Page 18 - 电力与能源2024年第四期
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412 杨佳峰,等:多链式区块链下计及多类型柔性负荷的电力系统低碳经济调度策略研究
性负荷与热电联产、碳捕获系统和电转气技术相 益,从而有效促进电力系统的低碳经济化转型。
结合,构建了一个系统调度模型。文献[4]研究了
1 计及柔性负荷的新型电力系统框架
含柔性负载系统的源-荷相互作用,提升了系统的
储能安全性。文献[5-6]基于柔性负荷的可削减 基于能源集线器构建计及柔性电热负荷的新
特性,建立了多能源系统的优化运行模型。尽管 型电力系统。该系统主要包括能源供给侧、转化
这些研究都展示了柔性负荷在系统经济调度方面 与存储设备以及需求侧 3 个部分,如图 1 所示。其
的优势,但大多仅聚焦单一特性的柔性负荷,缺乏 中,供给侧由电网、分布式电源(以光能与风能为
对多类别、多特性负荷的综合考量。 主)和天然气组成;能源转化设备由发电机和燃气
传统能源优化调度往往以系统运行成本最低 锅炉组成;能源存储设备由蓄电池、蓄热罐和热回
为目标,却容易忽视碳排放问题。在寻求可兼顾 收 系 统 组 成 ;需 求 侧 由 基 础 负 荷 和 柔 性 负 荷
经济与环境效益的电力系统调度模型过程中,碳 组成。
配额(CEQ)交易机制的提出为减少碳排放提供
了新的思路。文献[7-8]在火电机组调度中引入
CEQ 交易机制,成功消减了系统碳排放量。文献
[9]基于 Stackelberg 博弈和 CEQ 交易机制,构建
了能源系统多人博弈优化模型。文献[10]将需求
响应和 CEQ 交易机制引入能源系统的优化调度
中,提出了一种基于碳捕获装置的优化调度模型。
然而,这些低碳调度模型中的 CEQ 交易机制缺乏
合适的支撑技术,难以实现 CEQ 交易的精细化
管理。
区块链技术作为一种新兴技术,能够对 CEQ
交易数据进行溯源和防篡改操作。文献[11]通过 图 1 新型电力系统框架设计
分析中国 8 个 CEQ 交易试点情况探索了将 CEQ
基础负荷是一种不可控负荷,其用能时间和
交易机制与区块链技术相结合的可行性。文献
方式固定。与之相对应,柔性负荷则是可控负荷,
[12]利 用 区 块 链 技 术 成 功 构 建 了 一 个 透 明 的
具有调节新型电力系统峰谷差的能力。根据调节
CEQ 自动化交易机制。文献[13]基于区块链技
能力的强弱,柔性负荷可分为可平移负荷、可转移
术建立了点对点的 CEQ 交易框架。尽管如此,当
负荷和可削减负荷 3 类。
前使用区块链技术构建 CEQ 交易机制的研究仍
(1)可平移负荷。可平移负荷的供能时间可
相对分散独立,存在着交易周期长、执行难度大等
变,但调度过程只能对负荷整体用能曲线进行平
问题。
移。假设其可平移时段的调度区间为[t sf -, t sf + ],
针对上述问题,本文创造性地结合柔性负荷
持续时间为 t d,则其可平移起始时段 S st 和补偿成
特性、能源区块链技术和 CEQ 交易机制,构建新
本 F st 约束分别为
型电力系统低碳经济调度模型。该模型在计及柔
t
S st =[ t sf - , sf + - t d + 1 ] (1)
性负荷的新型电力系统框架下引入 CEQ 交易机 T
st
F st = F ct∑ P α st (2)
制,兼顾系统的经济性和低碳效益。通过多链式
α = 1
st
区块链技术,对 CEQ 交易数据进行溯源和防篡改 式中 F ct ——平移补偿系数;P α ——时段 α 平移
st
操作,实现数据的精细化管理。试验结果表明,该 的功率;T——调度周期内的总时段数。
策略能降低电力系统的运行成本并提升环境效 (2)可转移负荷。可转移负荷相较于可平移