一种农网台区光伏-火电调度方法、记录媒体及系统与流程

本发明属于配网调度，具体公开了一种农网台区光伏-火电调度方法、非暂态可读记录媒体及数据处理系统。

背景技术：

1、新型源荷等电网元素接入农网，其中屋顶光伏建设飞速增长，成为农网台区电力供应的重要支撑。而随着光伏规模的不断扩大，农村用电负荷日益增长，负荷需求与光伏出力之间的矛盾势必影响着农网用户对光伏清洁能源的利用。同时，国家双碳战略的发展目标提出，减少碳排放也成为影响农网台区电力系统发展的重要因素。

2、各地农网和可利用的光伏资源差别较大，农网用户可能因为火电价格低廉或储能配置不到位而引发弃光现象，造成局部碳排增加的问题。而单纯的提升电价往往会带来用户减少消费的反应，弃光问题并未改善，反而打破了电网系统规划中的电力电量平衡。怎样针对特定的农网台区，利用农网用户的电价响应特性，通过储能充放电配置来引导农网用户调整用电行为，从而系统地增加农网台区对光伏的消纳，减少碳排放并提升运行效益是当前配网技术人员所亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决背景技术中，本发明提供一种农网台区光伏-火电调度方法，包括以下步骤：

2、s1.根据相关碳排法规推导各时段的碳排放量及碳排放成本与火电消耗功率的关系式；

3、根据用户在不同时段电价下对负荷的调整建立电价-负荷响应函数，结合农网台区的基础负荷和光伏出力得出储能电池的实时充放电功率、弃光量及弃光成本；

4、根据所述关系式计算碳排放成本，根据所述电价-负荷响应函数、基础负荷、光伏出力、储能电池充放电功率统计实时电价响应成本、购买上游火电成本、储能运行成本、削负荷成本(因上游火电无法满足引起负荷削减所产生的成本)，将上述各项成本汇总后再与所述碳排放成本和弃光成本合并，构成运营总成本；

5、s2.根据所述关系式计算碳排放量，以所述碳排放量、弃光量、运营总成本最小为目标建立农网台区电力运行的优化模型，在所述模型中确定约束条件，所述约束条件包括并不限于储能电池的荷电状态、电价上下限、上级电网联络线功率上下限、负荷变动范围；

6、s3.根据历史数据预测所述基础负荷、光伏出力，代入所述优化模型，通过多目标粒子群算法求解，得到综合优化的实时电价及对应的储能电池充放电功率；实施所述实时电价并对应调整储能电池充放电功率，完成农网台区光伏-火电调度。

7、优选的，所述碳排放成本

8、式中，c1、c2、c3为碳排放成本系数，q01为碳排放成本的阶梯边界；q0为农网台区拥有的碳排放额度，q1为等效的碳排放量(表达式为t为第t个时段；pgrid(t)为t时段内的农网与上级联络线的交换功率，π为从上级联络线购火电产生的等效碳排放量系数)。

9、优选的，所述电价-负荷响应函数为根据一天n个时间段的电量电价弹性矩阵(式中，λii和λij为自弹性系数和交叉弹性系数)构造的实时电价响应模型(式中，δd和δm为农网台区用户负荷d和电价m的变化量)。

10、优选的，所述优化模型包括：弃光量模型、碳排放模型及运营总成本模型；

11、其中，所述弃光量模型为：

12、式中，p4为光伏全时段内的弃光量；pq(t)为第t时段的光伏弃光量；

13、所述碳排放模型为：

14、式中，q1为全时段的等效碳排放量；t为第t个时段；pgrid(t)为t时段内的农网与上级联络线的交换功率，π为从上级联络线购电产生的等效碳排放量系数。

15、所述运营总成本模型为：a＝ad+a1+a2+a3+a4+ac，

16、式中，a为运营总成本，ad为实时电价响应成本，a1为购买上游火电成本，a2为储能运行成本，a3为削负荷成本，a4为弃光成本，ac为碳排放成本。各成本的具体公式如下：

17、

18、

19、

20、

21、

22、式中，l(t)与l’(t)为准实时电价响应前后负荷，s(t)与s’(t)为各时段电价，t为调度时间段；pgrid(t)为向上级联络线购电功率(包含网损功率)；b(t)为t时刻农网台区向上级联络线购电成本；b0为储能电池单位运行成本。pcut(t)为时刻t的削负荷量，ccut为单位削负荷成本；pq(t)为时刻t的弃光量，cq为单位弃光成本。

