零碳源荷互动路由方法与流程

本技术涉及碳汇与柔性配电，尤其涉及一种零碳源荷互动路由方法。

背景技术：

1、随着分布式光伏、风电、储能设备及可控负荷在配电网和微电网中的广泛接入，电力系统中的能源资源呈现分散化和多样化的发展趋势。为实现分散能源资源的统一管理，虚拟电厂通过通信及控制技术对分布式电源、储能资源和需求响应资源进行聚合，并作为整体参与电网运行及电力市场交易。现有虚拟电厂主要围绕电力供需平衡及电能利用对聚合资源进行调度，碳排放监测、碳排放核算与能量调度之间缺少有效关联，导致能量调度过程与碳排放状态相互分离。在区域电网碳强度以及源、荷、储运行状态发生变化时，现有调度方式难以依据碳排放状态和源荷储状态形成并执行相应的协同调度方案，导致零碳路由系统中碳排放状态与源荷储运行调度的协同控制能力欠佳。因此，如何提升零碳路由系统中碳排放状态与源荷储运行调度的协同控制能力成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供了一种零碳源荷互动路由方法，旨在解决如何提升零碳路由系统中碳排放状态与源荷储运行调度的协同控制能力的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术提供了一种零碳源荷互动路由方法，所述方法应用于零碳路由系统，所述方法包括：

3、获取目标零碳路由系统的能耗数据、碳监测数据、分布式电源出力数据、负荷数据、储能状态数据和市场价格数据，得到系统运行数据；

4、基于所述系统运行数据进行碳排放核算和源荷预测，得到系统碳排放数据、区域电网碳强度和源荷预测数据；

5、根据所述区域电网碳强度与预设碳强度阈值的比较结果，并结合所述市场价格数据中的碳市场价格和电力现货价格，确定碳排放目标、运行成本目标及运行收益目标对应的目标权重；

6、基于所述系统碳排放数据、所述源荷预测数据、所述储能状态数据和所述目标权重，对分布式电源、储能系统及可控负荷进行多目标优化，得到候选调度方案集，并根据电网调度指令从所述候选调度方案集中确定目标调度方案；

7、根据所述目标调度方案生成控制指令，并基于所述控制指令调节分布式电源出力、储能系统充放电功率、功率变换装置运行参数及可控负荷运行状态。

8、在一实施例中，所述基于所述系统运行数据进行碳排放核算和源荷预测，得到系统碳排放数据、区域电网碳强度和源荷预测数据的步骤，包括：

9、根据预设碳核算边界，从所述系统运行数据中提取能耗数据、碳监测数据和分布式电源出力数据，得到碳核算基础数据，并根据所述分布式电源出力数据和所述负荷数据构建源荷预测样本；

10、基于所述碳核算基础数据进行直接碳监测和基准线碳排放核算，对直接监测结果和基准线核算结果进行汇总，得到碳排放核算结果，并将所述源荷预测样本输入预设时序预测模型，得到初始源荷预测结果；

11、对所述碳排放核算结果进行解析，并基于预设工况修正模型对所述初始源荷预测结果进行修正，得到所述系统碳排放数据、所述区域电网碳强度和所述源荷预测数据。

12、在一实施例中，所述根据所述区域电网碳强度与预设碳强度阈值的比较结果，并结合所述市场价格数据中的碳市场价格和电力现货价格，确定碳排放目标、运行成本目标及运行收益目标对应的目标权重的步骤，包括：

13、将所述区域电网碳强度与所述预设碳强度阈值进行比较，得到碳强度状态，在所述区域电网碳强度大于所述预设碳强度阈值时确定高碳强度状态，在所述区域电网碳强度小于或等于所述预设碳强度阈值时确定低碳强度状态；

14、当所述碳强度状态为高碳强度状态时，确定以所述碳排放目标为优先目标的第一权重调整规则，当所述碳强度状态为低碳强度状态时，确定用于协调所述运行成本目标和所述运行收益目标的第二权重调整规则，并将与所述碳强度状态对应的权重调整规则确定为目标权重调整规则；

15、基于所述目标权重调整规则，根据所述碳市场价格调整所述碳排放目标的权重，并根据所述电力现货价格调整所述运行成本目标和所述运行收益目标的权重，得到所述碳排放目标、所述运行成本目标及所述运行收益目标对应的目标权重。

16、在一实施例中，所述基于所述系统碳排放数据、所述源荷预测数据、所述储能状态数据和所述目标权重，对分布式电源、储能系统及可控负荷进行多目标优化，得到候选调度方案集，并根据电网调度指令从所述候选调度方案集中确定目标调度方案的步骤，包括：

17、根据所述源荷预测数据和所述储能状态数据，确定分布式电源出力、储能系统充放电功率及可控负荷调节量对应的调度变量和变量范围，并基于所述系统碳排放数据和所述目标权重，构建以碳排放、运行成本及运行收益为优化目标的多目标优化任务；

18、调用预设非支配排序多目标优化算法对所述多目标优化任务进行迭代求解，对求解结果进行非支配排序，得到最优解集，并将所述最优解集中的各最优解映射为对应的设备调度参数，得到所述候选调度方案集；

19、对所述电网调度指令进行解析，得到调度约束和方案选择目标，根据所述调度约束对所述候选调度方案集进行筛选，并根据所述方案选择目标从筛选后的候选调度方案中确定所述目标调度方案。

20、在一实施例中，所述根据所述源荷预测数据和所述储能状态数据，确定分布式电源出力、储能系统充放电功率及可控负荷调节量对应的调度变量和变量范围，并基于所述系统碳排放数据和所述目标权重，构建以碳排放、运行成本及运行收益为优化目标的多目标优化任务的步骤，包括：

