一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法与流程

1.本发明涉及新微电网脱碳途径管理模型领域，尤其涉及一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法。


背景技术：

2.色电力证书交易能够保障分布式能源网络中新能源可以最大限度释放其降低电力产业整体碳排放量的社会效益。现有绿证交易核发多但交易少，依赖于完善的的微电网脱碳途径管理模型。然而现有的微电网脱碳途径管理模型无法支持绿证交易的需求，致使电力公司无法通过评估用户和新能源供应商获取最优反馈，限制其制定合适的激励管理方法，从而无法实现脱碳途径的最优管理以及无法满足可再生资源配额。


技术实现要素：

3.本发明主要解决现有技术中现有的微电网脱碳途径管理模型无法支持绿证交易的需求致使电力公司无法实现脱碳途径的最优管理以及无法满足可再生资源配额的问题；提供一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，能够将可再生能源配额制度明确纳入微电网脱碳途径管理模型，让电力公司能够通过评估用户和新能源供应商的最优反馈，给与合适的激励管理方法实现脱碳途径的最优管理，以满足可再生能源配额。
4.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括：s1：建立各个用户最优决策模型和新能源供应商的最优决策模型；s2：建立各个最优决策模型的最小化目标函数和约束条件，求解各个用户和新能源供应商在不同战略下的需求和最优新能源容量决策；s3：建立电力公司最优决策模型，建立最大化目标函数和约束条件，反向归纳求解电力公司的最优决策。
5.作为优选，所述的s1.1：确定用电用户数量为n，考虑k个不同的场景，预估每个场景发生的概率为wk，预估每个用户i的在时间t的用电需求为评估用电用户的新能源投资单位成本为a
p
，评估新能源供应商的新能源投资单位成本为ag。
6.作为优选，所述的s2.1：建立用户的最优决策模型，其最小化目标函数为：其中，为能源交易成本，为投资成本，λk(t)为时间t的电价，为场景k时间t电力购买量，为电力公司激励价格，qi为用户的决策变量：新能源投资容量。
7.作为优选，所述的s2.2：建立用户的最优决策模型，其约束条件为：qi≥0，其中ηk(t)为场景k时间t的单位新能源生产效率。
8.作为优选，所述的s2.3：建立新能源供应商的最优决策模型，其最大化目标函数为：其中，rg为能源交易收益，ig为投资成本，λk(t)为时间t的电价，为电力公司激励价格，q为新能源供应商的决策变量：新能源投资容量。
9.作为优选，所述的s2.4：建立新能源供应商的最优决策模型，其约束条件为：q≥0，其中ηk(t)为场景k时间t的单位新能源生产效率，为场景k时间t的基准电力需求。
10.作为优选，所述的s2.5：建立如下的等效凸优化问题：上述等效凸优化问题用于求解用户和新能源供应商在任意激励和下的新能源投资容量均衡。
11.作为优选，所述的s3.1：建立电力公司最优决策模型，其最大化目标函数为：其中，πu为能源交易收益，su为激励成本，q
sum
为用户新能源投资总量，电力公司的激励决策变量为和s3.2：建立电力公司最优决策模型，其约束条件为：φ
p
≥0，φg≥0.利用反向归纳方法求解电力公司的最优决策。
12.本发明的有益效果是：1.一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法能够将可再生能源配额制度明确纳入电网脱碳模型中，有助于电力公司在可再生能源配额条件下决定自身最优的脱碳途径；2.一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法能够通过评估用户和新能源供应商的最有反馈，给予合适的吉利，从而满足可再生能源配额。
附图说明
13.图1为本发明实施例中微电网脱碳路径框架图；图2为本发明实施例中的二阶段优化模型图；图3为本发明实施例中总新能源产量变化结果图；图4为本发明实施例中激励成本变化结果图。
具体实施方式
14.下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
15.实施例：本实施例的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，微电网脱碳路径其模型框架见图1，电力公司、用户、新能源供应商二阶段优化模型见图2。实现的具体方法包括以下步骤：1、建立各个用户最优决策模型和新能源供应商的最优决策模型。
16.(1)依照如下参数设置：用电用户数量为n，考虑k个不同的场景，预估每个场景发生的概率为wk，预估每个用户i的在时间t的用电需求为评估用电用户的新能源投资单位成本为a
p
，评估新能源供应商的新能源投资单位成本为ag。
17.(2)对用电用户和新能源供应商进行建模。确定用电用户数量为0-100，考虑10个不同的场景，用电用户的新能源投资单位成本为200$/kw或500$/kw，新能源供应商的新能源投资单位成本为200$/kw或500$/kw。
18.2、建立各个最优决策模型的最小化目标函数和约束条件，求解各个用户和新能源供应商在不同战略下的需求和最优新能源容量决策。
19.(1)建立用户的最优决策模型，其最小化目标函数为：其中，为能源交易成本，为投资成本，λk(t)为时间t的电价，为场景k时间t电力购买量，为电力公司激励价格，qi为用户的决策变量：新能源投资容量。
20.(2)建立用户的最优决策模型，其约束条件为：qi≥0，其中ηk(t)为场景k时间t的单位新能源生产效率。
