考虑碳排放交易的日前调度双阶段鲁棒优化模型
发布时间：2021-07-29 20:03
在应对风荷不确定因素影响的同时,如何在日前调度中实现电网的低碳经济运行,是当代电力系统面临的重要挑战。该文提出利用双阶段鲁棒优化模型应对风荷不确定因素,并利用碳交易机制平衡电网的经济性与环保性。同时为了响应政府的碳减排目标,提出碳配额交易量约束,并基于双阶段鲁棒优化模型对碳配额额度上下限进行求解。算法上,基于列和约束生成算法对模型进行求解,将主模型线性化为混合整数线性规划（mixedintegerlinear programming,MILP）模型,将子模型基于时间解耦后求解,提高计算效率。以IEEE118节点为算例并采用GAMS/CPLEX编程求解,分析低碳调度模型、碳配额交易量、碳交易价格以及不确定量对调度结果的影响,验证了提出模型的有效性。
【文章来源】：中国电机工程学报. 2018,38(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
风电出力与预测负荷曲线t/h481216202430030002000
冀?易成本费用比经济调度模型低89601$，因此低碳调度模型在总费用上成本更低。由表1中的机组出力比较可知，低碳调度模型较经济调度模型而言更倾向于环保的燃气轮机，从而保证了低碳调度模型较经济调度模型的环保性。4.2碳权交易额度对调度结果的影响根据第2节中提出的模型对该系统碳权交易额度上下限进行计算，计算得碳配额交易量上下限分别为32235.2t、24040.8t。并对Em不同取值对调度结果的影响进行分析，燃料成本(包括开关机成本)、碳交易成本以及总成本与Em关系如图4所示。传统燃煤机组出力、燃气机组出力、风机力与Em关系如图5所示。如图4中所示，当Em在24040.8t与32235.2t之间时，随着Em的增大，碳交易费用逐渐增加，燃料费用成本逐渐较少，总费用逐渐减少；当Em碳配额交易量/104t燃料成本与总成本/105$2.302.522.803.083.363.223522.4040826242220185248444036碳交易成本/104$图4不同碳权配额情况下的费用Fig.4Costincaseofdifferentcarbonemissionsquotas碳配额交易量/104t燃气轮机与风机出力/(103MWh)119752.302.522.803.083.363.223522.40408燃气机组出力/(104MWh)11.211.011.811.6图5不同碳权配额情况下的出力Fig.5Outputincaseofdifferentcarbonemissionsquotas小于24040.8t时，不存在可行解；当Em大于32235.2t时，调度结果不再改变，验证了第2节中所提模型与算法的有效性。另外，随着Em的减小，总成本增量逐渐增加，政府应该充分利用该变化趋势以及经济环境状况，确定合理的碳权交易成本。如图5
成本更低。由表1中的机组出力比较可知，低碳调度模型较经济调度模型而言更倾向于环保的燃气轮机，从而保证了低碳调度模型较经济调度模型的环保性。4.2碳权交易额度对调度结果的影响根据第2节中提出的模型对该系统碳权交易额度上下限进行计算，计算得碳配额交易量上下限分别为32235.2t、24040.8t。并对Em不同取值对调度结果的影响进行分析，燃料成本(包括开关机成本)、碳交易成本以及总成本与Em关系如图4所示。传统燃煤机组出力、燃气机组出力、风机力与Em关系如图5所示。如图4中所示，当Em在24040.8t与32235.2t之间时，随着Em的增大，碳交易费用逐渐增加，燃料费用成本逐渐较少，总费用逐渐减少；当Em碳配额交易量/104t燃料成本与总成本/105$2.302.522.803.083.363.223522.4040826242220185248444036碳交易成本/104$图4不同碳权配额情况下的费用Fig.4Costincaseofdifferentcarbonemissionsquotas碳配额交易量/104t燃气轮机与风机出力/(103MWh)119752.302.522.803.083.363.223522.40408燃气机组出力/(104MWh)11.211.011.811.6图5不同碳权配额情况下的出力Fig.5Outputincaseofdifferentcarbonemissionsquotas小于24040.8t时，不存在可行解；当Em大于32235.2t时，调度结果不再改变，验证了第2节中所提模型与算法的有效性。另外，随着Em的减小，总成本增量逐渐增加，政府应该充分利用该变化趋势以及经济环境状况，确定合理的碳权交易成本。如图5所示，随着Em的增大，相对环保的燃气轮机机组的出力逐渐减少，燃料?
