本發(fā)明涉及低碳減排運行，具體而言，涉及一種多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法及裝置。

背景技術：

1、園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展是電力行業(yè)實現(xiàn)低碳減排的重要方式之一。實際運行中，不同園區(qū)隸屬不同利益主體，會理性地追求自身利益最大化，屬于非合作博弈領域。然而，不同主體對個體利益的高度追求往往會導致無序競爭現(xiàn)象的出現(xiàn)，而合作博弈則能夠兼顧整體利益和個體利益的優(yōu)化與統(tǒng)一，更有利于總體效益的提高，因此，實現(xiàn)多園區(qū)的合作博弈低碳經濟運行方法具有重要意義。另外，面向園區(qū)的低碳運行，以往研究大多只是簡單地引入碳排放量約束，而無法真實反映園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的多能耦合運行特性。

2、在合作博弈中，利益的分配是一大難點，以往研究中常將利益進行簡單地平均分配，但不同園區(qū)具備的運行特性與交易價值并不相同，平均分配會帶來不公平問題，這將無法提高園區(qū)參與合作的積極性，從而導致總體效益的降低。

3、面向園區(qū)的低碳運行，以往研究大多只是簡單地引入碳排放量約束，而無法真實反映園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的多能耦合運行特性。事實上，不僅電能的生產會導致碳排，熱能等其他能源也同樣會導致碳排，另外，氫能耦合設備在生產天然氣過程中能夠起到吸收二氧化碳的效果，因此，園區(qū)的多能耦合性導致了碳排核算方式的復雜化，不精確的碳核算方式將不利于減排方案的有效生成。

4、針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供了一種多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法及裝置，以至少解決相關技術中對于園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中各園區(qū)的低碳運行，往往只是簡單地引入碳排放量約束，無法真實反應園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的多能耦合運行特性，也使得園區(qū)的多能耦合性導致碳排核算方式比較復雜的技術問題。

2、根據本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法，包括：獲取各目標園區(qū)能源系統(tǒng)的電熱負荷功率數(shù)據、風光出力數(shù)據、碳交易數(shù)據以及成本數(shù)據，其中，所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)是參與能源協(xié)同分配的園區(qū)能源系統(tǒng)；將所述電熱負荷功率數(shù)據、所述風光出力數(shù)據、所述碳交易數(shù)據以及所述成本數(shù)據輸入至能源分配模型中，以利用所述能源分配模型對所述電熱負荷功率數(shù)據、所述風光出力數(shù)據、所述碳交易數(shù)據以及所述成本數(shù)據進行處理，以得到所述能源分配模型的處理結果，其中，所述能源分配模型是使用多組樣本數(shù)據預先訓練得到的模型，所述多組樣本數(shù)據中的每一組均包括：樣本能源生產數(shù)據、樣本能源消費數(shù)據、樣本儲能數(shù)據、樣本碳交易數(shù)據以及樣本成本數(shù)據；根據所述處理結果得到各所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)的能源調度策略；對各所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)按照所述能源調度策略進行能源調度。

3、可選地，在將所述電熱負荷功率數(shù)據、所述風光出力數(shù)據、所述碳交易數(shù)據以及所述成本數(shù)據輸入至能源分配模型中，以利用所述能源分配模型對所述電熱負荷功率數(shù)據、所述風光出力數(shù)據、所述碳交易數(shù)據以及所述成本數(shù)據進行處理，以得到所述能源分配模型的處理結果之前，該多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法，還包括：獲取包括所述樣本能源生產數(shù)據、所述樣本能源消費數(shù)據、所述樣本儲能數(shù)據、所述樣本碳交易數(shù)據以及所述樣本成本數(shù)據的所述多組樣本數(shù)據；對所述多組樣本數(shù)據進行訓練，得到所述能源分配模型。

