考虑碳排放权价格随机性的虚拟电厂双阶段优化调度方法与流程

技术特征：
1.一种考虑碳排放权价格随机性的虚拟电厂双阶段优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、分别获取目标电力系统在运行过程中对应用户总负荷曲线、新能源电源出力曲线以及光照强度曲线的时间序列；s2、构建碳排放权价格和风电出力的不确定集；s3、建立考虑碳排放权价格随机性的风
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光
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碳捕集虚拟电厂双阶段优化调度模型；第一阶段确定碳排放权价格、风电日前预测场景下，碳捕集机组、光热电站出力、风电机组出力状态；第二阶段基于第一阶段的优化结果，以碳交易成本最小为目标，通过再调节能够使碳捕集机组、光热电站出力快速响应，考虑当前调度方案中预测误差最大的极端实时风电和碳排放权价格波动场景，然后返回给第一阶段，计算得到的最优日前调度策略将包含各种极端场景；最终，得到不影响日前调度模型；s4、调整目标电力系统的新能源电源出力、碳捕集机组出力以及光热电站出力，实现风
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光
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碳捕集虚拟电厂协调优化运行。2.如权利要求1所述的一种考虑碳排放权价格随机性的虚拟电厂双阶段优化调度方法，其特征在于，步骤s2中，采用随机变量的期望和协方差矩阵分别对碳排放权价格和风电出力的不确定集进行刻画；碳排放权价格的不确定集刻画见表达式(1)，式中，为碳排放权价格不确定集，为碳排放权价格变量，为碳排放权价格期望值列向量，为碳排放权价格期望的不确定集限定参数，为碳排放权价格协方差的不确定集限制参数，为随机变量空间，为变量集，为概率分布，为对碳排放权价格变量求期望，t为转置，代表对求逆，为预估的碳排放权价格协方差矩阵，无需考虑碳排放权价格之间的相关性，故其表达式如下:δ为碳排放权价格的方差，、为碳排放权价格协方差矩阵的第行、列；风电出力的不确定集d
w
刻画如下：式中，为风电出力期望的不确定集限定参数，为风电出力协方差的不确定集限制参数， p
w
为风电出力变量，为风电出力的均值，e(p
w
)为对风电出力变量求期望，t为转置，代表对求逆，是风电出力变量的协方差矩阵，综合考虑多个风电之间关系，
故其表达式如下：式中，为第个风电出力方差、为第个风电出力方差；为第 个风电出力与 第 个风电出力的相关系数。3.如权利要求2所述的一种考虑碳排放权价格随机性的虚拟电厂双阶段优化调度方法，其特征在于，步骤s3包括以下两个阶段：s31.第一阶段以虚拟电厂运行成本最小为目标，目标函数为：s31.第一阶段以虚拟电厂运行成本最小为目标，目标函数为：s31.第一阶段以虚拟电厂运行成本最小为目标，目标函数为：s31.第一阶段以虚拟电厂运行成本最小为目标，目标函数为：s31.第一阶段以虚拟电厂运行成本最小为目标，目标函数为：式中，为碳捕集机组发电成本、为风电运行成本、为csp机组运行成本、为碳排放成本，f1为第一阶段目标函数，f2为第二阶段目标函数， 为对第二阶段目标函数求期望，a、b、c 为碳捕集机组的单位耗能系数，、、分别为t时段碳捕集组出力、风电机组出力、csp机组出力，为风电运行维护成本系数，为单位发电功率碳排放系数，为t时段碳排放权价格，为t时段碳排放权配额，为火电机组的单位产能运行维护成本系数，为光热电站的单位产能运行维护成本系数，为时段数， d为随机变量的不确定集，d为上文d
c
与d
w
的统称；s32.第二阶段模型以碳交易成本最小为目标, 碳交易成本最小目标函数；式中，为修正后的碳捕集机组净出力。4.如权利要求3所述的一种考虑碳排放权价格随机性的虚拟电厂双阶段优化调度方法，其特征在于，步骤s4利用拉格朗日对偶原理将模型进行对偶动态转换，并进行求解，具体步骤如下：
s41、采用拉格朗日对偶原理将模型转换为一个确定性的规划问题，便于求解，式中，为对偶变量，为随机变量的测度函数，为所取的测度函数个数，k为迭代次数，初值为0，为随机变量抽样维度，为模型中的决策变量集，为碳捕集组出力变量，为csp机组出力变量，为第k次迭代计算求得的决策变量集，为对应约束条件的拉格朗日乘子，为动态函数，为对偶转化后的第二阶段目标函数；s42、初始化数据，给定碳排放价格预测值、风电功率预测值、决策变量集初值、动态函数初值、停止阈值及迭代次数；s43、根据已知数据求解式（11），得到决策变量集和模型上界值；s44、根据步骤s43求得的决策变量集，求解第二阶段目标函数式（10），得到决策变量集，并代入式（12）、（13）求得动态函数；s45、将步骤s44求得的动态函数，代入式（11）求解，得到决策变量集和模型下界值；s46、判断模型上界值与模型下界值的差值是否小于阀值，如果否，则返回步骤s43；如果是，则结束计算，输出机组出力优化调度结果。

技术总结
本发明公开了一种考虑碳排放权价格随机性的虚拟电厂双阶段优化调度方法，分别获取目标电力系统在运行过程中对应用户总负荷曲线、新能源电源出力曲线以及光照强度曲线的时间序列；构建碳排放权价格和风电出力的不确定集；建立考虑碳排放权价格随机性的风


技术研发人员：王文彬 郑蜀江 陈文 魏杰
受保护的技术使用者：国家电网有限公司
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2021/11/24