本发明涉及综合能源，尤其涉及一种考虑间接碳排放的电力机组出力优化方法。
背景技术：
1、面对全球减少温室气体排放的压力和对可持续经济增长的广泛呼吁，电力系统发电侧可以采用碳减排技术，并通过交易碳排放配额来满足碳排放要求。然而，终端用户是碳排放的主要驱动因素，即用户自身的购电需求导致了发电侧碳排放，因此有必要将碳排放核算范围扩大到包括用户的间接碳排放，使得用户承担一部分能源消耗产生的间接碳排放成本。
2、研究测量间接碳排放的准确方法和优化大型用户的用电策略至关重要。由于绿色电力可以抵消一部分间接碳排放，同时达到rps(renewable portfolio standard，可再生能源消纳责任权重)目标，电力交易机制、间接碳排计算和绿色证书交易机制在满足电力需求的过程中是耦合的，对用户的低碳运行决策产生影响。此外，机组出力优化需要考虑碳排放成本，如果碳排放的估算不准确，优化出的机组出力也无法达到预期的减排效果。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种考虑间接碳排放的电力机组出力优化方法，用以解决现有方法间接碳排放核算不准确及电力机组出力优化的技术问题。
2、本发明提供了一种考虑间接碳排放的电力机组出力优化方法，包括如下步骤：
3、利用低碳交易模型以用户购电成本最小化为目标基于约束条件获得各用户的低碳电力规划方案；所述低碳电力规划方案包括绿电购买量和火电量；其中，所述约束条件包括基于各用户的间接碳排放强度ei,t确定的用户间接碳排放约束，该目标函数中包括基于用户i的节点边际电价确定的电能量成本；
4、基于电网内各用户的绿电购买量和火电量，利用电力市场出清模型计算获得市场出清电量和各用户所在节点n的边际电价其中，所述市场出清电量包括火电机组及可再生能源机组发电量；
5、将所述市场出清电量结果组成有功功率注入向量，基于间接碳排放模型利用cef追踪方法计算各用户所在节点的间接碳排放强度作为各用户的间接碳排放强度ei,t；
6、使用所述电力市场出清模型得到的及所述间接碳排放模型得到的ei,t，迭代更新所述低碳交易模型；达到预定迭代次数后基于所述市场出清电量获得优化的机组出力结果和各用户的低碳电力规划方案。
7、进一步地，所述低碳交易模型包括以用户购电成本最小化为目标的目标函数和约束条件集合，所述低碳交易模型的目标函数为：
8、
9、其中，fi、和分别为用户i的用电总成本、绿电成本、绿证成本、电能量成本和间接碳排放成本。
10、进一步地，所述低碳交易模型的约束条件集合包括：用户需求约束、用户间接碳排放约束、绿电和绿证交易约束；
11、利用求解器cplex求解所述低碳交易模型，得到各用户的低碳电力规划方案。
12、进一步地，所述用户间接碳排放约束，如下：
13、
14、其中，ei,t为用户i的间接碳排放强度，pl,i,t为用户在t时段的电力负荷，分别为用户i、k购买绿电抵扣的碳排放，用户k为不同于用户i的其他用户，ωl为区域内所有用户集合，εi,t为其他用户k的绿电交易对用户i间接碳排放的影响因子，为需求响应前用户i的初始负荷，ωre为可再生能源发电商集合，为绿电在每一时段t分解的可再生能源电量。
15、进一步地，所述电力市场出清模型包括目标函数和约束条件集合，所述市场出清模型的目标函数为：
16、
17、其中，pg,k,t和pg,j,t分别为火电机组和可再生能源机组的发电量，ag,k,t和bg,k,t分别为第一、第二火电机组发电成本参数，hg,j,t为可再生能源发电成本系数，ωth为火电机组集合；
18、所述火电机组发电量pg,k,t和可再生能源机组发电量pg,j,t，分别对应所述低碳电力规划方案中的火电量和绿电购买量。
19、进一步地，所述电力市场出清模型的约束条件集合包括：功率平衡约束、输电线路容量约束、火力发电机组输出功率上下限约束、发电机爬坡速率约束、可再生能源输出功率上下限约束；
20、利用求解器cplex求解电力市场出清模型，求解得到节点n的节点边际电价以及市场出清电量；
21、其中，所述功率平衡约束，如下：
22、
23、其中，λt为该约束对应的拉格朗日乘子；
24、所述输电线路容量约束，如下：
25、
26、其中,ωn为系统节点集合，gsdfz-n为节点n对线路z的潮流转移分布因子，pg,n,t为节点n处发电机组出力，pl,n,t为节点n处负荷需求，为线路z的最大传输容量，和为该约束的拉格朗日乘子；
27、所述节点边际电价如下：
28、
29、其中，ωz为系统输电线路集合；
30、所述市场出清电量为机组出力，包括火电机组出力即火电机组发电量pg,k,t、及可再生能源机组出力即可再生能源发电量pg,j,t。
31、进一步地，所述利用cef追踪方法计算用户所在节点的动态碳排放强度，包括：
