多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法和装置

本发明涉及源荷协同交易和优化调度领域，尤其涉及一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法和装置。

背景技术：

1、电力行业是我国最大的碳排放来源，对于多源互联电网，高比例不确定性新能源大量替代传统火电限制碳排放的同时，系统的功率调节灵活性进一步下降，使得部分地区电力电量不平衡问题加剧，甚至导致电网出现严重的经济损失和能源浪费现象。因此，降低化石能源发电产生的碳排放量时，大规模不确定性新能源参与电力系统供电，电源侧难以满足电力系统灵活性要求，还需要充分发挥需求侧灵活用户的可调节能力。研究需求侧资源高效参与源荷互动机制，是解决低碳型电力系统短期电力电量不平衡调度问题的有效途径之一。

2、随着碳交易机制的构建和推广，让更多目光关注到负荷侧用户应当承担相应的碳排放责任，使得电力行业市场交易中电-碳耦合关系愈发紧密，目前涉及电-碳耦合交易的研究，注重考虑独立微网或多个相同微网的电-碳交易，缺乏针对新能源发电特性和数量发展存在差异的地区进行合理且高效的电-碳耦合交易问题的研究，需要从多维度空间上激发灵活用户的调节潜力，缩小计算电网碳排放指标信息的地域范围，考虑分时分区的计碳量方法，对多区域电-碳耦合交易尚需进一步研究。

3、考虑含不确定性新能源的源荷协同优化以及电-碳耦合交易，是复杂多利益主体调度策略问题，但是目前在研究各博弈主体目标大多侧重于自身的经济效益，未有效从需求侧用户减碳量为目标之一进行优化。因此，探寻高效的电-碳耦合交易机制，研究多源电网系统调度优化，是实现源荷友好互动的关键。

技术实现思路

1、本发明实施提供一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法，旨在充分发挥负荷侧灵活用户的可调节潜力，通过源荷的高效互动机制，将电交易和碳交易过程进行耦合，实现系统低碳经济运行。

2、本发明实施例是这样实现的，一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法，包括如下步骤：

3、步骤s101，结合风光输出的参数不确定性模型，提出一种考虑风光不确定性下多区域电-碳耦合交易机制；

4、步骤s102，构建计及能量管理规则的多区域电-碳耦合交易框架；

5、步骤s103，建立基于双层stackelberg博弈的各主体短期电力电量平衡优化调度模型；

6、步骤s104，采用逆推归纳法与“ε-贪婪”策略改进的pso算法对博弈问题求解，并输出所述调度模型的最优策略。

7、本发明实施例还提供一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度装置，所述装置包括：

8、确定单元，用于结合风光输出的参数不确定性模型，提出一种考虑风光不确定性下多区域电-碳耦合交易机制；

9、系统组成单元，用于构建计及能量管理规则的多区域电-碳耦合交易框架；

10、模型建立单元，用于建立基于双层stackelberg博弈的各主体短期电力电量平衡优化调度模型；

11、求解输出单元，用于逆推归纳法与“ε-贪婪”策略改进的pso算法对博弈问题求解，并输出所述调度模型的最优策略。

12、本发明实施例提供的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法。考虑结合参数不确定性模型描述自然条件下风光输出，提出一种考虑风光不确定性下多区域电-碳耦合交易机制；为了驱动灵活用户进行分时分区的低碳响应，利用碳排放流理论获得区域块动态碳排放因子信息，并引入碳配额交易成本、电价补贴成本，构建计及能量管理规则的多区域电-碳耦合交易框架；在考虑不同参与者收益和用户减碳量的基础上，建立基于双层stackelberg博弈的各主体短期电力电量平衡优化调度模型，采用逆推归纳法与“ε-贪婪”策略改进的pso算法对博弈问题求解。所提方法可有效提升系统的低碳经济效益，充分发挥负荷侧的调节潜力。

13、附图表说明

14、图1是本发明实施例提供的多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法实现流程图；

15、图2是本发明实施例提供的多区域电-碳耦合交易机制示意图；

16、图3是本发明实施例提供的多源电网系统的短期电力电量平衡示意图；

17、图4是本发明实施例提供的基于逆推归纳法与“ε-贪婪”策略改进的pso算法相结合的双层stackelberg博弈模型求解流程图；

18、图5是本发明实施例提供的ieee-118多区域系统各节点分布简图；

19、图6是本发明实施例提供的一阶段博弈后风光输出示意图；

20、图7是本发明实施例提供的多区域需求响应前后用户用电行为示意图；

21、图8是本发明实施例提供的不同场景下系统优化调度示意图；

22、图9是本发明实施例提供的多区域灵活用户响应电量和减碳量示意图；

23、图10是本发明实施例提供的不同场景下系统投资者外部碳配额交易情况示意图；

24、图11是本发明实施例提供的多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度装置的结构示意图；

25、图12是本发明实施例提供的一种确定单元的结构示意图；

26、图13是本发明实施例提供的一种系统组成单元的结构示意图；

27、图14是本发明实施例提供的一种模型建立单元的结构示意图；

28、图15是本发明实施例提供的一种求解输出单元的结构示意图；

1.一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法，其特征在于，所述一种考虑风光不确定性下多区域电-碳耦合交易机制，提出参数不确定性模型，利用时间序列数据集描述风光不确定性输出，则风电实际出力集和光伏实际出力集公式如下：

3.如权利要求1所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法，其特征在于，所述构建计及能量管理规则的多区域电-碳耦合交易框架，主要包括：基于碳排放流理论的区域块动态碳排放因子模型、碳配额交易成本模型、电价补贴成本模型和能量管理规则模型。

4.如权利要求1所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法，其特征在于，所述建立基于双层stackelberg博弈的各主体短期电力电量平衡优化调度模型，包括：

5.如权利要求1所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度方法，其特征在于，所述采用逆推归纳法与“ε-贪婪”策略改进的pso算法对博弈问题求解。包括：

6.一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度装置，其特征在于，所述装置包括：

7.如权利要求6所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度装置，其特征在于，所述确定单元包括：

8.如权利要求6所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度装置，其特征在于，所述系统组成单元包括：

9.如权利要求6所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度装置，其特征在于，所述模型建立单元包括：

10.如权利要求6所述的一种多区域电-碳耦合交易的短期电力电量平衡优化调度装置，其特征在于，所述求解输出单元包括：