(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210927014.2 (22)申请日 2022.08.03 (71)申请人 国网上海市电力公司 地址 200122 上海市浦东 新区自由贸易试 验区源深路1 122号 申请人 上海电力大 学 (72)发明人 徐韵　徐耀杰　张国梁　杨嘉禹　 高健　孙宁　张雯　何诚硕　 孙改平　杨秀　张浩　李承泽　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 廖程 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运行调度 方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于阶梯碳交易的虚拟电 厂运动调度方法， 包括： 将碳交易机制引入VPP的 调度模型中， 构建划分碳排放区间的阶梯型碳交 易计算模型； 考虑P2G接入VPP后的低碳特性， 得 到P2G参与碳交易市场的激励机制， 以构建完善 的VPP实际碳排放模型； 综合考虑机组运行成本、 外购能源成本以及碳交易成本， 建立适用于VPP 的低碳经济调度模型； 将低碳经济调度模型转化 为混合整数线性模型、 并进行求解， 得到对应的 调度策略； 根据调度策略， 相应控制VPP的运行工 作状态。 与现有技术相比， 本发明能够可靠兼顾 VPP运营的经济性与低碳性， 有效降低VPP的碳交 易成本和系统运行总成本 。 权利要求书4页 说明书13页 附图4页 CN 115496260 A 2022.12.20 CN 115496260 A 1.一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 将碳交易机制引入VPP的调度模型中， 构 建划分碳排放区间的阶梯型碳交易计算模 型； S2、 考虑P2G接入VPP后的低碳特性， 得到P2G参与碳交易市场的激励机制， 以构建完善 的VPP实际碳排放模型； S3、 综合考虑机组运行成本、 外购能源成本以及碳交易成本， 建立适用于VPP的低碳经 济调度模型； S4、 将低碳经济调度模型转化为混合整数线性模型、 并进行求解， 得到对应的调度策 略； S5、 根据调度策略， 相应控制VP P的运行工作状态。 2.根据权利要求1所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述步骤S1的具体过程为： 首先， 构建含有WT、 PV、 GT、 ES设备以及可控负荷的VPP运行架构， 并在P2G设备中引入GST， 进一步挖掘VPP内可调度单元互补调节潜力； 然后， 搭建适用于该 VPP运行架构的阶梯型碳交易模型。 3.根据权利要求1所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述阶梯型碳交易模型包括初始 碳排放权配额模型、 运营商实际碳排放模 型和阶梯型碳交 易成本模型。 4.根据权利要求3所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述初始碳 排放权配额模型 具体为： 其中， EF为监管部门为VPP运营商制定的无偿碳排放配额， θ为生产单位电功率的碳排放 权配额， T为总的调度周期， Δt为设定的单位调度时间间隔， Pb,t、 Pgt,t分别为在t 时刻的外 购电量以及GT出力值。 5.根据权利要求4所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述运营商实际碳 排放模型具体为： 其中， EA为VPP内机组实际产生的碳排放量， a1、 b1、 c1为火电机组的实际碳排放系数， a2、 b2、 c2为GT的实际碳 排放系数。 6.根据权利要求5所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述阶梯型碳交易成本模型 具体为： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115496260 A 2其中， CT为VPP运营商需要支付的碳交易费用， μ为碳排放 市场基准价格， l为每个碳排放 量的区间长度， α 为阶梯碳交易价格增长率， 碳排放量每上升一个区间， 碳交易交个就会增 长α μ， 当EA＜EF时， 表示VPP运营商实际碳排放量低于免费碳排放额， 对于超出部门， 则按照 碳市场基准 价格进行 出售。 7.根据权利要求6所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述步骤S2中VP P实际碳排放模型具体为： Ctotal＝CT‑CP 其中， Cp为VPP运营商出售碳排放权收益， rt,p2g为P2G单元消耗单位电量所需的CO2质量， re,p2g为监管机构对P2G单元分配的碳排放配额， 由于P2G不属于碳排放机组， 因而该值为0， Pp2g,t为在P2G单 元在t时刻消耗的电量， Ctotal为VPP运营商完整的碳交易成本 。 8.根据权利要求1所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述步骤S3中低碳经济调度模型的目标函数综合考虑了VPP运营商外购电成本、 内部各机 组运行成本、 碳交易总成本、 需求响应补偿成本、 新能源机 组出力成本以及P2G的CO2原料购 买成本； 所述步骤S3中低碳经济调度模型的约束条件包括VPP内部功率平衡约束、 VPP与外部 网 络交互约束、 P2G运行约束、 VP P内部各单元约束。 9.根据权利要求8所述的一种基于阶梯碳交易的虚拟电厂运动调度方法， 其特征在于， 所述目标函数 具体为： CES,t＝ λes(Ptcha+Ptdis) CDG,t＝ λWTPtWT+λPVPtPV 其中， Pb,t、 gb,t分别为VPP在t时刻的外购电量以及外购电价格， CGT， t为GT在t时刻的发电 成本， 包含机组燃料成本和启停成本两部分， Cp2g,t、 CES,t、 CGST,t、 CDR,t分别为P2G设备、 ES、 GST、 可控负荷 在t时刻的运行成本， 为需求响应成本， CDG， t为风、 光发电成本； agt、 bgt、 cgt分别为GT燃料成本的二次项、 一次项和常数项发电成本系数， 为布尔 变量， 分别表示VPP中的GT在t时段是否启动、 停机， 若启动则 置1、 否则置0， 同理， 停机则 置1、 否则置 0， 分别为GT的启动和停止成本； gco2为购买CO2原料的成本价格；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115496260 A 3