本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，尤其涉及一種新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源配置優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，新型配用電系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)低碳、高效、靈活供電方面面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，在新型配用電系統(tǒng)中，靈活性降碳資源的優(yōu)化配置策略研究成為了當(dāng)前電力行業(yè)面臨的重要課題，然而，在應(yīng)對不同碳減排場景下的系統(tǒng)優(yōu)化配置時(shí)，仍存在諸多問題和不足。

2、首先，現(xiàn)有的靈活性降碳資源配置方式在不同場景下的適應(yīng)性較差，不同的碳減排目標(biāo)和環(huán)境條件要求系統(tǒng)能夠靈活調(diào)整資源配置，以實(shí)現(xiàn)供電可靠性、靈活性和碳減排潛力的平衡，然而，如何根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求選擇合適的配置方式以形成兼顧各方面性能的新型電網(wǎng)形態(tài)是一個(gè)關(guān)鍵問題；其次，新型電網(wǎng)形態(tài)的多樣性增加了系統(tǒng)優(yōu)化配置的難度，不同的新型電網(wǎng)形態(tài)對系統(tǒng)的供電可靠性、靈活性和碳減排潛力有不同的影響，現(xiàn)有技術(shù)往往難以全面考慮這些因素，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中難以實(shí)現(xiàn)三者之間的平衡與優(yōu)化，例如，某些電網(wǎng)形態(tài)可能在碳減排方面表現(xiàn)優(yōu)異，但在供電可靠性和靈活性方面卻存在不足，反之亦然，這種矛盾使得系統(tǒng)優(yōu)化配置變得更加復(fù)雜和困難；此外，電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境的動態(tài)性和不確定性也給靈活性降碳資源的優(yōu)化配置帶來了挑戰(zhàn)，負(fù)荷需求的變化、新能源出力的波動等因素，都可能導(dǎo)致系統(tǒng)性能參數(shù)的實(shí)時(shí)變化，這就要求靈活性降碳資源的配置策略必須能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)這些變化，以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)性。

3、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)在新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源的優(yōu)化配置方面還存在諸多不足，如何在動態(tài)變化的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化配置，是亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源配置優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源配置優(yōu)化方法，所述方法包括以下步驟：

3、根據(jù)新型配用電系統(tǒng)的不同碳減排場景需求及其降碳資源類型，確定不同碳減排場景的降碳資源配置方式；

4、根據(jù)所有所述降碳資源配置方式建立多個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型，并對每個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行碳減排潛力評估，得到碳減排指標(biāo)值；

5、基于碳減排指標(biāo)值對所述候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)劣排序，篩選出最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型；

6、根據(jù)最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型生成若干個(gè)供電模式樣本，并對所述供電模式樣本進(jìn)行分類，得到若干個(gè)典型供電模式類別；

7、根據(jù)所述典型供電模式類別的集中度和離散點(diǎn)，篩選出目標(biāo)供電模式；

8、根據(jù)所述目標(biāo)供電模式對不同降碳資源配置方式進(jìn)行優(yōu)化，生成新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源優(yōu)化配置策略。

9、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述對每個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行碳減排潛力評估，得到碳減排指標(biāo)值的步驟包括：

10、根據(jù)每個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型的實(shí)時(shí)供電能力與用電需求，對新型配用電系統(tǒng)中各機(jī)組的啟停狀態(tài)進(jìn)行多次隨機(jī)采樣，得到機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)集；

11、根據(jù)所述機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)集，利用隨機(jī)森林算法分析不同機(jī)組啟停狀態(tài)下的碳排放量變化趨勢，生成調(diào)節(jié)量與碳排放量之間的關(guān)系曲線；

12、基于所述調(diào)節(jié)量與碳排放量之間的關(guān)系曲線，利用優(yōu)化算法計(jì)算得到最優(yōu)機(jī)組調(diào)度優(yōu)化序列輸出功率數(shù)據(jù)；

13、根據(jù)所述最優(yōu)機(jī)組調(diào)度優(yōu)化序列輸出功率數(shù)據(jù)，利用預(yù)先獲取的發(fā)電機(jī)組碳排放系數(shù)計(jì)算直接碳排放量，并根據(jù)電網(wǎng)輸送過程中的電能損耗數(shù)據(jù)計(jì)算得到電網(wǎng)輸送損耗所產(chǎn)生的間接碳排放量；

14、利用時(shí)序回歸分析方法對所述直接碳排放量和所述間接碳排放量進(jìn)行分析，得到碳減排指標(biāo)值。

15、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述基于碳減排指標(biāo)值對所述候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)劣排序，篩選出最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型的步驟包括：

