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考虑碳交易和风荷预测误差的电力系统低碳经济调度

李佳瑶  
【摘要】:我国环境污染问题越来越严重,二氧化碳排放量世界排名第一,其中电力行业为碳排放主要来源之一。为此,将碳交易机制引入电力系统经济调度中,以市场手段对系统碳排放量进行控制。另外,我国风电资源丰富,具有清洁、无污染的优点,随着煤炭资源的逐渐枯竭,将风电并网可以减少电力系统煤炭资源的消耗,对环境具有保护作用,但风电出力的随机性、波动性给电力系统调度带来了困难。因此,研究考虑碳交易机制和风电不确定性的电力系统低碳经济调度具有重要意义。首先,分析了碳交易机制的原理、分配方法和典型的电力系统调度模型。研究了风电功率预测误差的概率分布特性。选取拟合精度评价指标,基于历史实测数据对比分析高斯混合模型和单一概率密度分布拟合模型,验证高斯混合模型的拟合效果。然后,建立了考虑碳交易和风电负荷预测误差不确定性的电力系统低碳经济调度模型,以碳交易成本和火电机组燃料成本最小为目标函数。基于降低系统二氧化碳排放总量,建立了分碳排放区间计算的阶梯型碳交易成本模型,并设置碳排放权裕度控制碳交易成本。基于正、负旋转备用容量约束表达风电和负荷预测误差,并将机会约束规划理论转化为等价的确定性约束,采用多目标粒子群算法求解本文所建立的复杂混合整数约束规划问题。最后,通过仿真计算,分析比较了传统经济调度模型、传统型低碳经济调度模型、阶梯型低碳经济调度模型的碳交易成本、火电机组燃料成本、总成本和系统碳排放总量,验证了本文所提模型的合理性和有效性。


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