【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及优化运行，尤其涉及一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法。
技术介绍
1、近几年来以风、光可再生能源为主的分布式能源发电在全球范围内得到迅速发展，虽然这些以可再生能源为主的分布式电源能够在一定程度上减少对火电机组的使用，但分布式能源往往存在随机波动性大、单机容量小等缺陷，使其难以独立地参与到电力市场运营中，虚拟电厂的出现有效解决了分布式电源波动性和容量的问题。
2、虚拟电厂可利用其储能设备的灵活调节特性弥补风光出力偏差，尽量减少整体出力的不确定性与不平衡电量的惩罚，保证整体收益，一方面，虚拟电厂根据其可能实时出力情况，优化其内部资源的协调运行，控制其碳排放量，将其剩余的碳排放配额参与碳市场交易，获得多一份收益，可见，虚拟电厂的电量交易和碳交易具有耦合特性，需要协调优化其在电力市场和碳市场上的运行来提升整体收益虚拟电厂作为一种新型的市场主体，通过参与碳交易能够进一步推动新能源发展，发挥其环境效益，从而提升虚拟电厂的整体收益，因此，研究协调电能交易和碳交易的虚拟电厂优化运行策略具有重要的工程应用价值。
3、针对提到的虚拟电厂低碳运行优化方法中存在的问题，提出了一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，确定虚拟电厂优化运行方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法。
2、一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，包括以下步骤：
3、s1，虚拟电厂框架设计与建模：设计低碳虚拟电厂的运行交
4、s2，风光出力不确定性刻画：通过场景的生成和削减刻画风光出力的不确定性；
5、s3，收益与碳排放优化目标：构建以收益最大化和碳排放最小化为目标的目标函数；
6、s4，dqn优化出力方案：利用dqn算法优化次日出力方案；
7、s5，偏差惩罚机制实施：当风光实际出力与预测存在偏差时，实施偏差惩罚机制。
8、可选的，所述s1中的虚拟电厂框架设计与建模包括：
9、s11，可调度发电机组建模：可调度发电机组由燃气轮机组成，基于最小和最大电能、最小和最大出力、设定的时间段，结合燃气轮机的启动和关闭成本进行可调度发电机组建模，表示为：
10、
11、其中，分别表示为燃气轮机产生的最小、最大电能，分别表示为燃气轮机的最小、最大出力，τ为设定的时间段；
12、
13、其中，nj为成本函数线性化段数，取nj＝3，csu、csd分别为燃气轮机启动、关闭的成本，kij为线性化段数的斜率；
14、s12，储能设备建模：储能设备建模基于状态转换方程，其产生的电能是由储能设备自身的运行状态决定，表示为：
15、
16、其中，为t时刻储能设备中的电能，为t-1时刻储能设备中的电能，ptsc(t)为储能设备的充电功率，为储能设备的放电功率，ηsc、ηsd分别为储能设备的充放电效率；
17、s13，风电建模：风电出力由风速决定，风速分布函数满足weibull分布，表示为：
18、
19、其中，v为实际风速，为风电的形状参数，θ为风电机组的规模参数；
20、其中vin<vt<vout；
21、其中，pwp为风电机组最大出力，为风电机组的额定功率，vt为风电机组实际风速，vrat为风电机组正常运行时额定风速；
22、s14，光伏建模：光伏出力由光照强度和气候决定，光照强度符合beta分布函数，表示为：
23、
24、其中，θ为光伏机组的光照强度，α分布函数的形状参数，β为分布函数的分布参数；
25、
26、其中，ppv为光伏机组最大出力，为光伏机组的额定功率，θt为光伏机组实际光照强度。
27、可选的，所述s2中的风光出力不确定性刻画包括：
28、s21，场景生成：利用拉丁超立方抽样实现波动性电源发电功率场景集的生成，将误差概率分布划分为多个等概率区间，并在每个区间随机抽取一个样本，最终生成场景集；
29、s22，场景削减：基于概率距离的快速后向削减法，计算场景之间的距离，逐步合并相似场景并更新概率，直到场景数量满足要求。
30、可选的，所述s21中的场景生成包括：
31、s211，误差概率分布划分：将风电和光伏的误差概率分布在m个等概率空间当中，每一个区间的概率为1/m；
32、s212，随机抽取概率点：在第i个概率区间中随机抽取一个点pi，表示为：
33、
34、其中，s为在[0,1]之间的随机分布数；
35、s213，生成场景集：依次在每一个概率区间中随机抽取概率点，得到m组抽样样本，最终得到场景集m。
36、可选的，所述s22中的场景削减包括：
37、s221，计算几何距离：计算场景集m中两两场景之间的几何距离，表示为：
38、
39、其中，d为欧氏距离；
40、s222，找到最近的场景对：从场景集m中找到与场景i距离最近的场景j，即min{d(mi,mj),i≠j}；
41、s223，最小概率距离场景选择：重复计算几何距离、找到最近的场景对，得到与剩余场景j概率距离之和最小的场景i；
42、s224，更新场景概率：更新场景概率，新场景概率等于i的概率加上j的概率，得到新场景集m；
43、s225，重复场景削减过程：重复计算几何距离、找到最近的场景对、最小概率距离场景选择、更新场景概率，直至剩余场景数目满足场景削减数量的要求。
44、可选的，所述s3中的收益与碳排放优化目标包括：
45、s31，收益最大化目标函数：构建以收益最大化为目标的目标函数，表示为：
46、
47、其中，f为虚拟电厂参与电力市场交易获得的总利润，为t时段虚拟电厂的日前市场售电收入，为t时段虚拟电厂参与碳市场交易的收入或者成本，为t时段虚拟电厂日内功率与计划功率出现偏差带来的利润或者成本，分别为t时段可再生能源机组维护成本、储能系统成本、需求响应成本和燃气轮机成本；
48、
49、其中，为t时段日前电力市场价格，ptda为t时段虚拟电厂向日前电力市场出售的功率，ptess为储能系统在日前t时段的充放电功率，为t时段虚拟电厂中燃气轮机向日前电力市场出售的功率，ptdr为t时段虚拟电厂中可调节负荷在日前电力市场中响应的功率；
50、
51、其中，γa为免费碳排放额在碳交易市场上的价格，γbe为可再生能源机组产生的碳减排份额在ccer交易市场上的价格；
52、
53、其中，为t时段偏差惩罚电价，ε+、ε-为偏差惩罚系数；
54、
55、其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述S1中的虚拟电厂框架设计与建模包括：
3.根据权利要求2所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述S2中的风光出力不确定性刻画包括：
4.根据权利要求3所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述S21中的场景生成包括：
5.根据权利要求4所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述S22中的场景削减包括：
6.根据权利要求5所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述S3中的收益与碳排放优化目标包括：
7.根据权利要求6所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述收益最大化目标函数和碳排放最小化目标函数的约束条件包括：
8.根据权利要求7所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述S4中的DQN优化出力方案包括：
<...【技术特征摘要】
1.一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述s1中的虚拟电厂框架设计与建模包括：
3.根据权利要求2所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述s2中的风光出力不确定性刻画包括：
4.根据权利要求3所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述s21中的场景生成包括：
5.根据权利要求4所述的一种考虑碳交易的虚拟电厂低碳优化运行方法，其特征在于，所述s22中的场景削减包括：
6.根据权利要求5所述的一种考虑碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：李青春，梁晓赫，刘楠，董博，回旋，
申请(专利权)人：辽宁电力交易中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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