16、根據(jù)每個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型的各節(jié)點(diǎn)容量參數(shù)和線路負(fù)荷參數(shù)，采用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對配電網(wǎng)架各節(jié)點(diǎn)間的物理連接關(guān)系進(jìn)行映射轉(zhuǎn)換，得到節(jié)點(diǎn)映射關(guān)系矩陣；

17、根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)映射關(guān)系矩陣，利用電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法計(jì)算得到各斷面負(fù)荷的最大傳輸容量；

18、根據(jù)節(jié)點(diǎn)映射關(guān)系矩陣和線路負(fù)荷參數(shù)分析節(jié)點(diǎn)電壓隨負(fù)荷變化的響應(yīng)敏感度，得到電壓敏感性指標(biāo)；

19、根據(jù)斷面阻抗與最大傳輸容量之間的比值對所述候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)度排序，得到網(wǎng)架關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果；

20、根據(jù)電壓敏感性指標(biāo)，從網(wǎng)架關(guān)聯(lián)度排序結(jié)果中提取電壓穩(wěn)定度參數(shù)集；

21、基于所述電壓穩(wěn)定度參數(shù)集和所述碳減排指標(biāo)值，利用經(jīng)驗(yàn)貝葉斯方法從所述候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型中篩選出最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型。

22、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，電壓穩(wěn)定度參數(shù)集包括電壓穩(wěn)定度、功率因數(shù)、諧波含量以及三相不平衡度。

23、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述基于所述電壓穩(wěn)定度參數(shù)集和所述碳減排指標(biāo)值，利用經(jīng)驗(yàn)貝葉斯方法從所述候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型中篩選出最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型的步驟包括：

24、根據(jù)所述電壓穩(wěn)定度參數(shù)集對各候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型在不同負(fù)荷條件下的電壓質(zhì)量與供電損耗序列進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，提取出配電網(wǎng)架穩(wěn)定性特征向量；

25、根據(jù)線路電氣狀態(tài)參數(shù)，利用經(jīng)驗(yàn)貝葉斯方法對負(fù)荷中心漂移幅值進(jìn)行概率評估，得到負(fù)荷中心漂移概率分布；

26、根據(jù)所述負(fù)荷中心漂移概率分布和所述配電網(wǎng)架穩(wěn)定性特征向量對各候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型的連通度、供電半徑、變電站布點(diǎn)進(jìn)行多目標(biāo)量化排序，提取出網(wǎng)架優(yōu)化調(diào)整指標(biāo)；

27、獲取所述網(wǎng)架優(yōu)化調(diào)整指標(biāo)下的變壓器運(yùn)行特征數(shù)據(jù)，利用主成分分析方法從所述變壓器運(yùn)行特征數(shù)據(jù)中提取變壓器運(yùn)行狀態(tài)特征值；

28、根據(jù)所述變壓器運(yùn)行狀態(tài)特征值，計(jì)算故障恢復(fù)時(shí)長分布和備用容量裕度值；

29、根據(jù)所述故障恢復(fù)時(shí)長分布、所述備用容量裕度值和所述碳減排指標(biāo)值，利用層次分析法對所有候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行多維度評價(jià)，建立優(yōu)先級排序集合；

30、根據(jù)所述優(yōu)先級排序集合，利用粒子群優(yōu)化算法選取最優(yōu)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)，形成目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型。

31、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述根據(jù)最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型生成若干個(gè)供電模式樣本的步驟包括：

32、根據(jù)最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型中各節(jié)點(diǎn)線路參數(shù)與負(fù)荷特性，采用蒙特卡洛方法隨機(jī)采樣生成多組負(fù)荷波動序列；

33、根據(jù)最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型識別出各饋線區(qū)段之間的電氣連接關(guān)系和負(fù)荷密度；

34、根據(jù)所述電氣連接關(guān)系與所述負(fù)荷密度對饋線區(qū)段進(jìn)行電氣斷點(diǎn)識別，并將電氣斷點(diǎn)作為剖分參考節(jié)點(diǎn)，按照供電半徑閾值對最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型剖分，得到剖分供電區(qū)域；

35、根據(jù)剖分供電區(qū)域和電氣斷點(diǎn)之間的連接關(guān)系，獲取供電模式拓?fù)鋱D譜；

36、根據(jù)供電模式拓?fù)鋱D譜和多組負(fù)荷波動序列模擬不同的供電模式，生成若干個(gè)供電模式樣本。

37、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述對所述供電模式樣本進(jìn)行分類，得到若干個(gè)典型供電模式類別的步驟包括：

