势;
18、基于节点在某时段的负荷量和所述节点碳势,结合碳排放因子计算式得到电网在某时段的动态碳排放因子。
19、可选的,所述改进的节点碳势计算式如下式所示:
20、
21、式中,eni为节点i的节点碳势;pbs为支路流入节点i的有功功率;ρs为支路碳流密度也等于端节点的碳势;i+为有功潮流流入支路集合;s为潮流流入的支路之一;pgi为节点i等效机组注入功率;egi为等效机组碳排放强度;phi为阶梯小水电有功功率输出之和;i为节点编号。
22、可选的,所述碳排放因子计算式如下式所示:
23、
24、式中:cdn,t(t)为电网在时段t的碳排放因子;n为配电网所覆盖范围内的节点集合;为节点i在时段t的负荷量;为节点的碳势大小;i为节点编号;t为时段。
25、再一方面本发明还提供了一种区域配电网低碳-经济多时间尺度调度系统,包括:
26、因子计算模块,用于基于区域配电网的信息和电动旅游大巴信息计算配电网整体的动态碳排放因子;
27、调度规划模块,用于基于所述动态碳排放因子、配电网的信息、电动旅游大巴信息和预先构建的日前-日内两阶段调度模型,得到蓄水式小水电的发电量和电动旅游大巴的充放电时间及容量;
28、其中,所述日前-日内两阶段调度模型是以旅游区域配电网运行成本和调度周期内的碳排放量最小构建日前调度目标函数,以不同时段充放电的成本和调度周期的碳排放量为日内目标函数,结合约束条件构建的。
29、可选的,还包括模型构建模块,用于:
30、以区域配电网运行成本和调度周期内的碳排放量最小为日前调度目标函数;
31、以不同时段充放电的成本和调度周期的碳排放量为日内调度目标函数;
32、为所述日前调度目标函数和所述日内调度目标函数设置约束条件;
33、其中,所述约束条件包括:蓄水小水电功率约束、电动旅游大巴电量约束、潮流约束、支路电流约束和节点电压约束。
34、可选的,所述日前调度目标函数如下式所示:
35、
36、式中,为日前调度目标函数;为调度周期内补偿金额;为向上级电网购电成本;为日前调度周期内碳排放量;为日前调度周期内水电购电成本。
37、可选的,所述日内调度目标函数如下式所示:
38、
39、式中,为日内调度目标函数;为电动旅游大巴充放电过程中所产生的成本;为日内调度周期的碳排放量。
40、可选的,所述蓄水小水电功率约束如下式所示:
41、
42、式中,为小水电t时刻增加发电量;为小水电t时刻减少的发电量;分别为小水电增加发电量的最大值和减少发电量的最大值;为t时刻水库容量;分别蓄水小水电水库库容的最大值和最小值。
43、可选的,所述因子计算模块包括:
44、节点碳势计算子模块,用于基于支路流入节点的有功功率、节点等效机组注入功率、支路碳流密度、等效机组碳排放强度、阶梯小水电有功功率输出值,结合改进的节点碳势计算式,得到节点碳势;
45、动态因子计算子模块,用于基于节点在某时段的负荷量和所述节点碳势,结合碳排放因子计算式得到电网在某时段的动态碳排放因子。
46、节点碳势计算子模块按下式计算节点碳势:
47、
48、式中,eni为节点i的节点碳势;pbs为支路流入节点i的有功功率;ρs为支路碳流密度;i+为有功潮流流入支路集合;s为潮流流入的支路之一;pgi为节点i等效机组注入功率;egi为等效机组碳排放强度;phi为阶梯小水电有功功率输出之和;i为节点编号。
49、进一步的,所述碳排放因子计算式如下式所示:
50、
51、式中:cdn,t(t)为电网在时段t的碳排放因子;n为配电网所覆盖范围内的节点集合;为节点i在时段t的负荷量;为节点的碳势大小;i为节点编号;t为时段。
52、再一方面,本技术还提供了一种计算设备,包括:至少一个处理器和存储器;
53、所述存储器,用于存储一个或多个程序;
54、当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行时,实现如上述所述的一种旅游村配电网低碳-经济多时间尺度调度方法。
55、再一方面,本技术还提供了一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如上述所述的一种旅游村配电网低碳-经济多时间尺度调度方法。
56、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
57、本发明提供了一种旅游村配电网低碳-经济多时间尺度调度方法,包括:基于旅游村配电网的信息和电动旅游大巴信息计算配电网整体的动态碳排放因子;基于所述动态碳排放因子和预先构建的日前-日内两阶段调度模型,得到蓄水式小水电的发电量和电动旅游大巴的充放电时间及容量;其中,所述日前-日内两阶段调度模型是以旅游区域配电网运行成本和调度周期内的碳排放量最小构建日前调度目标函数,以不同时段充放电的成本和调度周期的碳排放量为日内目标函数,结合约束条件构建的。本发明通过日前-日内两阶段调度模型,以配电网动态碳排放因子为参考,通过对区域内电动旅游大巴、蓄水式小水电的调度,实现配电网的低碳-经济运行,大幅度提高可利用资源的调度能力。
1.一种区域配电网低碳-经济多时间尺度调度方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述日前-日内两阶段调度模型的构建包括:
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述日前调度目标函数如下式所示:
4.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述日内调度目标函数如下式所示:
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于区域配电网的信息和电动旅游大巴信息计算配电网整体的动态碳排放因子,包括:
6.权利要求5所述的方法,其特征在于,所述改进的节点碳势计算式如下式所示:
7.权利要求5所述的方法,其特征在于,所述碳排放因子计算式如下式所示:
8.一种区域配电网低碳-经济多时间尺度调度系统,其特征在于,包括:
9.一种计算机设备,其特征在于,包括:至少一个处理器和存储器;
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求1至7中任一项所述的一种旅游村配电网低碳-经济多时间尺度调度方法。