(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 202211139269.9 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 申请人 国网浙江省电力有限公司综合 服务 分公司 (72)发明人 郁振廷　莫晓明　马毓卿　杨成　 王健　邹凯　薛伟　龚正　谢锡飞　 黄建波　徐燕　包哲静　于淼　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 刘静 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06N 5/00(2006.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/06(2006.01) (54)发明名称 考虑能流-碳流耦合约束的电力系统配网优 化调度方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑能流 ‑碳流耦合约束 的电力系统配网优化调度方法。 综合考虑碳排放 流约束和电网交流潮流约束， 构建配电系统优化 调度模型， 以用户侧碳排放量总和最小为优化目 标， 得到机组调度值； 利用二阶锥松弛， 将交流潮 流问题从非凸的非线性规划转化为凸的二阶锥 规划； 在碳排放流的建模中， 应用比例共享原则 和能量合并原则， 确定各节点的碳势； 考虑能流 ‑ 碳流耦合约束的配网优化调度是含有双线性项 的混合整数非线性规划问题， 提出一种新的分段 Mccormick松弛方法处理双线性， 将模型变为一 般商业求解器可以求解的混合整数二阶锥模型。 实现电网以降低碳 排放为目标的优化调度。 权利要求书10页 说明书22页 附图2页 CN 115375183 A 2022.11.22 CN 115375183 A 1.一种考虑能流 ‑碳流耦合约束的电力系统配网优化调度方法， 其特征在于， 该方法包 括以下步骤： 步骤1： 建立辐射形电网交流潮流 二阶锥模型， 该模型包括： 基于相角松弛的线路潮流平衡等式约束， 以及二阶锥 松弛的不 等式约束； 步骤2： 建立电网的碳 排放流模型， 步骤如下： 2.1基于比例共享原则和能量 合并原则， 得到能流和碳 流的耦合关系等式； 所述比例共享原则是指流出节点的能量按比例分享注入节点的能量， 如下公式所示： 其中， Sbhi是注入节点i的能流， Sbhj是流出节点i的能流， Sbhi,bhj表示Sbhj中来自Sbhi的份 额， 是向节点 i注入功率的支路的集 合； 所述能量合并原则是指节点碳势用流入该节点的支路潮流碳流密度的加权平均数表 示， 如下公式所示： 其中， ρi是节点i的碳势， 即节点 碳排放密度， ρbhi是支路bhi的支路碳 流密度； 2.2引入电网潮流参考方向以及用于判断潮流方向的二进制变量， 建立考虑潮流方向 的节点碳势与支路电流、 功率潮流的非线性关系等式， 形成碳 排放流模型； 步骤3： 建立考虑基于分段Mccormick松弛的电网能流 ‑碳流耦合约束的混合整数二阶 锥模型， 步骤如下： 结合步骤1建立的交流潮流二阶锥模型和步骤2建立的碳排放流模型， 将用户侧碳排放 总量作为优化目标， 形成电网能流 ‑碳流耦合混合整数非线性模型， 使用big ‑M法线性化碳 排放流模型中二进制变量与连续变量相乘项， 并使用分段Mccormick松弛法线性化碳排放 流模型中双线性变量项， 从而将电网能流 ‑碳流耦合混合整数非线性模型转化为易于求解 的混合整数二阶锥模型， 最终求 解得到电力系统配网优化调度方案 。 2.根据权利要求1所述的一种考虑能流 ‑碳流约束的电力系统配网优化调度方法， 其特 征在于， 所述步骤1中， 基于相角松弛的线路潮流平衡等式约束， 以及二阶锥松弛的不等式 约束如下： 权　利　要　求　书 1/10 页 2 CN 115375183 A 2其中， E表示配电网中有向线路的集合， (i,j)表示由参考方向为节点i流向节点j的线 路， (k,i)表示由参考方向为节点k流向节点i的线路， Pgi、 Qgi分别是节点i上连接的发电机 有功和无功出力， PLi、 QLi分别是节点i的有功和无功负载， Pij、 Qij分别是线路(i,j)的有功和 无功潮流， Pki、 Qki分别是线路(k,i)的有功和无功潮流， lij是线路(i,j)的电流平方， lki是线 路(k,i)的电流平方， rij、 xij分别是线路(i,j)的电阻和感抗， rki、 xki分别是线路(k,i)的电 阻和感抗,vi、 vj分别是节点 i和节点j上电压的平方。 3.根据权利要求2所述的一种考虑能流 ‑碳流约束的电力系统配网优化调度方法， 其特 征在于， 所述步骤2.1中， 已知机组碳排放 强度， 基于比例共享原则和能量合并原则， 得到能 流和碳流的耦合关系等式： 其中， ρs是节点s的碳势， ρgi是发电机gi的碳排放强度， ρbhj是流出节点i的能流的支路 碳流密度， (s,i)表示由潮流由节点s正向流入节点i的线路， Psi是线路(s,i)的有功潮流， lsi是线路(s,i)的电流平方， rsi是线路(s,i)的电阻， 是向节点i注入功率的支路的首段 节点的集 合， 是节点i上连接的发电机的集 合。 4.根据权利要求3所述的一种考虑能流 ‑碳流约束的电力系统配网优化调度方法， 其特 征在于， 所述步骤2.2中， 引入电网潮流参考方向以及用于判断潮流方向的二进制变量， 建 立考虑潮流方向的节点 碳势与支路电流、 功率潮流的非线性关系等式， 形成碳 排放流模型： 其中， aij是用于判断线路(i,j)潮流方向的二进制变量， aki是用于判断线路(k,i)潮流 方向的二进制变量， 表示参考方向为节点i流向节点j的线路末端节点j的集合， 表 示参考方向为节点 k流向节点 i的线路首端节点 k的集合。 5.根据权利要求4所述的一种考虑能流 ‑碳流耦合约束的电力系统配网优化调度方法， 其特征在于， 所述步骤3中， 使用分段Mccormick松弛法对碳排放流模型中的双线性变量项 进行线性化处理， 首先在一般情况下， 假设双线性项为xixj， 用mij替换xixj， 其分段 Mccormick松弛如下：权　利　要　求　书 2/10 页 3 CN 115375183 A 3