[发明专利]一种考虑碳-绿电联合交易市场的微能源网规划方法

说明书

本发明公开了一种考虑碳‑绿电联合交易市场的微能源网规划方法，克服了现有技术中在进行微能源网规划时成本较高、模型复杂度较高、求解效率低的问题，包括以下步骤：S1：生成考虑光伏出力不确定性的出力场景集；S2：建立考虑碳‑绿电联合交易市场机制的不确定性光伏出力模型；S3：建立优化的电储能模型，建立综合松弛模型与简化单输入模型的优化储能设备模型；S4：利用S2和S3中的模型建立微能源网规划模型，建立迭代求解算法，对微能源网规划模型进行求解，利用求解结果，对微能源网进行规划。能够提高微能源网中新能源发电的消纳率，降低微能源网碳排放与运行总成本，提高经济性与环保优越性，降低求解问题的复杂度，提高求解效率。

技术领域

本发明涉及微能源网系统低碳规划技术领域，特别涉及了一种考虑碳-绿电联合交易市场的微能源网规划方法。

背景技术

能源系统规划是实现直接能源消费低碳转型和“零碳”目标的重要方案。在综合能源系统统筹建模中，清洁能源中广泛运用的光伏、风电具有波动性、间歇性以及负荷的不确定性，为并网使用、削峰填谷带来一定影响，能源的生产和消费难以做到实时平衡，因此储能对于微能源网的安全可靠运行具有重要支撑作用，设计规划时需要予以考虑。储能设备是提高综合能源系统运行可靠性，满足新能源电力供应削峰填谷、调峰调频需求的重要组成。蓄电池荷电状态与物理运行模式是电池建模的核心约束，电池无法同时充电(消耗电能)与放电(产生电能)，且储能手段成本较高，进行电能大量存储时无法保证经济性；蓄热/冷装置虽然可在一定程度上平抑可再生能源波动，但很难进行热-电转换以实现电能双向流动。当前文献主要采用0-1变量描述电池充放电状态，建立混合整数线性规划模型，但在电池数量较多的分布式储能电力系统中，混合整数规划模型求解时间过长，不能满足电力系统实时规划要求，应用场景存在一定局限性。

在能源综合利用方面，绿电交易、碳交易是促进电力消费结构优化、兼顾电力经济性和低碳环保性的有效模式。绿电交易直接面向新能源绿色电力产品，发电侧提供新能源发电企业环境价值变现途径，用电侧可利用绿电的零碳属性减免企业外购电力碳排数值，促进新能源电力消纳；两种机制结合的模型同时具备经济和环保优越性。但目前仍少有文献综合考虑碳交易与绿电交易市场联合作用对规划决策的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中在进行微能源网规划时成本较高、模型复杂度较高、求解效率低的问题，提供了一种考虑碳-绿电联合交易市场的微能源网规划方法，能够提高微能源网中新能源发电的消纳率，降低微能源网碳排放与运行总成本，提高经济性与环保优越性，降低求解问题的复杂度，提高求解效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种考虑碳-绿电联合交易市场的微能源网规划方法，包括下列步骤：

S1：生成考虑光伏出力不确定性的出力场景集；

S2：建立考虑碳-绿电联合交易市场机制的不确定性光伏出力模型；

S3：建立优化的电储能模型，建立综合松弛模型与简化单输入模型的优化储能设备模型；

S4：利用S2和S3中的模型建立微能源网规划模型，建立迭代求解算法，对微能源网规划模型进行求解，利用求解结果，对微能源网进行规划。

光伏出力、电储能以及储能设备都是微能源网内的，步骤S2、S3建立的模型相当于微能源网规划模型的约束条件，微能源网规划模型的目标函数是成本最低。本发明基于现有碳交易、绿电交易场景设计碳-绿电联合交易市场模型，模拟光伏不确定出力，生成大小适中的典型光伏出力场景集，建立现实情况下的光伏出力模型。光伏作为生产过程中碳排放为零或趋于零的电力，认证后可以进入绿电市场以高于煤电基准值的价格直接交易，在发电侧提供新能源发电企业环境价值变现途径，用电侧可利用绿电的零碳属性减免企业外购电力碳排数值，促进新能源电力消纳，降低微能源网碳排放与运行总成本，提高经济性与环保优越性。而混合整数线性规划的迭代求解办法，改进子问题最优割集生成方法，进一步提升求解效率。