23、本发明另提供一种农网台区光伏-火电调度系统，包括下述功能模块：

24、统计模块，用于根据相关碳排法规推导各时段的碳排放量及碳排放成本与火电消耗功率的关系式；

25、根据用户在不同时段电价下对负荷的调整建立电价-负荷响应函数，结合农网台区的基础负荷和光伏出力得出储能电池的实时充放电功率、弃光量及弃光成本；

26、根据所述关系式计算碳排放成本，根据所述电价-负荷响应函数、基础负荷、光伏出力、储能电池充放电功率统计实时电价响应成本、购买上游火电成本、储能运行成本、削负荷成本(因上游火电无法满足引起负荷削减所产生的成本)，将上述各项成本汇总后再与所述碳排放成本和弃光成本合并，构成运营总成本；

27、模型构建模块，用于根据所述关系式计算碳排放量，以所述碳排放量、弃光量、运营总成本最小为目标建立农网台区电力运行的优化模型，在所述模型中确定约束条件，所述约束条件包括并不限于储能电池的荷电状态、电价上下限、上级电网联络线功率上下限、负荷变动范围；

28、执行模块，用于根据历史数据预测所述基础负荷、光伏出力，代入所述优化模型，通过多目标粒子群算法求解，得到综合优化的实时电价及对应的储能电池充放电功率；实施所述实时电价并对应调整储能电池充放电功率，完成农网台区光伏-火电调度。

29、优选的，所述碳排放成本

30、式中，c1、c2、c3为碳排放成本系数，q01为碳排放成本的阶梯边界；q0为农网台区拥有的碳排放额度，q1为等效的碳排放量(表达式为t为第t个时段；pgrid(t)为t时段内的农网与上级联络线的交换功率，π为从上级联络线购火电产生的等效碳排放量系数)。

31、优选的，所述电价-负荷响应函数为根据一天n个时间段的电量电价弹性矩阵(式中，λii和λij为自弹性系数和交叉弹性系数)构造的实时电价响应模型(式中，δd和δm为农网台区用户负荷d和电价m的变化量)。

32、优选的，所述优化模型包括：弃光量模型、碳排放模型及运营总成本模型；

33、其中，所述弃光量模型为：

34、式中，p4为光伏全时段内的弃光量；pq(t)为第t时段的光伏弃光量；

35、所述碳排放模型为：

36、式中，q1为全时段的等效碳排放量；t为第t个时段；pgrid(t)为t时段内的农网与上级联络线的交换功率，π为从上级联络线购电产生的等效碳排放量系数。

37、所述运营总成本模型为：a＝ad+a1+a2+a3+a4+ac，

38、式中，a为运营总成本，ad为实时电价响应成本，a1为购买上游火电成本，a2为储能运行成本，a3为削负荷成本，a4为弃光成本，ac为碳排放成本。各成本的具体公式如下：

39、

40、

41、

42、

43、

44、式中，l(t)与l’(t)为准实时电价响应前后负荷，s(t)与s’(t)为各时段电价，t为调度时间段；pgrid(t)为向上级联络线购电功率(包含网损功率)；b(t)为t时刻农网台区向上级联络线购电成本；b0为储能电池单位运行成本。pcut(t)为时刻t的削负荷量，ccut为单位削负荷成本；pq(t)为时刻t的弃光量，cq为单位弃光成本。

45、本发明的另一方案在于提供一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，当执行指令时，将致使处理电路执行所述一种农网台区光伏-火电调度方法中所包括的步骤。

46、本发明的又一方案在于提供一种数据处理装置，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，其特征在于，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行所述一种农网台区光伏-火电调度方法中所包括的步骤。

47、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

48、本发明方法针对特定的农网台区，建立了以光伏弃光量最小、碳排放最小、农网台区运行成本最低为目标的农网台区运行优化模型，利用农网用户的电价响应特性，通过储能充放电配置来引导农网用户调整用电行为，从而系统地增加农网台区对光伏的消纳，减少碳排放并提升运行效益；本发明方法对某农网台区进行仿真，采用改进多目标粒子群算法对模型进行求解，克服了采用优化方法等容易陷入局部最优解的缺点，提高了寻优性能。