21.(3)建立新能源供应商的最优决策模型，其最大化目标函数为：其中，rg为能源交易收益，ig为投资成本，λk(t)为时间t的电价，为电力公司激励价格，q为新能源供应商的决策变量：新能源投资容量。
22.(4)建立新能源供应商的最优决策模型，其约束条件为：q≥0，其中ηk(t)为场景k时间t的单位新能源生产效率，为场景k时间t的基准电力需求。
23.(5)建立如下的等效凸优化问题：上述等效凸优化问题用于求解用户和新能源供应商在任意激励和下的新能源投资容量均衡。
24.(6)利用上述模型和约束确定用户和新能源供应商的新能源投资策略，确定总新能源产量，其结果如图3所示。我们可以看到，随着用户数量的提高，总新能源产量逐步提高。
25.3、建立电力公司最优决策模型，建立最大化目标函数和约束条件，反向归纳求解电力公司的最优决策。
26.(1)建立电力公司最优决策模型，其最大化目标函数为：其中，πu为能源交易收益，su为激励成本，q
sum
为用户新能源投资总量，电力公司的激励决策变量为和
27.(2)建立电力公司最优决策模型，其约束条件为：φ
p
≥0，φg≥0.利用反向归纳方法求解电力公司的最优决策。
28.(3)利用反向归纳算法，确定电力公司的最优激励战略，其结果如图4所示。
29.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的步骤实例均属于优选实施例，所涉及的操作并不一定都是本发明所必须的。
30.以上为对本发明所提供的一种基于反向归纳的微电网脱碳途径管理模型，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之
处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：建立各个用户最优决策模型和新能源供应商的最优决策模型；s2：建立各个最优决策模型的最小化目标函数和约束条件，求解各个用户和新能源供应商在不同战略下的需求和最优新能源容量决策；s3：建立电力公司最优决策模型，建立最大化目标函数和约束条件，反向归纳求解电力公司的最优决策。2.根据权利要求1所述的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，s1.1：确定用电用户数量为n，考虑k个不同的场景，预估每个场景发生的概率为w
k
，预估每个用户i的在时间t的用电需求为评估用电用户的新能源投资单位成本为a
p
，评估新能源供应商的新能源投资单位成本为a
g
。3.根据权利要求1所述的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，s2.1：建立用户的最优决策模型，其最小化目标函数为：其中，为能源交易成本，为投资成本，λ
k
(t)为时间t的电价，为场景k时间t电力购买量，为电力公司激励价格，q
i
为用户的决策变量：新能源投资容量。4.根据权利要求3所述的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，s2.2：建立用户的最优决策模型，其约束条件为：q
i
≥0,其中η
k
(t)为场景k时间t的单位新能源生产效率。5.根据权利要求4所述的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，s2.3：建立新能源供应商的最优决策模型，其最大化目标函数为：其中，r
g
为能源交易收益，i
g
为投资成本，λ
k
(t)为时间t的电价，为电力公司激励价格，q为新能源供应商的决策变量：新能源投资容量。6.根据权利要求5所述的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，s2.4：建立新能源供应商的最优决策模型，其约束条件为：q≥0,其中η
k
(t)为场景k时间t的单位新能源生产效率，为场景k时间t的基准电力需求。
7.根据权利要求6所述的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，s2.5：建立如下的等效凸优化问题：在于，s2.5：建立如下的等效凸优化问题：q≥0.上述等效凸优化问题用于求解用户和新能源供应商在任意激励和下的新能源投资容量均衡。8.根据权利要求1所述的一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法，其特征在于，s3.1：建立电力公司最优决策模型，其最大化目标函数为：其中，π
u
为能源交易收益，s
u
为激励成本，q
sum
为用户新能源投资总量，电力公司的激励决策变量为和s3.2：建立电力公司最优决策模型，其约束条件为：φ
p
≥0，φ
g
≥0.利用反向归纳方法求解电力公司的最优决策。

技术总结
本发明公开了一种基于绿色能源交易的微电网脱碳途径管理方法。为了克服现有的微电网脱碳途径管理模型无法支持绿证交易的需求致使电力公司无法实现脱碳途径的最优管理以及无法满足可再生资源配额的问题；本发明包括：建立各个用户最优决策模型和新能源供应商的最优决策模型；建立各个最优决策模型的最小化目标函数和约束条件，求解各个用户和新能源供应商在不同战略下的需求和最优新能源容量决策；建立电力公司最优决策模型，建立最大化目标函数和约束条件，反向归纳求解电力公司的最优决策。优决策。


技术研发人员：谢天佑 赵萍 王荣根 范素丽 陈俊仕 黄剑 方良军 詹子仪 叶子强 陈溪 章寒冰 颜拥 姚影
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司丽水供电公司
技术研发日：2022.10.18
技术公布日：2023/8/9