一种基于源荷灵活性资源调控特性的碳流溯源模型及其实现系统低碳运行的方法与流程

本发明属于新能源，特别是涉及到一种基于源荷灵活性资源调控特性的碳流溯源模型及其实现系统低碳运行的方法。

背景技术：

1、在高比例可再生能源的背景下，近年来，随着风光新增装机容量的不断增加，能源体系也逐渐向清洁低碳方向转换。但由于风光资源的不确定性与波动性，大规模的风光装机也带来了弃风弃光等问题。因此，亟需能源系统中源荷灵活性资源参与调控，从源-荷-储侧调整各行业用能生产，平抑风光出力的间歇性，维持能源系统供需动态平衡。充分发挥源荷灵活性资源的调控特性，协调配合消纳系统中弃风弃光，通过碳流溯源模型描述系统调控前后的节点碳排放强度变化，从而进一步挖掘系统的灵活性，反映出灵活性资源能够降低碳排放的能力，实现系统的低碳运行。

2、因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于源荷灵活性资源调控特性的碳流溯源模型及其实现系统低碳运行的方法，用于解决现有技术中由于风光资源的不确定性与波动性，大规模的风光装机带来的弃风弃光和碳排放高的技术问题。

2、本发明所采取的技术方案是提供一种基于源荷灵活性资源调控特性的碳流溯源模型，包括以下步骤：

3、(1)构建区域电热能源系统

4、使用电热耦合系统进行说明，其中电能系统为50节点系统，热能系统为30节点系统；

5、(2)建立源荷灵活性资源

6、①荷侧灵活性资源

7、结合可控负荷特性曲线，选取电网中的10、26、36、43节点作为可控负荷接入点，得到负荷调整曲线，同时构建其经济调度模型为

8、

9、式中，dish、ditr和dire分别表示可平移、可转移、可削减负荷的调控成本；δprice,ish、δprice,itr、和δprice,ire分别表示调整单位功率时各类型可控负荷调整所需的费用；pish和pi,tre为可平移和可削减负荷调整的功率；pi,ttr、pi,ttr*为可转移负荷调控前后的功率；n为参与调控负荷的数量；

10、选取电储能接入节点16、23、33、热储能接入节点1、34，同时构建电热储能模型为

11、

12、式中，nj,t为t时段第j种储能的容量，nmax、nmin为储能容量上下限；pj,tin、pj,tout为第j种储能设备t时段充/放能功率，pj,maxin、pj,minin为储能设备充能功率上、下限，pj,maxout、pj,minout为储能设备供能功率上、下限；μj,iness、μj,outess为第j种储能设备充/放能效率；δtess,ca、δtess,da表示储能充/放能状态；t为总运行时长；ne为储能数量；dess为储能设备充/放能调控费用；

13、②源侧灵活性资源

14、选取电网节点1、23、34和热网节点26、1、25作为热电联产、电制热1和电制热2接入处，构建其模型分别为

15、

16、

17、式中，分别为t时刻chp最大、最小供电功率和最大、最小供热功率；σ1、σ2、σ3为chp特征系数；为电制热最大、最小功率；为t时刻电制热热功率；ηeb为电制热热电转换效率；

18、(3)构建碳流溯源模型

19、

20、式中，为支路潮流分布矩阵，pij为流经支路ij的有功功率，为发电机集合，mmj为负荷集合，pn为辅助矩阵，en为节点碳势强度向量，eg为各电源碳排放强度，一般为定值；

21、

22、式中，rl为电网节点碳排向量，rhl为热网节点碳排向量，phl为热网负荷向量，ehl为单位热负荷碳排强度；

23、(4)建立评判指标模型

24、①碳排放量

25、

26、式中，ρg为热电联产机组供电碳排放系数；ρg为上级电网供电碳排放系数；为t时刻区域电网向上级电网购电功率；

27、②风光使用率

28、

29、式中，t为运行总时段；pw(t)、ppv(t)为风力发电、光伏发在当前时段的总输出功率，paw(t)、papv(t)为当前时段配电网未完成的风光发电量的数值；

30、③经济成本

31、

32、本发明所采取的另一技术方案是提供一种应用所述的碳流溯源模型，实现系统低碳运行的方法，包括以下步骤：

33、(1)基于各类源荷灵活性资源调控特性，确定区域电热能源系统的各部分构成及相关的参数；

34、(2)根据灵活性资源是否参与调控划分不同的场景，以改进的多目标粒子群算法进行求解，得到各场景的优化方案；

35、(3)以经济最低、风光消纳率最低和碳排放量最低为目标选取典型方案分析各类灵活性资源参与下系统时序功率波动；

36、(4)基于碳流溯源模型，得出灵活性资源参与调控前后系统碳流动信息，对比分析调控前后节点碳排放强度变化，验证该模型对系统运行的低碳优化。

37、通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：首先根据源荷灵活性资源自身调控特性建立相应的模型，然后根据灵活性资源是否参与调控划分不同的场景，其中在调控过程中储能与源侧灵活性资源使得系统中风光资源得到储存与再次分配，可控负荷通过自身调整特性，对系统不同时段的用电行为进行调控，改善系统的风光消纳。同时对比分析各场景时序功率波动与节点碳排放强度变化，能够得到灵活性资源的参与可促使低碳资源的消纳，实现系统的低碳运行，验证了所提方法的有效性。

技术特征：

1.一种基于源荷灵活性资源调控特性的碳流溯源模型，其特征在于：包括以下步骤：

2.一种应用如权利要求1所述的碳流溯源模型，实现系统低碳运行的方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于源荷灵活性资源调控特性的碳流溯源模型及其实现系统低碳运行的方法，属于新能源技术领域。通过建立源荷灵活性资源模型，基于灵活性资源调控特性构建碳流溯源模型，根据灵活性资源是否参与调控划分不同的场景，对比分析各场景时序功率波动与节点碳排放强度变化，验证该模型对系统运行的低碳优化。本发明的基于源荷灵活性资源调控特性的碳流溯源模型及其实现系统低碳运行的方法，储能与源侧灵活性资源使得系统中风光资源得到储存与再次分配，可控负荷通过自身调整特性，对系统不同时段的用电行为进行调控，改善系统的风光消纳。灵活性资源的参与可促使低碳资源的消纳，实现系统的低碳运行。技术研发人员：李万信,何荣凯,汝锐锐,张涛,刘飞,贾凯莉,王锦鹏受保护的技术使用者：国网山东省电力公司聊城供电公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17