21、对所述源荷预测数据进行解析，确定各调度时段的分布式电源预测出力和预测负荷需求，并对所述储能状态数据进行解析，确定所述储能系统的可用储能量和充放电状态，得到源荷储调度边界数据；

22、根据所述源荷储调度边界数据，将分布式电源出力、储能系统充放电功率及可控负荷调节量作为调度变量，并根据所述分布式电源预测出力、所述预测负荷需求、所述可用储能量和所述充放电状态，确定各调度变量对应的变量范围；

23、根据所述系统碳排放数据及各调度变量对应的电能调节量构建碳排放目标，根据所述市场价格数据及各调度变量对应的电能调节量构建运行成本目标和运行收益目标，将所述目标权重分别配置至对应的优化目标，并将所述变量范围设置为约束条件，得到所述多目标优化任务。

24、在一实施例中，所述根据所述目标调度方案生成控制指令，并基于所述控制指令调节分布式电源出力、储能系统充放电功率、功率变换装置运行参数及可控负荷运行状态的步骤，包括：

25、按照控制时段和设备类型对所述目标调度方案进行解析，确定各控制时段对应的分布式电源目标出力、储能系统目标充放电功率、功率变换装置目标运行参数及可控负荷目标运行状态，得到设备目标运行参数；

26、根据所述设备目标运行参数对应的设备标识和设备通信协议，将所述设备目标运行参数映射至对应的控制字段，并对映射结果进行指令封装，生成所述控制指令；

27、将所述控制指令下发至所述目标零碳路由系统的柔性控制保护系统，由所述柔性控制保护系统根据所述设备标识和所述控制时段控制对应设备按照所述设备目标运行参数运行，以调节所述分布式电源出力、所述储能系统充放电功率、所述功率变换装置运行参数及所述可控负荷运行状态。

28、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种零碳源荷互动路由装置，所述零碳源荷互动路由装置包括：

29、数据获取模块，用于获取目标零碳路由系统的能耗数据、碳监测数据、分布式电源出力数据、负荷数据、储能状态数据和市场价格数据，得到系统运行数据；

30、核算预测模块，用于基于所述系统运行数据进行碳排放核算和源荷预测，得到系统碳排放数据、区域电网碳强度和源荷预测数据；

31、权重确定模块，用于根据所述区域电网碳强度与预设碳强度阈值的比较结果，并结合所述市场价格数据中的碳市场价格和电力现货价格，确定碳排放目标、运行成本目标及运行收益目标对应的目标权重；

32、目标调度模块，用于基于所述系统碳排放数据、所述源荷预测数据、所述储能状态数据和所述目标权重，对分布式电源、储能系统及可控负荷进行多目标优化，得到候选调度方案集，并根据电网调度指令从所述候选调度方案集中确定目标调度方案；

33、目标调节模块，用于根据所述目标调度方案生成控制指令，并基于所述控制指令调节分布式电源出力、储能系统充放电功率、功率变换装置运行参数及可控负荷运行状态。

34、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种零碳路由系统，所述零碳路由系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的零碳源荷互动路由程序，所述零碳源荷互动路由程序配置为实现如上述实施例中任一项所述的零碳源荷互动路由方法的步骤。

35、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有零碳源荷互动路由程序，所述零碳源荷互动路由程序被处理器执行时实现如上文所述的零碳源荷互动路由方法的步骤。

36、此外，为实现上述目的，本技术还提出一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的零碳源荷互动路由方法的步骤。

37、本技术通过获取目标零碳路由系统的能耗数据、碳监测数据、分布式电源出力数据、负荷数据、储能状态数据和市场价格数据，得到系统运行数据；基于系统运行数据进行碳排放核算和源荷预测，得到系统碳排放数据、区域电网碳强度和源荷预测数据；根据区域电网碳强度与预设碳强度阈值的比较结果，并结合市场价格数据中的碳市场价格和电力现货价格，确定碳排放目标、运行成本目标及运行收益目标对应的目标权重；基于系统碳排放数据、源荷预测数据、储能状态数据和目标权重，对分布式电源、储能系统及可控负荷进行多目标优化，得到候选调度方案集，并根据电网调度指令从候选调度方案集中确定目标调度方案；根据目标调度方案生成控制指令，并基于控制指令调节分布式电源出力、储能系统充放电功率、功率变换装置运行参数及可控负荷运行状态。本技术通过获取目标零碳路由系统的能耗数据、碳监测数据、分布式电源出力数据、负荷数据、储能状态数据和市场价格数据，为碳排放分析与源荷储调度提供统一的数据基础；通过对系统运行数据进行碳排放核算和源荷预测，确定系统碳排放状态、区域电网碳强度及源荷变化情况；通过比较区域电网碳强度与预设碳强度阈值，并结合碳市场价格和电力现货价格确定各调度目标的目标权重，使碳排放状态能够参与碳排放、运行成本及运行收益之间的调度目标协调；进一步基于系统碳排放数据、源荷预测数据、储能状态数据和目标权重，对分布式电源、储能系统及可控负荷进行多目标优化，并结合电网调度指令确定目标调度方案，使碳排放状态与源荷储运行状态共同作用于调度决策；最后将目标调度方案转化为控制指令，对分布式电源出力、储能系统充放电功率、功率变换装置运行参数及可控负荷运行状态进行调节，从而形成由碳排放状态分析、调度目标协调、源荷储优化至设备控制执行的连续控制链路，提升零碳路由系统中碳排放状态与源荷储运行调度的协同控制能力。