4、可選地，對所述多組樣本數(shù)據進行訓練，得到所述能源分配模型，包括：根據所述樣本能源生產數(shù)據、所述樣本能源消費數(shù)據生成各目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源轉換模型，其中，所述能源轉換模型用于確定所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中各能源轉換設備在運行過程中能源之間的轉換關系；根據所述樣本儲能數(shù)據生成所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源存儲模型，其中，所述能源存儲模型用于表示所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中各儲能設備的能源儲能情況；根據所述樣本碳交易數(shù)據生成所述園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的碳交易模型，其中，所述碳交易模型用于表示各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的電-氣碳配額關系和電-熱碳排放關系；根據所述樣本成本數(shù)據生成能源調度模型，其中，所述能源調度模型用于表示各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)之間的成本關系；根據所述能源轉換模型、所述能源存儲模型、所述碳交易模型以及所述能源調度模型構建所述能源分配模型。

5、可選地，根據所述樣本能源生產數(shù)據、所述樣本能源消費數(shù)據生成各目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源轉換模型，包括：根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)在預定時刻輸入的氣功率、所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產機組產生的電功率、氣轉電效率、天然氣轉化的熱功率以及氣轉熱效率生成所述熱電聯(lián)產機組的電能與熱能能量轉化模型；根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)在預定時刻內燃氣鍋爐輸出的熱功率、所述燃氣鍋爐的能量轉化效率以及輸入至所述燃氣鍋爐的氣功率生成所述燃氣鍋爐的天然氣與熱能能量轉化模型；根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中空調在預定時刻的實際輸出熱功率、所述空調的能量轉換效率以及所述空調在預定時刻消耗的電能生成所述空調的電能與熱能能量轉化關系；根據所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)中電解槽在預定時刻輸入的電能和輸出的氫能、所述電解槽的能量轉換效率生成所述電解槽的電能與氫能能量轉化關系；根據所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)中甲烷反應器在預定時刻輸出的天然氣功率、所述甲烷反應器的能量轉換效率以及預定時刻輸入至所述甲烷反應器的氫能功率生成所述甲烷反應器的氣能與氫能能量轉化關系；根據所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)中氫燃料電池在預定時刻輸入的氫能、輸出的電能和熱能、以及所述氫燃料電池的電轉化效率和熱轉化效率。

6、可選地，根據所述樣本儲能數(shù)據生成所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源存儲模型，包括：根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中儲能設備在相鄰時刻的設備儲能容量、充電效率、放電效率以及在所述相鄰時刻中的前一時刻的充放電功率生成蓄電模型；根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中儲氫設備在相鄰時刻的設備儲氫容量、充氫效率、放氫效率以及在所述相鄰時刻中的前一時刻的充放氫功率生成儲氫模型。

7、可選地，根據所述樣本碳交易數(shù)據生成所述園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的碳交易模型，包括：根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的電-氣碳配額量、發(fā)電機組平均碳排放因子、燃氣完全燃燒平均碳排放因子、在預定時刻的購電功率以及購氣功率生成電-氣碳配額模型；根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的碳排放總量、歷史發(fā)電排放基準、電網平均碳排放因子、歷史發(fā)熱碳排放基準、歷史發(fā)電碳排放基準、減排效益因子、在預定時刻的發(fā)電功率以及在預定時刻的熱功率生成電-熱碳排放量核算模型；根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的碳交易成本、初始碳交易單價、碳成本增長系數(shù)以及碳排放量增幅區(qū)間生成階梯型碳交易成本模型。

8、可選地，根據所述樣本成本數(shù)據生成能源調度模型，包括：根據各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的成本之和與各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中第i個的總成本、設備運行成本、購電成本、購氣成本、碳交易成本以及售電收益生成所述能源調度模型。