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度[J]. 卢志刚,郭凯,闫桂红,何良策. 电力系统自动化. 2017(15)
[2]鲁棒优化在电力系统发电计划中的应用综述[J]. 朱光远,林济铿,罗治强,戴赛,覃岭,刘纯. 中国电机工程学报. 2017(20)
[3]基于碳交易机制的电—气互联综合能源系统低碳经济运行[J]. 卫志农,张思德,孙国强,许晓慧,陈胜,陈霜. 电力系统自动化. 2016(15)
[4]基于改进轻鲁棒优化模型的风、火机组组合[J]. 覃岭,林济铿,戴赛,王海林,郑卫红. 中国电机工程学报. 2016(15)
[5]考虑碳权交易和风荷预测误差随机性的环境经济调度[J]. 马燕峰,范振亚,刘伟东,赵书强. 电网技术. 2016(02)
[6]碳交易环境下含大规模光伏电源的电力系统优化调度[J]. 娄素华,胡斌,吴耀武,卢斯煜. 电力系统自动化. 2014(17)
[7]考虑碳排放配额影响的含风电系统日前调度计划模型[J]. 张程飞,袁越,张新松,曹阳,赵敏. 电网技术. 2014(08)
[8]安全性与经济性协调的鲁棒区间风电调度方法[J]. 陈建华,吴文传,张伯明,王彬,郭庆来. 中国电机工程学报. 2014(07)
[9]微网经济调度问题的混合整数规划方法[J]. 吴雄,王秀丽,王建学,别朝红. 中国电机工程学报. 2013(28)
[10]电力系统鲁棒经济调度 (一)理论基础[J]. 魏韡,刘锋,梅生伟. 电力系统自动化. 2013(17)
本文编号：3309965
【文章来源】：中国电机工程学报. 2018,38(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
风电出力与预测负荷曲线t/h481216202430030002000
冀?易成本费用比经济调度模型低89601$，因此低碳调度模型在总费用上成本更低。由表1中的机组出力比较可知，低碳调度模型较经济调度模型而言更倾向于环保的燃气轮机，从而保证了低碳调度模型较经济调度模型的环保性。4.2碳权交易额度对调度结果的影响根据第2节中提出的模型对该系统碳权交易额度上下限进行计算，计算得碳配额交易量上下限分别为32235.2t、24040.8t。并对Em不同取值对调度结果的影响进行分析，燃料成本(包括开关机成本)、碳交易成本以及总成本与Em关系如图4所示。传统燃煤机组出力、燃气机组出力、风机力与Em关系如图5所示。如图4中所示，当Em在24040.8t与32235.2t之间时，随着Em的增大，碳交易费用逐渐增加，燃料费用成本逐渐较少，总费用逐渐减少；当Em碳配额交易量/104t燃料成本与总成本/105$2.302.522.803.083.363.223522.4040826242220185248444036碳交易成本/104$图4不同碳权配额情况下的费用Fig.4Costincaseofdifferentcarbonemissionsquotas碳配额交易量/104t燃气轮机与风机出力/(103MWh)119752.302.522.803.083.363.223522.40408燃气机组出力/(104MWh)11.211.011.811.6图5不同碳权配额情况下的出力Fig.5Outputincaseofdifferentcarbonemissionsquotas小于24040.8t时，不存在可行解；当Em大于32235.2t时，调度结果不再改变，验证了第2节中所提模型与算法的有效性。另外，随着Em的减小，总成本增量逐渐增加，政府应该充分利用该变化趋势以及经济环境状况，确定合理的碳权交易成本。如图5
成本更低。由表1中的机组出力比较可知，低碳调度模型较经济调度模型而言更倾向于环保的燃气轮机，从而保证了低碳调度模型较经济调度模型的环保性。4.2碳权交易额度对调度结果的影响根据第2节中提出的模型对该系统碳权交易额度上下限进行计算，计算得碳配额交易量上下限分别为32235.2t、24040.8t。并对Em不同取值对调度结果的影响进行分析，燃料成本(包括开关机成本)、碳交易成本以及总成本与Em关系如图4所示。传统燃煤机组出力、燃气机组出力、风机力与Em关系如图5所示。如图4中所示，当Em在24040.8t与32235.2t之间时，随着Em的增大，碳交易费用逐渐增加，燃料费用成本逐渐较少，总费用逐渐减少；当Em碳配额交易量/104t燃料成本与总成本/105$2.302.522.803.083.363.223522.4040826242220185248444036碳交易成本/104$图4不同碳权配额情况下的费用Fig.4Costincaseofdifferentcarbonemissionsquotas碳配额交易量/104t燃气轮机与风机出力/(103MWh)119752.302.522.803.083.363.223522.40408燃气机组出力/(104MWh)11.211.011.811.6图5不同碳权配额情况下的出力Fig.5Outputincaseofdifferentcarbonemissionsquotas小于24040.8t时，不存在可行解；当Em大于32235.2t时，调度结果不再改变，验证了第2节中所提模型与算法的有效性。另外，随着Em的减小，总成本增量逐渐增加，政府应该充分利用该变化趋势以及经济环境状况，确定合理的碳权交易成本。如图5所示，随着Em的增大，相对环保的燃气轮机机组的出力逐渐减少，燃料?
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度[J]. 卢志刚,郭凯,闫桂红,何良策. 电力系统自动化. 2017(15)
[2]鲁棒优化在电力系统发电计划中的应用综述[J]. 朱光远,林济铿,罗治强,戴赛,覃岭,刘纯. 中国电机工程学报. 2017(20)
[3]基于碳交易机制的电—气互联综合能源系统低碳经济运行[J]. 卫志农,张思德,孙国强,许晓慧,陈胜,陈霜. 电力系统自动化. 2016(15)
[4]基于改进轻鲁棒优化模型的风、火机组组合[J]. 覃岭,林济铿,戴赛,王海林,郑卫红. 中国电机工程学报. 2016(15)
[5]考虑碳权交易和风荷预测误差随机性的环境经济调度[J]. 马燕峰,范振亚,刘伟东,赵书强. 电网技术. 2016(02)
[6]碳交易环境下含大规模光伏电源的电力系统优化调度[J]. 娄素华,胡斌,吴耀武,卢斯煜. 电力系统自动化. 2014(17)
[7]考虑碳排放配额影响的含风电系统日前调度计划模型[J]. 张程飞,袁越,张新松,曹阳,赵敏. 电网技术. 2014(08)
[8]安全性与经济性协调的鲁棒区间风电调度方法[J]. 陈建华,吴文传,张伯明,王彬,郭庆来. 中国电机工程学报. 2014(07)
[9]微网经济调度问题的混合整数规划方法[J]. 吴雄,王秀丽,王建学,别朝红. 中国电机工程学报. 2013(28)
[10]电力系统鲁棒经济调度 (一)理论基础[J]. 魏韡,刘锋,梅生伟. 电力系统自动化. 2013(17)
本文编号：3309965
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