一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法，首先对整体电网进行碳排放追踪。其次针对所研究的区域电网，分析其外界电网交互边界与等值方法，计算区域电网与外部的功率与碳排放交换机制。根据区域电网内部电源与外来电源的出力特性与碳排放特性，构建了考虑灵敏度的低碳调度方法。针对内外界电源对区域电网内部负荷的碳排放贡献程度与调节灵敏度，优化各电源出力调整优先级，最终实现区域电网碳排放最优调度策略。最终实现区域电网碳排放最优调度策略。最终实现区域电网碳排放最优调度策略。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法


[0001]本专利技术属于低碳
，更具体地说，涉及一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法。

技术介绍

[0002]近年来，由于社会经济发展对化石能源的过度依赖，能源资源日渐枯竭，同时大量碳排放也导致温室效应日益加重，极端天气的频繁出现，高比例可再生能源的接入等对电网运行带来越来越严峻的挑战。在电网低碳研究上，需要掌握电网运行过程中碳流动情况、电网碳分布情况，根据阶段性双碳目标，推进电网碳减排。
[0003]由于碳流在电网中的时间空间尺度分布不明确，缺乏调控依据。双碳目标下，电网传统调控模式将发生根本性变化，如何研究计及碳足迹的低碳电网多因素运行态势感知技术，在双碳目标下对电网进行调控，在保障电网安全稳定的前提下，降低电网碳排放，是目前迫切需要解决的问题之一。