32、cef和有功功率注入向量pg之间的关系，如下：
33、cg＝egpg
34、其中，cg和pg分别为碳排放流和有功功率注入向量，eg为碳排放强度矩阵；pg为所述市场出清量中的火电机组出力和可再生能源出力组成的向量；
35、利用直流潮流模型，计算流入和流出节点的电压列向量ug和ul，以及电流列向量ig和il与电压列向量ug和ul之间的关系模型；
36、利用克朗简化方法消除流出节点，简化电流列向量ig和il与电压列向量ug和ul之间的关系模型，得到克朗简化后的电压列向量与电流列向量的关系模型；
37、基于简化后的电压列向量与电流列向量的关系模型，计算得到cef追踪结果；
38、利用cef追踪结果，确定用户的动态碳排放强度。
39、进一步地，所述cef追踪结果，如下：
40、
41、其中，其中cl,i为用户i的电力间接碳排放，ωg为发电机组集合，re[.]为复数的实数部分，ul,i为用户i所在节点的电压，βg,g,i为矩阵βg第g行第i列的元素,为βg,g,i的共轭值，为ig,g的共轭值，cg,g为机组g注入电网的碳排放流；
42、基于所述cef追踪结果，所述动态碳排放强度为使用单位电量导致向用户i在时段t注入的cef总量，如下：
43、
44、其中，cl,i,t为用户i在t时段cef追踪结果。
45、进一步地，使用所述电力市场出清模型得到的节点n的节点边际电价用于迭代更新所述低碳交易模型中连接于节点n上的用户i的节点边际电价
46、基于所述用户i的节点边际电价确定的电能量成本，如下：
47、
48、其中，t为系统运行调度时段集合，j为可再生能源发电商。
49、进一步地，使用所述间接碳排放模型得到的ei,t，迭代更新所述低碳交易模型用户i的间接碳排放强度ei,t。
50、与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
51、1、通过引入间接碳排放模型和cef追踪方法，能够更准确地核算电力用户的间接碳排放；
52、2、利用低碳交易模型和电力市场出清模型，优化电力机组的出力计划，实现电力资源在火电和可再生能源之间的高效分配，实现优化电力资源配置；
53、3、通过最小化用户的用电总成本，包括绿电成本、绿证成本、电能量成本和间接碳排放成本，帮助用户在满足电力需求的同时降低降低综合用电成本；
54、4、本发明通过考虑绿电购买量，鼓励用户购买绿色电力，从而提高可再生能源在电力消费中的比例，支持绿色能源的发展，促进可再生能源消费，提升可再生能源消纳率；
55、5、通过迭代更新低碳交易模型中用户i的节点边际电价和间接碳排放强度ei,t，结合市场出清电量结果和动态碳排放强度，实现各用户低碳电力规划方案的动态优化，实现电力系统可持续发展和碳排放的有效控制。
56、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种考虑间接碳排放的电力机组出力优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述低碳交易模型包括以用户购电成本最小化为目标的目标函数和约束条件集合，所述低碳交易模型的目标函数为：
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述低碳交易模型的约束条件集合包括：用户需求约束、用户间接碳排放约束、绿电和绿证交易约束；
4.根据权利要求1-3任一项所述方法，其特征在于，所述用户间接碳排放约束，如下：
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述电力市场出清模型包括目标函数和约束条件集合，所述市场出清模型的目标函数为：
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述电力市场出清模型的约束条件集合包括：功率平衡约束、输电线路容量约束、火力发电机组输出功率上下限约束、发电机爬坡速率约束、可再生能源输出功率上下限约束；
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述利用cef追踪方法计算用户所在节点的动态碳排放强度，包括：
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述cef追踪结果，如下：
9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，使用所述电力市场出清模型得到的节点n的节点边际电价用于迭代更新所述低碳交易模型中连接于节点n上的用户i的节点边际电价
10.根据权利要求8所述方法，其特征在于，使用所述间接碳排放模型得到的ei,t，迭代更新所述低碳交易模型用户i的间接碳排放强度ei,t。
