[发明专利]面向碳足迹最小化的有源配电网二阶段规划方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及配电优化技术，具体涉及一种面向碳足迹最小化的有源配电网二阶段规划方法及装置。

背景技术

进入21世纪以来，化石能源短缺、气候变化以及环境污染成为全球面临的共同挑战。因此，提高能源供应的多样性，降低终端用电对化石能源的依赖，从而最大限度地减少因人为活动产生的碳排放，是当前电力工业发展面临的重要课题。

分布式供电系统(Distributed Generation System，DGS)例如有源配电网通过有机集成多种类型的分布式电源(Distributed Generation，DG)、配电网络以及终端负荷，可以实现对风、光等可再生能源的就地消纳及利用，因此是达到上述目标的有效途径。

要建立低碳化的DGS，其先决条件是借助科学有效的规划方法，即确定何年、何地投建何种类型(或容量)的分布式电源或馈线线路，从而在达到规划周期内所需要的供电能力的基础上实现用电碳足迹最低化的目标。针对面向低碳的DGS，目前广泛采用的规划方法为：首先，在给定网络结构的条件下，根据负荷预测所得到的规划水平年负荷最大值，采用最大容量裕度(即在各线路最大载流量预测值的基础上乘以一个裕度系数)来应对最严重工况的运行条件；然后，在上述网络结构的基础上，以系统中所有DG输出功率总和最大作为目标，优化它们在系统中的最佳安装位置及容量。

但是，上述规划方法并不能充分实现有效降低终端用电的碳足迹这个基本目标。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的面向碳足迹最小化的有源配电网二阶段规划方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种面向碳足迹最小化的有源配电网二阶段规划方法，包括：

建立有源配电网的资源层模型，其控制变量包括表征系统网络拓扑结构以及馈线线型的第一向量、分别表征系统中可再生能源发电机组和不可再生能源发电机组安装位置以及在该安装位置的配置台数的第二向量和第三向量，其目标函数为min F＝(D_C+O_C)/H，其中D_C表示系统所含馈线线路、可再生能源发电机组和不可再生能源发电机组在规划周期内对应的隐含碳排放，O_C表示系统在规划周期内运行时对不可再生能源发电机组调用功率以及从上级电网调用电能所对应的发电碳排放，H表示系统在规划周期内用电量的预测值；

建立有源配电网的运行层模型，其控制变量包括表征系统在模拟周期内运行时对可再生能源发电机组和不可再生能源发电机组的调用功率以及从上级电网调用电能的第四向量，其目标函数为min f＝O_C/ε，其中ε表示由模拟周期对应的时间尺度向规划周期进行转换的变化因子；以及

采用预定算法对资源层模型进行求解，得到第一、二、三向量的最优解，并将该最优解作为有源配电网的规划方案，其中在获取资源层模型的目标函数值时，根据第一、二、三向量的取值所确定的规划方案求解运行层模型，根据对运行层模型的求解结果确定资源层模型的目标函数中的O_C值。

可选地，所述方法还包括：

将系统中不可控发电能源资源的出力划分为若干个场景，每个场景对应一个出力区间；

分别将各场景对应的出力区间的代数平均值作为该场景下不可控发电能源资源的期望出力；

确定模拟周期内不同时段下各场景对应期望出力的发生概率；

根据各场景的期望出力以及对应的发生概率确定不可控发电能源资源在各时段下的期望出力。

可选地，运行层模型的目标函数具体为：