[发明专利]一种计及碳交易机制的电-气互联系统调度方法、计算机设备

说明书

本发明属于综合能源系统优化调度领域，涉及一种计及碳交易机制的电‑气互联系统优化调度方法，包括以下步骤：根据风力发电数据、电力负荷数据、天然气出力数据以及碳交易机制，建立电‑气联合系统模型的目标函数；对电‑气联合系统模型的目标函数进行求解，获得各机组的启停状态变量与出力；根据各机组的启停状态变量与出力对电‑气互联系统进行调度。本发明的方法采用改进粒子群算法对模型进行求解，求解结果表明，所得优化调度策略在满足系统负荷需求的前提下，通过对系统内的耦合设备出力进行合理的调度，既能实现系统的经济最优化，又可以减少系统总的碳排放量，是一种合理的优化调度策略。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化调度领域，特别涉及一种基于改进粒子群算法并考虑碳交易机制的电-气互联系统调度方法，还涉及一种计算机设备。

背景技术

近年来，随着环境问题和资源匮乏的日渐突出，人们急切探索资源替代以及低碳发展的关键技术。风电、光伏等可再生能源发电技术的快速发展以及碳捕获等碳吸收技术的逐步成熟，使得低碳化发展成为了可能。为了减少传统资源的消耗以及更好的利用不同能源之间的互补特性，电-气互联系统应运而生，电-气互联系统在利用天然气系统消纳风电随机性和不确定性的同时，风电也可以为电转气等设备提供廉价的电力用于将捕获的二氧化碳转化为天然气，实现碳吸收。

但是，目前针对电-气互联系统多是基于消纳新能源发电，降低系统总运行成本，未能充分挖掘和利用电-气互联系统低碳特性，在降低运行成本的同时实现系统的低碳运行。因此，如何更好地实现电-气互联系统中电力网络与天然气网络的经济低碳运行，同时最大化消纳本地风力发电，是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种计及碳交易机制的电-气互联系统优化调度方法，通过对电-气互联系统燃气轮机、电转气等耦合设备进行建模，计及两个能量网络的储能特性，考虑碳交易机制的调节作用以及系统碳排放总量限制，并通过改进的粒子群算法进行求解，实现电-气互联系统中电力网络与天然气网络的经济低碳运行，同时最大化消纳本地风力发电。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供了一种计及碳交易机制的电-气互联系统优化调度方法。

在一个实施例中，一种计及碳交易机制的电-气互联系统优化调度方法，包括以下步骤：

根据风力发电数据、电力负荷数据、天然气出力数据以及碳交易机制，建立电-气联合系统模型的目标函数；

对电-气联合系统模型的目标函数进行求解，获得各机组的启停状态变量与出力；

根据各机组的启停状态变量与出力对电-气互联系统进行调度。

可选地，所述根据风力发电数据、电力负荷数据、天然气出力数据以及碳交易机制，建立电-气联合系统模型的目标函数的步骤，建立电-气联合系统模型的目标函数，如下式所示：

其中，C^D为电-气联合系统的总成本，为燃煤成本，为燃气成本，为碳交易成本。

可选地，所述对电-气联合系统模型的目标函数进行求解，获得各机组的启停状态变量与出力的步骤，进一步包括：以成本最低为优化目标对电-气联合系统模型的目标函数进行求解，获得满足电力系统约束条件、天然气系统约束条件和耦合单元约束条件的解。

可选地，所述电力系统约束条件包括：

对于电力系统各节点需要满足出力约束式(9)、爬坡约束式(10)、风电出力约束式(11)、电网的节点功率平衡方程式(12)和线路传输容量约束式(13)，具体如下：

P_i,min≤P_i,t≤P_i,max (9)