恭喜国网安徽省电力有限公司经济技术研究院杨娜获国家专利权
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龙图腾网恭喜国网安徽省电力有限公司经济技术研究院申请的专利面向电力现货市场基于碳排放和源网荷储互动的电网规划方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113902213B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111261718.2,技术领域涉及:G06Q10/04;该发明授权面向电力现货市场基于碳排放和源网荷储互动的电网规划方法是由杨娜;刘亚南;朱刘柱;王宝;刘丽;张理;黄霞设计研发完成,并于2021-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本面向电力现货市场基于碳排放和源网荷储互动的电网规划方法在说明书摘要公布了:本发明涉及面向电力现货市场基于碳排放和源网荷储互动的电网规划方法,与现有技术相比解决了电网规划方法无法满足实际使用需要的缺陷。本发明包括以下步骤:电网历史数据的获取;电网阻塞线路的分析;升级前电网数据的计算;电网规划决策模型的构建;电网规划决策模型的求解。本发明采用阻塞线路拉格朗日乘子分析法,对电网中阻塞情况进行分析、排序、定位,以确定输电线路需要升级、电源与储能需要新建或加装的地址,并结合规划决策目标与市场模拟运行模型,结合可靠性、环保型、经济性等多方面指标,得出最优的规划结果。
本发明授权面向电力现货市场基于碳排放和源网荷储互动的电网规划方法在权利要求书中公布了:1.一种面向电力现货市场基于碳排放和源网荷储互动的电网规划方法,其特征在于,包括以下步骤:11电网历史数据的获取:获取历史一年每小时各线路的阻塞拉格朗日乘子,储能、电源、输配电线路升级投资成本,现有电源、储能、网架容量和结构信息,以及未来5年负荷预测信息数据;12电网阻塞线路的分析:根据电网历史数据,计算出过去一年各线路阻塞拉格朗日乘子的平均值,其表示线路阻塞程度;对线路的阻塞程度从大到小进行排序,取其中阻塞程度最严重的n条阻塞线路;将n条阻塞线路作为输电线路升级对象,将电源和储能的新建和加装选址确定在n条阻塞线路电力输送的受端;13升级前电网数据的计算:基于电网历史数据对升级前的电力现货市场进行模拟,计算出升级前电网数据,升级前电网数据包括节点电价值、发电量和购电量数据;所述升级前电网数据的计算包括以下步骤:131构建市场模拟运行模型:1311确定市场模拟运行模型的目标:设定市场模拟运行模型包括安全约束机组组合模型及安全约束经济调度模型,其目标都在于购电成本最小化,其中,安全约束机组组合模型函数表示式如下: 其中,N表示机组的总台数,T表示所考虑的总时段数,Pi,t表示机组i在t时段的出力,Ci,tPi,t、分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用和停机费用,其中机组运行费用Ci,tPi,t是机组出力的多段线性函数;安全约束经济调度模型函数: 其中,N表示机组的总台数,T表示所考虑的总时段数,Pi,t表示机组i在t时段的出力,Pi,t表示机组i在t时段的出力,Ci,tPi,t为机组i在时段t的运行费用,是机组出力的多段线性函数;1312确定市场模拟运行模型的约束:对于安全约束机组组合模型,设定其约束条件在于:系统约束、机组约束、网络安全约束,其中,系统约束包括负荷平衡约束、系统正备用容量约束和系统负备用容量约束,机组约束包括机组出力上下限约束、机组爬坡约束和机组最小连续开停时间约束,网络安全约束包括线路潮流约束和断面潮流约束;对于安全约束经济调度模型,设定其约束条件在于:系统约束、机组约束、网络安全约束,其中,系统约束包括负荷平衡约束,机组约束包括机组出力上下限约束、机组爬坡约束,网络安全约束包括线路潮流约束、断面潮流约束;1313计算节点边际电价值:结合安全约束经济调度目标函数和约束条件,运用优化算法软件包,得到机组出力数据及节点边际电价值,其中节点边际电价值计算模型如下: 其中,LMPk,t表示k节点在t时段的节点边际电价值,λt表示t时段系统负荷平衡约束的拉格朗日乘子,表示线路l最大正向潮流约束的拉格朗日乘子,表示线路l最大反向潮流约束的拉格朗日乘子,Gl-k表示k节点对l线路的转移分布因子,表示断面S最大正向潮流的拉格朗日乘子,表示断面S最大反向潮流的拉格朗日乘子,Gs-k表示k节点对s断面的转移分布因子;132进行数据输入:包括现有电源、储能、网架的容量,电源、储能的调节速率、开停机时间运行参数及未来5年的负荷预测;133输出结果,结果包括节点电价值、发电量和购电量数据;14电网规划决策模型的构建:以碳排放和源网荷储互动为目标,构建出电网规划决策模型;所述电网规划决策模型的构建包括以下步骤:141确定规划决策目标:在电网规划决策模型中,综合考虑系统可靠性、碳排放、经济性,并以其最优化作为决策模型的目标,其公式如下:maxαreliability+βenvironmental+γfinancial, 其中,αreliability为电网规划的可靠性指标,βenvironmental为电网规划的环保指标,γfinancial为电网规划的经济效益指标,Tlock表示缺电时长,Ttotal表示总工作时长,Ppre表示系统碳排放量,其根据本模型内嵌的市场模拟运行模型得到的各类电源出清电量及度电碳排放量的乘积计算得到,Ptotal表示碳排放配额,m表示规划决策优化的时间内的时段数,每个小时一个时段,这里对未来5年的电力规划进行优化,即m=8760*5;Qi,b,Pi,b分别为规划升级前用户i的用电量和所在节点的节点电价值,Qi,l、Pi,l分别规划升级后用户i的用电量和所在节点的节点电价值,由本模型中内嵌的市场模拟运行模型计算得到;Qj,b、Pj,b分别为规划升级前机组j的发电量和所在节点的节点电价值;Qj,l,Pj,l分别规划升级后机组j的发电量和所在节点的节点电价值,由本模型中内嵌的市场模拟运行模型计算得到;Cgrid、Csor、Csto分别为输配电升级、电源升级和储能升级成本,由本模型中内嵌的市场模拟运行模型计算得到的各类型设备升级计划与系统设置的对应单位成本的乘积计算得到;142确定规划决策中的约束:设定的约束条件在于计划投资成本、可靠性指标、碳排放指标,具体约束条件如下:1421设定计划投资成本约束,其表达式如下:Cgrid+Csor+Csto≤Pinvestment,其中,Pinvestment表示投资计划成本;1422设定可靠性指标αreliability不小于最低要求,其表达式如下:αreliability≥αmin,其中,αmin表示系统最低可靠性要求;1423碳排放指标βenvironmental不低于最低要求,其表达式如下:βenvironmental≥βmin,其中,βmin表示碳排放指标最低要求;143确定市场模拟运行模型:输入141步骤、142步骤中的线路、电源、储能升级容量参数至市场模拟运行模型中作为其变量,再将市场模拟运行模型中得到的节点电价值、发电量和购电量输入规划决策模型,完成规划决策模型与市场模拟运行模型的嵌套处理;15电网规划决策模型的求解:对电网规划决策模型进行求解,得出最优规划结构。
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