一种多微电网系统电碳耦合调控方法、系统及电子设备

本发明涉及电网调控领域，特别是涉及一种基于碳流追溯的多微电网系统电碳耦合调控方法、系统及电子设备。

背景技术：

1、随着“双碳”目标的提出和新型电力系统建设的不断推进，微电网旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，为解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题提供了有效路径。微电网源侧作为发电侧，也是微电网系统碳排放的主要来源，通过对微电网设备元件进行碳排放建模，并将碳减排目标或碳排放约束引入微电网运行模型，可以引导微电网得到经济低碳优化调度策略。

2、随着微网技术的推广和应用，同一区域配电系统将存在多个微网，从而形成区域多微网系统。随着电力系统的低碳优化运行理论与研究的发展，碳排放流理论诞生并成为该领域重要的分析工具，其通过将碳排放责任从源测分摊到负荷侧，让用户实时感知其电力消耗的碳排放量，从而主动进行需求响应实现电力系统的减碳目标。

3、但现有微电网研究中的碳排放计量多聚焦于微电网源侧，使得现有的微电网低碳运行研究多从源侧角度出发，较少延伸至负荷侧；且需求响应也多为单纯由“电”驱使的移峰填谷，即电价驱动的需求响应，对负荷侧的碳减排潜力挖掘不足，缺少从负荷用电动态碳排放强度的层面对需求响应建模，未能很好实现从“电视角”到“碳视角”的转变从而达到“碳”驱动的用户主动减排目的。

4、此外，现有研究中关于微电网的碳排放计算方法不够准确。一方面这些研究通常忽略了与其它微电网电能交易带来的碳排放变化；另一方面，微电网中部分设备元件的电碳耦合特性会影响其运行策略的优化，如燃料机组、储能设备等。但现有研究中较少考虑储能设备对微电网碳排放的影响，储能具有充放电两种工作状态，其调度周期内不同的动作策略实际会对微电网的碳排放产生不同影响，现有常见碳流指标计算方法暂未针对储能在不同充/放电状态时可以作为特殊电源/负荷这一特性进行深入的计算探讨，实际在对多微电网系统进行建模时应加以考虑。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多微电网系统电碳耦合调控方法、系统及电子设备，可激励各微电网主体主动参与电碳耦合交易，引导用户参与低碳需求响应，促进多微电网系统的清洁能源消纳。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种多微电网系统电碳耦合调控方法，包括：

4、获取多微电网系统中各类机组的基础参数；多微电网系统中的机组包括风电机组、光伏机组、燃料发电机组及储能机组；

5、基于所述多微电网系统中各类机组的基础参数，建立多微电网系统中各类机组的碳排放模型；所述碳排放模型用于确定对应机组的碳排放强度；

6、基于所述多微电网系统中各类机组的碳排放模型，建立所述多微电网系统的碳流追溯模型；所述碳流追溯模型用于确定碳流指标；所述碳流指标包括：支路碳流率、网损碳流率、支路碳流密度及节点碳势；

7、基于所述多微电网系统的碳流追溯模型，建立多微电网系统各主体的优化决策模型；所述多微电网系统中的主体包括用户节点、微电网及配网运营商；每个微电网中包括多个用户节点；

8、基于所述多微电网系统中各主体的优化决策模型，构建主从博弈模型，并对主从博弈模型求解，得到最优电交易价格、最优碳交易价格及各微电网的最优运行策略；所述主从博弈模型中，配网运营商作为领导者，基于配网运营商的优化决策模型确定电交易价格及碳交易价格，各微电网作为跟随者，基于电交易价格、碳交易价格、各微电网的优化决策模型及各用户节点的优化决策模型确定各微电网的运行策略；微电网的运行策略包括微电网中的各机组出力、总电力负荷及碳配额交易量。

