[发明专利]不确定两阶段机会约束低碳电力优化规划方法

说明书

本发明属于电力规划技术领域，尤其涉及一种不确定两阶段机会约束低碳电力优化规划方法，包括：根据智能电网中调度系统和负荷预测系统中得到的历史及预测数据，并结合节能减排的指标和碳排放交易价格数据，以利润最大化为目标，建立低碳电力规划模型；采用机会约束将电力需求、碳排放配额、超发风险纳入规划，并采用两阶段随机规划方法，优化建立两阶段机会约束低碳电力规划模型，将模型中具有不确定性的参数设置成区间形式，得到稳定可行的区间解。对不同规划期决策目标所求得的区间解决方案可以帮助决策人员权衡系统效益和环境目标，为电力生产提供更加可靠的方案，不仅有助于提到电力企业的经济效益，而且有助于区域经济的可持续发展。

技术领域

本发明属于电力规划技术领域，尤其涉及一种不确定两阶段机会约束低碳 电力优化规划方法。

背景技术

CO₂排放总量控制是一项复杂的系统工程，具有动态性、不确定性等特点。 随着碳交易在中国的全面实施，碳排放重点行业之一的电力企业将面临更多复 杂的外部因素。此外，碳排放交易初始配额分配方式也会随着第一阶段启动期 过后发生变化，免费配额的比例在碳交易机制迈向成熟期后将有所下降，然而 配额分配政策的不同，会对电力企业生产规划将产生深远影响。合理有效的电 力系统规划和运行方法，将是保证电力系统在安全稳定运行的前提下实现高效 碳减排的有力手段。电力行业是碳排放的重点行业之一，其中，化石燃煤发电 是造成大气污染物和温室气体排放的主要来源。如何优化资源配置、合理规划， 在满足能源需求、碳排放总量减少的前提下使得电力系统利润最大化是企业和 政府共同关心的重要问题。

目前，能源模型已成为标准的分析工具，决策者可以从能源模型中有效地 处理能源系统中的能源规划、优化和预测问题，这些方法学通过解释能源系统 的复杂性，有助于检验和识别各种期望管理战略的效果。如LEAP模型、

MARKAL模型、MESSAGE模型等。目前主流的研究工具是采用优化模型的思 路，但当面对大量政策变量和技术进步的条件下，既有的单纯模型无法完全反 映出能源生产模式、消费技术和政策变量间的相互作用。如LEAP模型难以充 分考虑技术进步以及政策的实施成本，不能完全反应市场供需信号。MARKAL 模型则需要大量的输入数据，由于受模型运算能力和可获得性的限制，一些数 据不得不采用平均值，这会影响不同条件下模型的计算结果。

除此之外，研究人员虽已从不同角度对碳交易市场开展了研究，目前少有 分析不同碳交易政策情境对电力规划及CO₂排放量的影响，并不能预先提供区 域低碳电力生产各类资源分配规划方案以及不同碳配额情境下的优化生产情况； 也少有将电力需求、超发风险等不确定因素纳入电力生产规划的相关研究。由 于中国的碳排放交易体系尚处于起步阶段，交易及配额分配机制尚未完善。因 此，研究碳排放政策不同、电力需求变化等多条件下的低碳电力规划优化方法， 对碳排放减少及碳交易市场的全面开展有着重要的现实意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了本发明提出了一种不确定两阶段机会约束低 碳电力优化规划方法，包括：

根据智能电网中调度系统和负荷预测系统中得到的历史及预测数据，并结 合节能减排的指标和碳排放交易价格数据，以利润最大化为目标，建立低碳电 力规划模型；采用机会约束将电力需求、碳排放配额、超发风险纳入规划，并 采用两阶段随机规划方法，优化建立两阶段机会约束低碳电力规划模型，将模 型中具有不确定性的参数设置成区间形式，得到稳定可行的区间解。

所述利润计算方法为：二氧化碳预期产生量所对应的收益加上二氧化碳超 预期产生量所对应的收益减去减排二氧化碳所产生成本，再减去超出免费碳排 放配额的二氧化碳排放交易成本，如果所述超出免费碳排放配额的二氧化碳排 放交易成本为负，则表明还有多余的碳排放权用于交易来转换为利润。

所述机会约束包括：发电量与可用发电容量之间的总量约束、发电量与电 力需求之间的电力供需平衡约束、二氧化碳排放量约束、发电量与电力需求的 非负约束。