(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111475699.3 (22)申请日 2021.12.0 6 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114400698 A (43)申请公布日 2022.04.26 (73)专利权人 湖北工业大 学 地址 430068 湖北省武汉市洪山区南李路 28号 (72)发明人 黄文涛　王歆智　何俊　罗杰　 邓明辉　程肖达　朱理文　于华　 张博凯　郑青青　王宇　叶泽力　 刘子旻　刘宗　刘毅　何立勋　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 许莲英(51)Int.Cl. H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/14(2006.01) H02J 3/06(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/04(2020.01) 审查员 严开沁 (54)发明名称 一种高比例清洁能源电网电源最优降碳运 行方法 (57)摘要 本发明提出了一种高比例清洁能源电网电 源最优降碳运行方法。 引入全年每个时刻每个机 组不同类型的电源出力和负荷， 构建电网电源与 负荷平衡模型、 上网电价收益模型、 发电成本模 型、 经济效益模型和碳排放目标模型； 根据经济 效益模型、 碳排放目标模型构建电源最优降碳运 行策略综合目标模型， 构建系统约束条件模型。 以电源最优降碳运行策略综合目标模型作为优 化目标， 以系统约束条件模型作为约束条件， 通 过NSGA‑Ⅱ算法对目标模型进行优化求解， 得到 优化后全年每个时刻各类型电源最优 出力策略。 本发明在满足高占比清洁能源电网内系统和各 种电源约束条件下， 将全年分为多个时段， 分别 优化选取每种电源的配置容量， 使电网的碳排放 最小并且经济效益 最大化。 权利要求书5页 说明书12页 附图5页 CN 114400698 B 2022.11.01 CN 114400698 B 1.一种高比例清洁能源电网电源最优降碳 运行方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 引入全年每个时刻每个机组的火电出力、 全年每个时刻每个机组的风电出力、 全年每个时刻每个机组的光伏出力、 全年每个时刻每个机组的水电出力、 全年每个时刻的 负荷， 进一 步构建电网电源与负荷平衡模型； 步骤2： 构建上网电价收益模型、 构建发电成本模型， 进一步通过上网电价收益模型、 发 电成本模型构建经济效益模型； 步骤3： 构建碳 排放目标模型； 步骤4： 根据经济效益模型、 碳排放目标模型构建电源最优降碳运行策略综合目标模 型； 步骤5： 根据电源最优降碳运行策略综合目标模型作为优化目标模型， 通过功率平衡约 束、 线路潮流安全约束、 节点电压约束、 火电机组约束、 水电机组约束、 光伏出力上限约束、 风电出力上限约束、 碳 排放约束构建系统约束条件 模型； 步骤6： 以步骤4所述的电源最优降碳运行策略综合目标模型作为优化目标， 以步骤5所 述的系统约束条件模型作为约束条件， 通过NSGA ‑Ⅱ算法对电源最优降碳运行策略综合目 标模型进行优化求解， 得到优化后全年每个时刻各类型电源的最优出力策略， 该策略可用 于高比例清洁能源电网实际调度运行 过程中各类型电源的出力分配； 步骤1所述全年每 个时刻每 个机组的火电出力为： 其中， 为全年第t个时刻第i组火电机组的出力,T表示全年时刻的数量， NG是火电机 组的总数量； 步骤1所述全年每 个时刻每 个机组的风电出力为： 其中， 为全年第t个时刻第j组风电机组的出力,T表示全年时刻的数量， NW是风电机 组的总数量； 步骤1所述全年每 个时刻每 个机组的光伏出力为： 其中， 为全年第t个时刻第k组光伏机组的出力,T表示全年时刻的数量， NP是光伏机 组的总数量； 步骤1所述全年每 个时刻每 个机组的水电出力为： 其中， 为全年第t个时刻第l组水电机组的出力,T表示全年时刻的数量， NH是水电机 组的总数量； 步骤1所述全年每 个时刻的负荷为： PL,t， t＝1,2, …T 其中， PL,t为全年第t个时刻的负荷,T表示全年时刻的数量； 步骤1所述构建电网电源与负荷平衡模型为：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114400698 B 2步骤2所述上网电价收益模型为： 其中， 为全年第t个时刻第i组火电机组的出力， 为全年第t个时刻第j组风电机组 的出力， 为全年第t个时刻第k组光伏机组的出力， 为全年第t个时刻第l组水电机组 的出力， ρG是火电的上网平均电价， ρW是风电的上网平均电价， ρP是光伏的上网平均电价， ρH 是水电的上网平均电价,T表示全年时刻的数量， NG是火电机组的总数量， NW是风电机组的总 数量， NP是光伏机组的总数量， NH是水电机组的总数量； 步骤2所述构建发电成本模型为： C＝C1+C2+C3+C4+C5 其中， C1表示火电机组的燃料成本， C2表示火电机组的启停成本， C3表示水电机组的发 电成本， C4表示风电机组的发电成本， C5表示光伏机组的发电成本； 步骤2所述构建经济效益模型为： max F1＝S‑C 其中， max表示经济效益最大化目标,S表示上网电价收益， C是总发电成本， F1表示经济 效益； 步骤3所述构建碳 排放目标模型为： 其中， min表示碳排放最小目标， F2表示电力系统碳排放量， αi是第i组火电机组的单位 出力碳排放系数， 为全年第t个时刻第i组火电机组的出力,T表示全年时刻的数量， NG是 火电机组的总数量； 步骤4所述构建电源最优降碳 运行策略综合目标模型为： 其中， min表示碳排放最小目标， F2表示电力系统碳排放量， αi是第i组火电机组的单位 出力碳排放系数， 为全年第t个时刻第i组火电机组的出力,T表示全年时刻的数量， NG是 火电机组的总数量， max表示经济效益最大化目标,S表示上网电价收益， C是总发电成本， F1 表示经济效益； 步骤5所述功率平衡约束为： 权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114400698 B 3