9、根據本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度裝置，包括：第一獲取模塊，用于獲取各目標園區(qū)能源系統(tǒng)的電熱負荷功率數(shù)據、風光出力數(shù)據、碳交易數(shù)據以及成本數(shù)據，其中，所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)是參與能源協(xié)同分配的園區(qū)能源系統(tǒng)；第一處理模塊，用于將所述電熱負荷功率數(shù)據、所述風光出力數(shù)據、所述碳交易數(shù)據以及所述成本數(shù)據輸入至能源分配模型中，以利用所述能源分配模型對所述電熱負荷功率數(shù)據、所述風光出力數(shù)據、所述碳交易數(shù)據以及所述成本數(shù)據進行處理，以得到所述能源分配模型的處理結果，其中，所述能源分配模型是使用多組樣本數(shù)據預先訓練得到的模型，所述多組樣本數(shù)據中的每一組均包括：樣本能源生產數(shù)據、樣本能源消費數(shù)據、樣本儲能數(shù)據、樣本碳交易數(shù)據以及樣本成本數(shù)據；第二獲取模塊，用于根據所述處理結果得到各所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)的能源調度策略；第二處理模塊，用于對各所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)按照所述能源調度策略進行能源調度。

10、可選地，該多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度裝置，還包括：第三獲取模塊，用于獲取包括所述樣本能源生產數(shù)據、所述樣本能源消費數(shù)據、所述樣本儲能數(shù)據、所述樣本碳交易數(shù)據以及所述樣本成本數(shù)據的所述多組樣本數(shù)據；訓練模塊，用于對所述多組樣本數(shù)據進行訓練，得到所述能源分配模型。

11、可選地，所述訓練模塊，包括：第一處理單元，用于根據所述樣本能源生產數(shù)據、所述樣本能源消費數(shù)據生成各目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源轉換模型，其中，所述能源轉換模型用于確定所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中各能源轉換設備在運行過程中能源之間的轉換關系；第二處理單元，用于根據所述樣本儲能數(shù)據生成所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源存儲模型，其中，所述能源存儲模型用于表示所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中各儲能設備的能源儲能情況；第三處理單元，用于根據所述樣本碳交易數(shù)據生成所述園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的碳交易模型，其中，所述碳交易模型用于表示各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的電-氣碳配額關系和電-熱碳排放關系；第四處理單元，用于根據所述樣本成本數(shù)據生成能源調度模型，其中，所述能源調度模型用于表示各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)之間的成本關系；第五處理單元，用于根據所述能源轉換模型、所述能源存儲模型、所述碳交易模型以及所述能源調度模型構建所述能源分配模型。

12、可選地，所述第一處理單元，包括：第一處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)在預定時刻輸入的氣功率、所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中的熱電聯(lián)產機組產生的電功率、氣轉電效率、天然氣轉化的熱功率以及氣轉熱效率生成所述熱電聯(lián)產機組的電能與熱能能量轉化模型；第二處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)在預定時刻內燃氣鍋爐輸出的熱功率、所述燃氣鍋爐的能量轉化效率以及輸入至所述燃氣鍋爐的氣功率生成所述燃氣鍋爐的天然氣與熱能能量轉化模型；第三處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中空調在預定時刻的實際輸出熱功率、所述空調的能量轉換效率以及所述空調在預定時刻消耗的電能生成所述空調的電能與熱能能量轉化關系；第四處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)中電解槽在預定時刻輸入的電能和輸出的氫能、所述電解槽的能量轉換效率生成所述電解槽的電能與氫能能量轉化關系；第五處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)中甲烷反應器在預定時刻輸出的天然氣功率、所述甲烷反應器的能量轉換效率以及預定時刻輸入至所述甲烷反應器的氫能功率生成所述甲烷反應器的氣能與氫能能量轉化關系；第六處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)能源系統(tǒng)中氫燃料電池在預定時刻輸入的氫能、輸出的電能和熱能、以及所述氫燃料電池的電轉化效率和熱轉化效率。

13、可選地，所述第二處理單元，包括：第七處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中儲能設備在相鄰時刻的設備儲能容量、充電效率、放電效率以及在所述相鄰時刻中的前一時刻的充放電功率生成蓄電模型；第八處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中儲氫設備在相鄰時刻的設備儲氫容量、充氫效率、放氫效率以及在所述相鄰時刻中的前一時刻的充放氫功率生成儲氫模型。