9、为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

10、一种多微电网系统电碳耦合调控系统，包括：

11、参数获取模块，用于获取多微电网系统中各类机组的基础参数；多微电网系统中的机组包括风电机组、光伏机组、燃料发电机组及储能机组；

12、碳排放模型建立模块，用于基于所述多微电网系统中各类机组的基础参数，建立多微电网系统中各类机组的碳排放模型；所述碳排放模型用于确定对应机组的碳排放强度；

13、碳流追溯模块，用于基于所述多微电网系统中各类机组的碳排放模型，建立所述多微电网系统的碳流追溯模型；所述碳流追溯模型用于确定碳流指标；所述碳流指标包括：支路碳流率、网损碳流率、支路碳流密度及节点碳势；

14、优化模型建立模块，用于基于所述多微电网系统的碳流追溯模型，建立多微电网系统各主体的优化决策模型；所述多微电网系统中的主体包括用户节点、微电网及配网运营商；每个微电网中包括多个用户节点；

15、博弈模块，用于基于所述多微电网系统中各主体的优化决策模型，构建主从博弈模型，并对主从博弈模型求解，得到最优电交易价格、最优碳交易价格及各微电网的最优运行策略；所述主从博弈模型中，配网运营商作为领导者，基于配网运营商的优化决策模型确定电交易价格及碳交易价格，各微电网作为跟随者，基于电交易价格、碳交易价格、各微电网的优化决策模型及各用户节点的优化决策模型确定各微电网的运行策略；微电网的运行策略包括微电网中的各机组出力、总电力负荷及碳配额交易量。

16、为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

17、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的多微电网系统电碳耦合调控方法。

18、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：基于多微电网系统中各类机组的基础参数，建立多微电网系统中各类机组的碳排放模型，提高了碳排放强度的计算精度。基于多微电网系统中各类机组的碳排放模型，建立多微电网系统的碳流追溯模型，以确定碳流指标；基于多微电网系统的碳流追溯模型建立多微电网系统各主体的优化决策模型；基于所述多微电网系统中各主体的优化决策模型，构建主从博弈模型，并对主从博弈模型求解，得到最优电交易价格、最优碳交易价格及各微电网的最优运行策略；激励各微电网主体主动参与电碳耦合交易，引导用户参与低碳需求响应，促进了多微电网系统的清洁能源消纳，有效实现了碳减排的目的。

技术特征：

1.一种多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，所述多微电网系统电碳耦合调控方法包括：

2.根据权利要求1所述的多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，风电机组的碳排放模型为：ewg,pv＝0；其中，ewg,pv为风电机组的碳排放强度；

3.根据权利要求1所述的多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，所述多微电网系统的碳流追溯模型为：

4.根据权利要求1所述的多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，用户节点的优化决策模型的目标函数为：

5.根据权利要求1所述的多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，微电网的优化决策模型的目标函数为：

6.根据权利要求1所述的多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，配网运营商的优化决策模型的目标函数为：

7.根据权利要求1所述的多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，对主从博弈模型求解，得到最优电交易价格、最优碳交易价格及各微电网的最优运行策略，具体包括：

8.根据权利要求7所述的多微电网系统电碳耦合调控方法，其特征在于，根据第m次迭代时的电交易价格、碳交易价格及碳流指标，基于所述微电网的优化决策模型及所述微电网中各用户节点的优化决策模型，确定第m次迭代时所述微电网的运行策略，具体包括：

9.一种多微电网系统电碳耦合调控系统，其特征在于，所述多微电网系统电碳耦合调控系统包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行权利要求1至8中任一项所述的多微电网系统电碳耦合调控方法。

技术总结
本发明提供了一种多微电网系统电碳耦合调控方法、系统及电子设备，属于电网调控领域，方法包括：基于多微电网系统中各类机组的基础参数，建立多微电网系统中各类机组的碳排放模型；基于多微电网系统中各类机组的碳排放模型建立多微电网系统的碳流追溯模型；基于多微电网系统的碳流追溯模型建立多微电网系统各主体的优化决策模型；基于多微电网系统中各主体的优化决策模型构建主从博弈模型，并对主从博弈模型求解，得到最优电交易价格、最优碳交易价格及各微电网的最优运行策略。本发明能够激励各微电网主体主动参与电碳耦合交易，引导用户参与低碳需求响应，促进多微电网系统的清洁能源消纳。

技术研发人员：刘念,严金炜,谭露
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15