基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法及系统与流程

本发明属于电力系统低碳运行，具体涉及一种基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法及系统。

背景技术：

1、电力工业作为碳排放的重要来源，其运行成本调度策略将收到碳市场的影响。

2、现有技术中，提出了各类低碳调度建模方法，包括考虑碳排放指标的优化调度模型、考虑负荷侧灵活资源调节作用的优化调度模型、考虑碳捕集设施降碳作用的优化调度模型、以及考虑风光等不确定性因素情况下的电力系统低碳优化调度模型。

3、但是，现有技术中，对于储能的碳排放指标难以开展实时衡量，未基于储能机会碳排放成本与机会降碳效益指标之间关系，无法反映储能运行带来的间接碳排放，因此，现有的调度模型中均无法实现基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度。

4、此外，现有技术更加关注的是日前计划中源储出力的协调，但是对于当前日源储出力实时调整后下一日的储能荷电状态的实时偏差未给与及时的清除和干预，从而导致实时调度的碳排放控制与实际运行存在偏差。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法及系统，基于机会成本理论，提出了一种反映储能运行间接碳排放的模型，该模型能够表征储能实时运行的机会碳排放成本和机会碳减排效益之间的关系，进而建立了电网实时源、储协调低碳优化调度模型，实现电网实时降碳优化运行。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明提出了一种基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，获取电力系统日前源储调度结果，包括：

4、步骤1，基于火电机组的碳排放模型，利用边界发电机组的有功功率计算边界发电机组的边际碳排放强度，作为系统在各时段上的边际碳排放强度；

5、步骤2，获取系统在储能放电时段上的边际碳排放强度、储能在充电时段上的碳排放指标以及储能的充放电功率变化量，计算储能的碳排放成本以及潜在降碳效益；

6、步骤3，在储能实时运行约束，根据电力系统日前源储调度结果调整火电机组出力后得到火电机组碳排放量偏差；

7、步骤4，利用火电机组碳排放量偏差、储能的机会碳排放成本以及储能的潜在降碳效益建立源储协调实时优化调度模型的目标函数，以储能的实时荷电状态与对应的计划荷电状态的偏差绝对值作为目标函数的惩罚系数；建立源储协调实时优化调度模型的约束条件；

8、步骤5，求解源储协调实时优化调度模型，得到源储实时调度结果。

9、系统在各时段上的边际碳排放强度等于边界发电机组的边际碳排放强度，满足如下关系式：

10、

11、式中，mci,t为边界发电机组i在时段t的边际碳排放强度，ai、bi分别为火电机组i的煤耗系数，ηi为火电机组i的单位燃煤的碳排放系数，为的火电机组i在时段t的有功功率。

12、储能在放电时段t上的机会碳排放成本为cdchδpdch，t，储能在充电时段t上的潜在降碳效益为cchδpch，t，其中，cdch为系统在储能放电时段上的边际碳排放强度，cch为储能在放电时段上的碳排放指标，δpdch,t为储能在放电时段t的放电功率变化量，δpch,t为储能在放电时段t的充电功率变化量。

13、储能实时运行约束包括：充放电功率约束、总输出功率约束、充放状态互斥约束、荷电状态约束、储能荷电状态与充放电功率的关联约束。

14、储能荷电状态与充放电功率的关联约束满足如下关系式：

15、et＝et-1+(pch,t+δpch,t)ηch-(pdch,t+δpdch,t)ηdch

16、式中，et为储能在时段t的实时荷电状态，pdch,t、pch,t分别为储能在放电时段t的放电功率、充电功率，δpdch,t为储能在放电时段t的放电功率变化量，δpch,t为储能在放电时段t的充电功率变化量，ηch为充电效率，ηdch为放电效率。

17、源储协调实时优化调度模型的目标函数满足如下关系式：

18、

19、式中，ng为火电机组总数；为火电机组i的碳排放强度，为火电机组i在时段t的有功功率变化量。

20、惩罚系数满足如下关系式：

21、δet＝|et-et，0|

22、式中：

23、et，0为电力系统日前源储调度结果中储能在时段t的计划荷电状态；

24、δet为惩罚项。

25、源储协调实时优化调度模型的约束条件包括：系统实时功率平衡约束和火电机组实时出力约束。

26、源储实时调度结果包括：火电机组i在时段t的有功功率变化量，储能在放电时段t的放电功率变化量，储能在放电时段t的充电功率变化量。

27、本发明还提出了一种基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度系统，包括：采集模块，模型建立模块，模型求解模块；

28、其中，采集模块，用于获取电力系统日前源储调度结果；

29、模型建立模块，用于基于火电机组的碳排放模型，利用边界发电机组的有功功率计算边界发电机组的边际碳排放强度，作为系统在各时段上的边际碳排放强度；获取系统在储能放电时段上的边际碳排放强度、储能在充电时段上的碳排放指标以及储能的充放电功率变化量，计算储能的碳排放成本以及潜在降碳效益；在储能实时运行约束，根据电力系统日前源储调度结果调整火电机组出力后得到火电机组碳排放量偏差；利用火电机组碳排放量偏差、储能的机会碳排放成本以及储能的潜在降碳效益建立源储协调实时优化调度模型的目标函数，以储能的实时荷电状态与对应的计划荷电状态的偏差绝对值作为目标函数的惩罚系数；建立源储协调实时优化调度模型的约束条件；

30、模型求解模块，用于求解源储协调实时优化调度模型，得到源储实时调度结果。

31、本发明的有益效果在于，与现有技术相比至少包括，本发明提出的方法中，以系统在储能放电时段上的边际碳排放强度和储能在充电时段上的碳排放指标来反映储能充放电运行带来的间接碳排放，量化了储能放电的碳排放指标，建立了储能实时运行的机会碳排放成本和机会碳减排效益之间的关系，有利于满足源储协调调度，实现电网实时降碳优化运行。

32、同时，调度优化过程中考虑储能荷电状态与充放电功率的关联约束以及利用储能在时段t的实时荷电状态与储能在时段t的计划荷电状态的偏差的绝对值作为目标函数的惩罚系数，在实时调度优化过程中对日前调度后储能荷电状态的实时偏差进行清除，而不是将日前调度后的储能荷电状态作为下一日前计划的输入条件，有利于协调各储能系统的运行寿命，从而保证实时调度的碳排放控制的准确度和可信度。

技术特征：

1.一种基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，获取电力系统日前源储调度结果，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

6.根据权利要求3所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

8.根据权利要求5所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法，其特征在于，

10.一种基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度系统，包括：采集模块，模型建立模块，模型求解模块；其中，采集模块，用于获取电力系统日前源储调度结果；其特征在于，

技术总结
基于储能机会碳排放成本的源储实时低碳调度方法及系统，计算边界发电机组的边际碳排放强度作为系统在各时段上的边际碳排放强度；获取系统在储能放电时段上的边际碳排放强度、储能在充电时段上的碳排放指标以及储能的充放电功率变化量，计算储能的碳排放成本以及潜在降碳效益；利用火电机组碳排放量偏差、机会碳排放成本以及潜在降碳效益建立源储协调实时优化调度模型的目标函数，以储能的实时荷电状态与计划荷电状态的偏差绝对值作为目标函数的惩罚系数；建立源储协调实时优化调度模型的约束条件；求解源储协调实时优化调度模型得到源储实时调度结果。本发明有利于满足源储协调调度，实现电网实时降碳优化运行。

技术研发人员：李响,齐笑言,张忠,吴南,吴松羽,佟勃霖,杨璐羽,张鹏飞,李成俊,张飞宇,孟庆龙,徐天元,吕晶
受保护的技术使用者：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29