考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法及装置与流程

本申请属于电力，具体地讲，涉及一种考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法及装置。

背景技术：

1、当前，我国能源结构以化石能源为主，能源燃烧是我国主要的二氧化碳排放源，占全部二氧化碳排放的87％以上，而电力系统排放占能源燃烧二氧化碳排放的比重为41％，是未来碳减排的主要领域。

2、电力系统碳排放预算、新能源资源潜力等因素对区域“双碳”目标实现有重大影响，特别是碳排放预算直接影响区域电力转型路径及进程。“双碳”目标倒逼约束下，需要统筹碳减排难度、行业及区域间碳排放转移，评估区域未来电力系统碳排放预算。

3、已有电力转型路径研究多采用情景分析法，即考虑电力系统承担不同碳排放预算、新能源装机规模及其他重大影响因素差异，设计不同发展情景，从而推演不同情景下的电力转型路径。但是，影响电力转型的因素存在较大不确定性，如由于非二氧化碳温室气体减排潜力不确定，不同区域未来剩余碳排放预算估计值存在较大差异，新能源发电出力“靠天吃饭”，参与电力平衡的能力受天气因素影响较大等。已有研究在特定情景分析中利用重大影响因素的确定值进行决策，未综合考虑不确定性对电力转型的影响，使得决策结果偏于保守或冒进。

技术实现思路

1、本申请提供了一种考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法及装置，以至少解决现有技术未综合考虑不确定性对电力转型的影响，使得决策结果偏于保守或冒进的问题。

2、根据本申请的第一个方面，提供了一种考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法，包括：

3、获取区域新能源发电出力的历史曲线，并从中减去外送输电通道配套新能源发电对应的出力曲线，获得出力结果；

4、根据出力结果通过聚类算法生成新能源发电出力典型场景；

5、根据发电出力典型场景确定新能源发电参与电力平衡的容量置信度；

6、将预设的碳排放预算、新能源发电参与电力平衡的容量置信度输入预先建立的区域电力转型路径优化模型；

7、解析区域电力转型路径优化模型获得最终的区域电力转型优化路径。

8、在一实施例中，解析区域电力转型路径优化模型获得最终的区域电力转型优化路径，包括：

9、解析区域电力转型路径优化模型，若模型有可行解，将优化结果对应的电力供应消耗作为目标函数基准值；

10、确定碳排放预算、新能源发电参与电力平衡的容量置信度偏差系数的权重系数；

11、根据目标函数基准值设置预期成本偏差；

12、根据目标函数基准值、预期成本偏差和权重系数确定最终的区域电力转型优化路径。

13、在一实施例中，考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法还包括：

14、当模型没有可行解时，增加碳排放预算。

15、在一实施例中，区域电力转型路径优化模型的建立过程包括：

16、构建电力系统投资消耗函数和电力系统运行消耗函数；

17、根据电力系统投资消耗函数和电力系统运行消耗函数，以电力供应消耗最小为目标，建立电力转型路径优化模型。

18、在一实施例中，电力转型路径优化模型表示为：

19、

20、其中，t表示水平年，t表示研究周期长度，r表示折现率，cinv,t表示水平年t电力系统投资成本，cop,t表示水平年t电力系统运行成本，其中，投资成本和运行成本均为消耗，成本函数即为消耗函数。

21、根据本申请的另一个方面，还提供了一种考虑不确定因素的区域电力转型路径优化装置，包括：

22、获取单元，用于获取区域新能源发电出力的历史曲线，并从中减去外送输电通道配套新能源发电对应的出力曲线，获得出力结果；

23、出力场景获取单元，用于根据出力结果通过聚类算法生成新能源发电出力典型场景；

24、容量置信度单元，用于根据发电出力典型场景确定新能源发电参与电力平衡的容量置信度；

25、数据输入单元，用于将预设的碳排放预算、新能源发电参与电力平衡的容量置信度输入预先建立的区域电力转型路径优化模型；

26、解析单元，用于解析区域电力转型路径优化模型获得最终的区域电力转型优化路径。

27、在一实施例中，解析单元包括：

28、解析模块，用于解析区域电力转型路径优化模型，若模型有可行解，将优化结果对应的电力供应消耗作为目标函数基准值；

29、因素确定模块，用于确定碳排放预算、新能源发电参与电力平衡的容量置信度偏差系数的权重系数；

30、预期成本偏差设置模块，用于根据目标函数基准值设置预期成本偏差；

31、优化路径确定模块，用于根据目标函数基准值、预期成本偏差和权重系数确定最终的区域电力转型优化路径。

32、在一实施例中，考虑不确定因素的区域电力转型路径优化装置还包括：

33、碳排预算增加模块，用于当模型没有可行解时，增加碳排放预算。

34、在一实施例中，区域电力转型路径优化模型的建立过程包括：

35、构建电力系统投资消耗函数和电力系统运行消耗函数；

36、根据电力系统投资消耗函数和电力系统运行消耗函数，以电力供应消耗最小为目标，建立电力转型路径优化模型。

37、在一实施例中，电力转型路径优化模型表示为：

38、

39、其中，t表示水平年，t表示研究周期长度，r表示折现率，cinv,t表示水平年t电力系统投资成本，cop,t表示水平年t电力系统运行成本，其中，投资成本和运行成本均为消耗，成本函数即为消耗函数。

40、本申请通过考虑区域电力系统碳排放预算、碳中和及电力平衡等约束，以区域电力供应消耗最小为目标，构建电力转型路径优化模型。并且，对碳排放预算、新能源发电容量置信度不确定性进行刻画，建立鲁棒优化模型，以最大化不确定量的变动范围，实现了电力转型路径鲁棒优化的求解，从而更合理地确定区域电力转型的路径。

技术特征：

1.一种考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法，其特征在于，所述解析所述区域电力转型路径优化模型获得最终的区域电力转型优化路径，包括：

3.根据权利要求2所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法，其特征在于，所述区域电力转型路径优化模型的建立过程包括：

5.根据权利要求4所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法，其特征在于，所述电力转型路径优化模型表示为：

6.一种考虑不确定因素的区域电力转型路径优化装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化装置，其特征在于，所述解析单元包括：

8.根据权利要求7所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化装置，其特征在于，还包括：

9.根据权利要求6所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化装置，其特征在于，所述区域电力转型路径优化模型的建立过程包括：

10.根据权利要求9所述的考虑不确定因素的区域电力转型路径优化装置，其特征在于，所述电力转型路径优化模型表示为：

11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至5中任一项所述考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法。

技术总结
本申请提供了一种考虑不确定因素的区域电力转型路径优化方法及装置，方法包括：获取区域新能源发电出力的历史曲线，并从中减去外送输电通道配套新能源发电对应的出力曲线获得出力结果；根据出力结果通过聚类算法生成新能源发电出力典型场景；根据发电出力典型场景确定新能源发电参与电力平衡的容量置信度；将预设的碳排放预算、新能源发电参与电力平衡的容量置信度输入预先建立的区域电力转型路径优化模型；解析区域电力转型路径优化模型获得最终的区域电力转型优化路径。

技术研发人员：徐波,鲁刚,刘俊,张玉敏,元博,徐志成,曹颖爽,潘爱强,罗祾,刘恋,王琛
受保护的技术使用者：国网能源研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13