38、根據(jù)供電半徑數(shù)據(jù)、負(fù)荷密度數(shù)據(jù)及設(shè)備利用率數(shù)據(jù)，對所述供電模式樣本進(jìn)行k均值聚類分析，得到若干個(gè)典型供電模式類別；其中，所述典型供電模式類別包括集中式供電類別、分布式供電類別及智能電網(wǎng)供電類別。

39、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述根據(jù)所述典型供電模式類別的集中度和離散點(diǎn)，篩選出目標(biāo)供電模式的步驟包括：

40、根據(jù)每個(gè)所述典型供電模式類別的聚類中心計(jì)算各個(gè)典型供電模式類別的供電模式特征；

41、根據(jù)供電模式特征和供電區(qū)域數(shù)據(jù)，采用混合高斯分布對供電模式樣本集中度進(jìn)行建模，得到高斯分布特征；

42、根據(jù)高斯分布特征對最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行離散點(diǎn)標(biāo)識，并根據(jù)所述離散點(diǎn)，利用信息熵計(jì)算得到供電類別樣本分散度；供電類別樣本分散度包括供電半徑分散度、負(fù)載率分散度、變壓器容量利用系數(shù)分散程度；

43、根據(jù)供電類別樣本分散度，利用層次聚類法從典型供電模式類別中篩選出目標(biāo)供電模式。

44、在進(jìn)一步的實(shí)施方案中，所述根據(jù)所述目標(biāo)供電模式對不同降碳資源配置方式進(jìn)行優(yōu)化，生成新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源優(yōu)化配置策略的步驟包括：

45、在電力系統(tǒng)仿真軟件中模擬不同降碳資源配置方式下的目標(biāo)供電模式，得到目標(biāo)供電空間電氣映射數(shù)據(jù)；

46、根據(jù)目標(biāo)供電空間電氣映射數(shù)據(jù)，采用遺傳算法對每種降碳資源配置比例進(jìn)行適應(yīng)度迭代計(jì)算，生成每種降碳資源配置優(yōu)化數(shù)據(jù)；

47、根據(jù)每種降碳資源配置優(yōu)化數(shù)據(jù)對降碳資源配置方式進(jìn)行空間分布優(yōu)化，生成新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源優(yōu)化配置策略。

48、第二方面，本發(fā)明提供了一種新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源配置優(yōu)化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

49、資源初步配置模塊，用于根據(jù)新型配用電系統(tǒng)的不同碳減排場景需求及其降碳資源類型，確定不同碳減排場景的降碳資源配置方式；

50、碳減排評估模塊，用于根據(jù)所有所述降碳資源配置方式建立多個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型，并對每個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行碳減排潛力評估，得到碳減排指標(biāo)值；

51、最優(yōu)模型篩選模塊，用于基于碳減排指標(biāo)值對所述候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)劣排序，篩選出最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型；

52、供電模式分析模塊，用于根據(jù)最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型生成若干個(gè)供電模式樣本，并對所述供電模式樣本進(jìn)行分類，得到若干個(gè)典型供電模式類別；

53、供電模式篩選模塊，用于根據(jù)所述典型供電模式類別的集中度和離散點(diǎn)，篩選出目標(biāo)供電模式；

54、資源配置優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)供電模式對不同降碳資源配置方式進(jìn)行優(yōu)化，生成新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源優(yōu)化配置策略。

55、本發(fā)明提供了一種新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源配置優(yōu)化方法及系統(tǒng)，所述方法根據(jù)新型配用電系統(tǒng)的不同碳減排場景需求及其降碳資源類型，確定不同碳減排場景的降碳資源配置方式；根據(jù)所有降碳資源配置方式建立多個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型，并對每個(gè)候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行碳減排潛力評估，得到碳減排指標(biāo)值；基于碳減排指標(biāo)值對所述候選配電網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)劣排序，篩選出最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型；根據(jù)最優(yōu)目標(biāo)新型配用電系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型生成若干個(gè)供電模式樣本，并對所述供電模式樣本進(jìn)行分類，得到若干個(gè)典型供電模式類別；根據(jù)所述典型供電模式類別的集中度和離散點(diǎn)，篩選出目標(biāo)供電模式；根據(jù)所述目標(biāo)供電模式對不同降碳資源配置方式進(jìn)行優(yōu)化，生成新型配用電系統(tǒng)靈活性降碳資源優(yōu)化配置策略。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法通過綜合考慮供電可靠性、靈活性和碳減排潛力，分析靈活性降碳資源的不同配置方式對新型配用電系統(tǒng)的影響，實(shí)現(xiàn)了新型配用電系統(tǒng)中靈活性降碳資源的優(yōu)化配置，提高了新型配用電系統(tǒng)的綜合性能，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。