14、可選地，所述第三處理單元，包括：第九處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的電-氣碳配額量、發(fā)電機組平均碳排放因子、燃氣完全燃燒平均碳排放因子、在預定時刻的購電功率以及購氣功率生成電-氣碳配額模型；第十處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的碳排放總量、歷史發(fā)電排放基準、電網平均碳排放因子、歷史發(fā)熱碳排放基準、歷史發(fā)電碳排放基準、減排效益因子、在預定時刻的發(fā)電功率以及在預定時刻的熱功率生成電-熱碳排放量核算模型；第十一處理子單元，用于根據所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的碳交易成本、初始碳交易單價、碳成本增長系數(shù)以及碳排放量增幅區(qū)間生成階梯型碳交易成本模型。

15、可選地，所述第四處理單元，包括：第十二處理子單元，用于根據各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的成本之和與各所述目標園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中第i個的總成本、設備運行成本、購電成本、購氣成本、碳交易成本以及售電收益生成所述能源調度模型。

16、根據本發(fā)明實施例的另外一個方面，還提供了一種多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度系統(tǒng)，所述多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度系統(tǒng)使用上述中任一項所述的多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法。

17、根據本發(fā)明實施例的另外一個方面，還提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質包括存儲的程序，其中，所述程序執(zhí)行上述中任意一項所述的多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法。

18、根據本發(fā)明實施例的另外一個方面，還提供了一種處理器，所述處理器用于運行程序，其中，所述程序運行時執(zhí)行上述中任意一項所述的多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法。

19、根據本發(fā)明實施例的另外一個方面，還提供了一種計算機程序產品，包括計算機指令，所述計算機指令被處理器執(zhí)行時執(zhí)行上述中任意一項所述的多園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的能源調度方法。

20、在本發(fā)明實施例中，獲取各目標園區(qū)能源系統(tǒng)的電熱負荷功率數(shù)據、風光出力數(shù)據、碳交易數(shù)據以及成本數(shù)據，其中，目標園區(qū)能源系統(tǒng)是參與能源協(xié)同分配的園區(qū)能源系統(tǒng)；將電熱負荷功率數(shù)據、風光出力數(shù)據、碳交易數(shù)據以及成本數(shù)據輸入至能源分配模型中，以利用能源分配模型對電熱負荷功率數(shù)據、風光出力數(shù)據、碳交易數(shù)據以及成本數(shù)據進行處理，以得到能源分配模型的處理結果，其中，能源分配模型是使用多組樣本數(shù)據預先訓練得到的模型，多組樣本數(shù)據中的每一組均包括：樣本能源生產數(shù)據、樣本能源消費數(shù)據、樣本儲能數(shù)據、樣本碳交易數(shù)據以及樣本成本數(shù)據；根據處理結果得到各目標園區(qū)能源系統(tǒng)的能源調度策略；對各目標園區(qū)能源系統(tǒng)按照能源調度策略進行能源調度。通過本發(fā)明提供的技術方案，達到了通過能源集線器模型對園區(qū)綜合能源系統(tǒng)進行耦合，構建更加精確的碳排放量核算模型，同時，基于電能共享功率以及碳排放特性因子，構建改進型的貢獻度模型，并設計非對稱納什議價方法的目的，從而實現(xiàn)了適應多主體市場，提高多主體市場下園區(qū)的合作積極性，能夠更加合理地分配利益，為能源系統(tǒng)低碳經濟運行管理人員提供合理參考的技術效果，提高了園區(qū)能源系統(tǒng)的經濟性及環(huán)保性，進而解決了相關技術中對于園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中各園區(qū)的低碳運行，往往只是簡單地引入碳排放量約束，無法真實反應園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的多能耦合運行特性，也使得園區(qū)的多能耦合性導致碳排核算方式比較復雜的技術問題。