技术实现思路

[0004]针对现有调度过程中未能考虑各机组与负荷差异化碳排放因子，同时当电网拓扑模型过于复杂时，无法在只针对目标电网进行简化等值的同时，仍然保留内外电网的碳排放映射关系，本专利技术提供一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法，采用如下的技术方案。
[0005]一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法，该方法包括如下步骤：
[0006]S1.整体电网碳足迹追踪，根据电网中每个负荷节点功率来源组成及电源碳排放因子，求出负荷的整体碳排放因子；
[0007]S2.内外部电网交互边界确定与外部电网等值；
[0008]S3.针对内部电网发电节点，直接按照最优出力策略进行调度，针对区域外部发电节点，根据外部等效电源的出力策略，及外部等效电源的实际功率来源，计算外部实际对应发电节点的出力调整量，最终生成实际电网最优低碳调度出力策略。
[0009]进一步地，步骤S1中所述整体电网碳足迹追踪过程，其方法具体为：
[0010]S11.以电网中某一节点i发电功率为起始点，假设其发电出力为G
i
，负荷功率为L
i
，其流进线路总功率为P
in
，其流出线路总功率为P
out
，则根据功率平衡方程，其关系为
[0011]P
out
+L
i
＝G
i
+P
in
[0012]S12.在该节点的每条流出线路中，由于功率流动的均衡性，每条线路中来自节点i发电功率的占比与流出线路总功率中来自节点i发电功率的占比相等，从而计算出每条流出线路功率中来自节点i的发电功率如下：
[0013][0014]其中线路j为节点i的所有流出线路，P
j
为线路j总功率，为线路j上来自发电出力G
i
的功率，在这里将负荷L
i
也视为节点i的一条流出线路，I1～I
x
为流入节点i的线路，分别为线路I1～I
x
上来自发电出力G
i
的功率；
[0015]S13.假设网络中共有m个节点，n条线路，对其他每个节点及其流出线路均进行相关操作，计算每条线路中来自节点i的发电功率，将所有等式组建方程组，共有个未知变量，且有n条流出线路代表的n个方程，因此能够求解出唯一解；
[0016]S14.对所有发电节点进行求解，求出每条线路中来自于每个发电节点的功率；
[0017]S15.根据节点功率方程，求出每个负荷节点的功率来源：
[0018][0019]其中为节点i负荷功率来自于节点k的发电功率，为流入节点i负荷功率的所有线路中来自于节点k发电功率的功率之和，为节点i负荷功率的所有流出线路中来自于节点k发电功率的功率之和。
[0020]S16.根据每个负荷节点功率来源组成及电源碳排放因子，可以求出负荷的整体碳排放因子如下所示。
[0021][0022]其中与分别为节点i负荷功率与节点k发电功率的碳排放因子。
[0023]进一步地，步骤S2中所述的内外部电网交互边界确定与外部电网等值过程，其具体方法为：
[0024](4)根据所研究的电网区域，在该区域内部的节点为内部电网节点，连接两个内部电网节点的线路为内部电网线路，其他的节点定义为外部电网节点，连接内外部电网节点的线路定义为交互线路，与交互线路连接的外部电网节点称为交互节点；
[0025](5)对交互节点的等值方法为：
[0026]如果交互线路功率净流入交互节点，则该节点为等效外部负荷，以流入为正，流出为负，负荷大小为该节点上所有交互线路的净功率之和，负荷碳排放因子为该节点所有交互线路功率的平均碳排放因子；
[0027]如果交互线路功率净流出交互节点，则该节点为等效外部电源，以流入为负，流出为正，电源大小为该节点上所有交互线路的净功率之和，电源碳排放因子为该节点所有交互线路功率的平均碳排放因子；
[0028](6)将内部电网节点、交互线路、等效外部电源与等效外部负荷重新组成等值电网，简化原有电网结构，用于研究内部电网低碳优化调度。
[0029]进一步地，步骤S3中所述的电网最优低碳调度，其方法为：
[0030]假设电网中有m个发电节点，
[0031](1)令i＝1，针对节点i的电源，令其出力增加一较小量ΔG
i
，重新进行潮流计算与
碳流追踪，计算内部所有负荷的碳排放增量ΔE
L
，则该电源对区域负荷碳排放的灵敏度因子S
i
为
[0032][0033](2)计算所有电源节点的灵敏度因子S1～S
m
并按从小到大排序，针对灵敏度最小且有出力上调空间的发电节点新增一较小出力ΔG，同时针对灵敏度最大且有出力下调空间的发电节点减少出力ΔG，重新生成电源出力组合；
[0034](3)重复步骤1～2，直至内部电网负荷碳排放满足要求或所有节点出力调节裕度用完为止，生成等值电网最优低碳调度出力策略；
[0035](4)针对内部电网发电节点，直接按照最优出力策略进行调度，针对区域外部发电节点，根据外部等效电源的出力策略，及外部等效电源的实际功率来源，计算外部实际对应发电节点的出力调整量，最终生成实际电网最优低碳调度出力策略。
[0036]相比于现有技术，本专利技术的技术方案的有益效果为：
[0037]本专利技术的一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法，逻辑明确、边界清晰，能够大幅降低电网模型拓扑复杂度，针对所关注的区域电网碳排放最优目标，实现区域内部与外部电源协同调节，实现重点区域低碳减排。
附图说明
[0038]图1为本专利技术的流程图；
[0039]图2为本专利技术的电网拓扑节点图；
[0040]图3为本专利技术的电网碳足迹追踪结果；
[0041]图4为本专利技术的内部电网等效图；
[0042]图5为本专利技术的电网低碳调度后的碳足迹结果；
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1.整体电网碳足迹追踪，根据电网中每个负荷节点功率来源组成及电源碳排放因子，求出负荷的整体碳排放因子；S2.内外部电网交互边界确定与外部电网等值；S3.针对内部电网发电节点，直接按照最优出力策略进行调度，针对区域外部发电节点，根据外部等效电源的出力策略，及外部等效电源的实际功率来源，计算外部实际对应发电节点的出力调整量，最终生成实际电网最优低碳调度出力策略。2.如权利要求1中所述的一种考虑跨区域碳排放灵敏度的等值电网低碳调度方法，其特征在于：步骤S1中所述整体电网碳足迹追踪过程，其方法具体为：S11.以电网中某一节点i发电功率为起始点，假设其发电出力为G
i
，负荷功率为L
i
，其流进线路总功率为P
in
，其流出线路总功率为P
out
，则根据功率平衡方程，其关系为P
out
+L
i
＝G
i
+P
in
S12.在该节点的每条流出线路中，由于功率流动的均衡性，每条线路中来自节点i发电功率的占比与流出线路总功率中来自节点i发电功率的占比相等，从而计算出每条流出线路功率中来自节点i的发电功率如下：其中线路j为节点i的所有流出线路，P
j
为线路j总功率，为线路j上来自发电出力G
i
的功率，在这里将负荷L
i
也视为节点i的一条流出线路，I1～I
x
为流入节点i的线路，分别为线路I1～I
x
上来自发电出力G
i
的功率；S13.假设网络中共有m个节点，n条线路，对其他每个节点及其流出线路均进行相关操作，计算每条线路中来自节点i的发电功率，将所有等式组建方程组，共有个未知变量，且有n条流出线路代表的n个方程，因此能够求解出唯一解；S14.对所有发电节点进行求解，求出每条线路中来自于每个发电节点的功率；S15.根据节点功率方程，求出每个负荷节点的功率来源：其中为节点i负荷功率来自于节点k的发电功率，为流入节点i负荷功率的所有线路中来自于节点k发电功率的功率之和，为节点i负荷功率的所有流出线路中来自...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰伟，刘盼盼，钱俊良，周吉，
申请(专利权)人：东南大学溧阳研究院，
类型：发明
国别省市：