【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，属于电力系统低碳转型。
技术介绍
1、随着全球能源需求的不断增加和碳排放控制目标的日益严格，工业园区及大型商业区的能源管理面临着新的挑战。为了实现经济发展与环境保护的平衡，如何有效利用园区内的分布式能源资源，降低碳排放并提升能源利用效率，成为了重要的研究方向。目前，随着光伏、风能等可再生能源技术的发展，园区内逐渐引入了多种灵活的能源供给方式。然而，分布式能源的间歇性和不稳定性给园区供能的稳定性带来了挑战，特别是在高负荷时段，如何协调新能源发电和传统能源之间的互动，成为关键问题。
2、现有的工业园区能源管理方案通常关注单一能源的优化，未能充分考虑园区内电力和碳排放的时空分布特性，且对于多能互补和灵活资源的利用尚不完善。此外，碳排放政策和碳交易机制逐渐成为能源规划中的重要因素，传统的园区资源优化方法难以应对复杂的碳排放约束，难以达到多重目标的平衡，如经济效益、新能源消纳和碳排放的综合最优。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种考虑碳排放约束，并进行多重目标的平衡的工业园区资源运行优化方法。
2、为了达到上述目的，本专利技术提出的技术方案为：一种基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，包括：
3、获取工业园区的历史负荷数据、未来用电增长率预测数据和碳排放监测数据；并基于上述数据计算未来用电需求；
4、基于工业园区内分布式电源的发电
5、根据碳排放监测数据和分布式电源的发电功率建立碳排放时空分布和电力时空分布；基于碳排放的时空分布计算碳排放目标，根据电力时空分布计算规划成本、投资运营成本和新能源消纳比例；
6、根据规划成本、投资运营成本、碳排放目标和新能源消纳比例构建综合优化目标函数，并通过拉格朗日乘子法处理综合优化目标函数；
7、求解综合优化目标函数得到工业园区分布式电源的最优出力分布方案。
8、对上述技术方案的进一步设计为：所述未来用电需求为：
9、d(t)＝f(phist(t),γ)
10、其中，d(t)表示未来时间t的用电需求，phist(t)为历史电力负荷数据，γ为未来用电增长率。
11、所述电力电量平衡约束条件其中hi为各约束条件hi为：
12、
13、其中，pi(t)表示第i个分布式电源在时间t的发电功率，pmax,i为第i个分布式电源的最大输出功率，n为分布式电源数量。
14、根据各分布式电源的发电功率和空间坐标构建的电力时空分布模型，以及根据碳排放监测数据中各碳排放源的空间坐标和排放量构建的碳排放时空分布模型分别为：
15、
16、其中，(x,y)为空间坐标，p(x,y,t)表示电力时空分布，pi(x,y,t)表示对应的空间位置处的第i个分布式电源的发电功率，c(x,y,t)表示碳排放时空分布，ci(x,y,t)表示对应的空间位置处的第i个碳排放源的排放量，n和m分别为分布式电源和碳排放源的数量。
17、所述综合优化目标函数为：
18、minf＝w1cplan+w2cinv+w3ccarbon-w4rrenewable
19、其中，cplan为规划成本、cinv为投资运营成本、ccarbon为碳排放目标、rrenewable为新能源消纳比例，w1,w2,w3,w4为各优化目标的权重。
20、处理后的综合优化目标函数为：
21、
22、其中，λi为各约束条件对应的拉格朗日乘子。
23、求解处理后的综合优化目标函数步骤为：
24、s1、将求解综合优化目标函数转化为求解以下拉格朗日乘子方程：
25、
26、s2、使用梯度下降法更新系统解集xi：
27、
28、其中，α是学习率，k是迭代次数；
29、s3、更新约束条件：
30、
31、其中，β是步长参数；
32、s4、迭代直至满足以下停止条件：
33、且|hi|＜∈2
34、其中，∈1,∈2为容忍误差；
35、最终解集xi＝pi(x,y,t),i＝1～n即为工业园区分布式电源的最优出力分布策略。
36、本专利技术的有益效果在于：
37、本专利技术的技术方案通过计算电碳两种要素的时间分布、空间分布，综合考虑了园区电力和碳排放的时空分布特性，同时综合考虑了园区的用能需求、碳排放、投资规划成本及新能源消纳等因素，以此来优化园区各分布式能源资源的配置与运行策略，旨在通过灵活资源的动态调控，实现园区内分布式能源资源的高效利用和碳排放的显著减少；该优化方法在提升园区供能安全性、提高新能源利用率和降低碳排放方面，具有重要的应用价值。
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1.一种基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：所述未来用电需求为：
3.根据权利要求2所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：所述电力电量平衡约束条件其中hi为各约束条件hi为：
4.根据权利要求3所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：根据各分布式电源的发电功率和空间坐标构建的电力时空分布模型，以及根据碳排放监测数据中各碳排放源的空间坐标和排放量构建的碳排放时空分布模型分别为：
5.根据权利要求4所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：所述综合优化目标函数为：
6.根据权利要求5所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：处理后的综合优化目标函数为：
7.根据权利要求6所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：求解处理后的综合优化目标函数步骤为：
【技术特征摘要】
1.一种基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：所述未来用电需求为：
3.根据权利要求2所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：所述电力电量平衡约束条件其中hi为各约束条件hi为：
4.根据权利要求3所述基于电碳时空分布特性的工业园区资源运行优化方法，其特征在于：根据各分布式电源的发电功率和空间坐标构建的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛文娟，吴垠，徐筝，诸晓骏，薛贵元，陈琛，李振宇，王晓兵，周宪，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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