[发明专利]一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型

权利要求书

1.一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型，其特征在于，本模型中的决策变量主要包括以下三类：第一类为表示第y年区域a中为区域b负荷供电的第u类电源的扩展容量，脚标中a与b均表示区域，当a与b表示同一区域，表明该类机组新增容量用于平衡区域a本地负荷，为本地容量；当a与b表示不同区域时，表明该类机组新增容量用于平衡区域b的负荷，为外送容量；

第二类为表示第y年区域a向区域b间送电通道的新增容量；

第三类为为第y年，典型日d中时段t下，区域a中为区域b负荷供电的第u类电源的出力；

目标函数如下：

与分别表示系统在第y年的总投资建设成本、固定运行成本、可变运行成本和区域间联络线建设成本，目标函数中第五项表示碳交易成本，其中与由投资问题描述，由运行子问题描述，Y表示所有待规划年份，r代表通货膨胀率。

2.如权利要求1所述的一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型，其特征在于，总建设投资成本模型对采用等年值分解的形式，将各类电厂的投资成本按折现率平摊到电厂的服役年限中，并忽略电源在规划期后的残值，模型默认固定区域中各类电厂的单位容量投资成本为定值，其中A表示模型中各子区域的集合，U表示待规划电源种类的集合。

3.如权利要求1所述的一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型，其特征在于，总固定运行成本式中，P_u,y,a和表示第y年区域a中第u类电源的可用容量和单位容量固定运行成本，可用容量P_u,y,a可由下式表示：

式中，P_u,y,a,b表示第y年区域a中为区域b负荷供电的第u类电源的扩展容量，有：

式中，P_u,0,a,b表示规划期初区域a中为区域b负荷供电的第u类电源的已有容量，表示该类电源在第i个规划年中的退役容量。

4.如权利要求1所述的一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型，其特征在于，区域间联络线建设成本可由下式表示：

式中，和表示第y年从区域a至区域b送电通道的新建容量和单位容量建设成本，B表示可选的送电通道的集合，此处的送电通道指改进的等值网络中的直送通道。

5.如权利要求1所述的一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型，其特征在于，总可变运行成本为系统发电成本，可由下式表示：

式中，表示第y年区域a中第u类电源的单位发电成本，D为系统所有典型运行方式下的日集合，TD为系统在典型日D中的时段集合，ΔT为时段持续时长。

6.如权利要求1所述的一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型，其特征在于，碳排放交易成本项的含义是当系统各自子域的用电总排放量高于总允许的排放配额时，系统需要购买额外的排放配额从而造成成本；而当系统总排放量低于排放配额时，可出售剩余配额获得利润，具体可表示为：

其中E_y,a表示区域a中第y年的用电碳排放量，表示区域a中第y年的用电碳排放配额，π_y,a表示区域a中第y年单位碳排放配额的价格，本模型认为碳排放配额为外部给定值，E_y,a可由下式表示：

式中，e_u,b表示送端区域b中第u类机组的碳势。

7.如权利要求1至6任一项权利要求所述的一种考虑碳排放流的低碳电源电网规划模型，其特征在于，电源年发电量约束等效于其年发电利用小时数不得超过其年最高可利用小时数T_{u,y,a max}，也不可低于一定的年最低利用小时T_{u,y,a min}，最高利用小时数主要来源于一次能源约束、机组检修，最低利用小时数来源于政策规定、水电强迫出力或维持电厂运营需要，因此有：

式中，N_t和N_d分别代表典型时段t在典型日d中的数量和典型日d在第y年中的数量。