(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 202211248249.5 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司 地址 310007 浙江省杭州市黄龙路8号 申请人 国网浙江省电力有限公司金华供电 公司 (72)发明人 吴华华　项中明　汤奕　童存智　 谷炜　马翔　沃建栋　陈益渊　 章锐　邹先云　杨立宁　方璇　 钱凯洋　楼贤嗣　吕勤　刘晟源　 陈红敏　 (74)专利代理 机构 杭州华鼎知识产权代理事务 所(普通合伙) 33217 专利代理师 高凌(51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06N 3/12(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 计及碳排放配额的用户侧汽-热-电耦合低 碳调度方法 (57)摘要 本发明公开了计及碳排放配额的用户侧汽 ‑ 热‑电耦合低碳调度方法， 包括： S1： 采集所需数 据； S2： 建立用户侧汽 ‑热‑电耦合转换模型； S3： 构建基于碳排放配额的用户侧碳排放成本模型； S4： 构建计及碳排放配额的用户侧汽 ‑热‑电耦合 低碳调度模型； 当碳排放量小于碳排放配额时， 以用电经济为主进行调度； 当碳排放量高于碳排 放配额时， 兼顾碳排放量和经济性进行调度； S5： 基于遗传算法， 对计及碳排放配额的用户侧汽 ‑ 热‑电耦合低碳调度模型进行求解， 输出不同时 间段用户的最优用总电量、 基本用电量、 燃气量。 本发明通过结合电力市场机制、 电网调度机制， 可以降低用户侧碳排放量、 用户用电成本、 用汽 成本， 提升社会能效利用水平。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115511349 A 2022.12.23 CN 115511349 A 1.计及碳 排放配额的用户侧汽 ‑热‑电耦合低碳调度方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 采集所需数据； S2： 建立用户侧汽 ‑热‑电耦合转换模型， 用于基于燃气的燃烧特性， 电能与热 能间的转 换关系， 实现用户侧燃气量与热量、 耗电量与热量之间的耦合 转换； S3： 构建基于碳排放配额的用户侧碳排放成本模型， 用于根据耦合转换结果、 电网当前 碳排放配额、 当前碳排放量与碳排放配额的关系， 计算当前电网是否需要支 付碳排放成本， 为电网调度提供基础； S4： 构建计及碳排放配额的用户侧汽 ‑热‑电耦合低碳调度模型， 用于对用户不同时间 段的用电量、 燃汽量进行低碳调度， 以实现根据碳排放配额； 当碳排放量小于碳排放配额 时， 以用电经济为主进 行调度； 当碳排放量高于碳排放配额时， 兼顾碳排放量和经济性进 行 调度； S5： 基于遗传算法， 对计及碳排放配额的用户侧汽 ‑热‑电耦合低碳调度模型进行求解， 输出不同时间段用户的最优用总电量、 基本用电量、 燃气量。 2.根据权利要求1所述的计及碳排放配额的用户 侧汽‑热‑电耦合低碳调度方法， 其特 征在于， 所述S1中， 采集的数据包括： 电网碳排放配额、 碳税； 电网当前度电碳排放因子、 当 前单位燃气碳排放因子； 用户总用电量最大、 最小值； 用户燃气使用量最大、 最小值； 其中采 集公式为： 式中： X(t)为t时刻采集的电力 市场/运行信息； 为t时刻碳排放配额； α(t)为t 时刻 碳税； 为t时刻电网度电碳排放因子； 为t时刻单位燃气碳排放因子； Pmin(t),Pmax (t)分别为t时刻用户最小、 最大用电量； P1min(t),P1max(t)分别为t时刻用户最小、 最大基本 用电量； Vmin(t),Vmax(t)分别为t时刻用户最小、 最大燃气使用量。 3.根据权利要求1所述的计及碳排放配额的用户 侧汽‑热‑电耦合低碳调度方法， 其特 征在于， 所述S2中， 建立用户侧汽 ‑热‑电耦合转换模型， 包括： 构建的用户侧汽 ‑热‑电耦合转换模型如下： 式中： Qd(t)为t时刻由电网电量耦合转换产生的热量； P2(t)为t时刻用来产生单位热量 Qd(t)所消耗的用电量； λd(t)为t时刻电量与热量间的转 换因子， 表示当前t时刻单位电量产 生热量的效率； Qv(t)为t时刻由燃气量耦合转 换产生的热量； V(t)为t时刻燃气总消耗量； λv (t)为t时刻燃气量与热量间的转换因子， 表示当前t时刻单位燃气量产生热量的效率。 4.根据权利要求1所述的计及碳排放配额的用户 侧汽‑热‑电耦合低碳调度方法， 其特 征在于， 所述S3中， 构建基于碳 排放配额的用户侧碳 排放成本模型， 包括： 根据用电量与度电碳 排放因子， 计算电力碳 排放量： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115511349 A 2式中： PCO2为用户用电产生的碳排放量； P(t)为t时刻用户总用电量； 为t时刻电网 度电碳排放因子； t1、 t2为低碳调度周期； P1(t)为t时刻用户不转 换为热量部分的耗电量； P2 (t)为t时刻用来产生单位热量 Qd(t)所消耗的用电量； 然后， 根据燃气量与单位燃气碳 排放因子， 计算燃气燃烧产生的碳 排放量： 式中： VCO2为消耗燃气产生的碳排放量； V(t)为t时刻电网燃气消耗量； 为t时刻单 位燃气碳 排放因子； t1、 t 2为电网低碳调度周期； 最后， 构建基于碳 排放配额的用户侧碳 排放成本模型： ZCO2＝PCO2+VCO2； 式中： FCO2为综合碳排放成本， ZCO2为综合总碳排放量， α(t)为t时刻碳税， 为t时刻碳 排放配额； 据电网当前碳排放配额， 基于电力市场机制， 当总碳排放量ZCO2超过t时刻碳排放 配额 时， 则需要根据t时刻碳税α(t)支付碳排放成本； 当总碳排放量ZCO2没有超过t时刻 碳排放配额 时， 则不需要支付 碳排放成本。 5.根据权利要求1所述的计及碳排放配额的用户 侧汽‑热‑电耦合低碳调度方法， 其特 征在于， 所述S4中， 构建计及碳排放配额的用户侧汽 ‑热‑电耦合低碳调度模型， 包括： 构建 目标函数和约束条件； 其中， 计及碳 排放配额的用户侧汽 ‑热‑电耦合低碳调度目标函数如下： F(X)＝mi n(Fd+Fv+FCO2)； 表示电网综合用能成本最低， 式中： F(X)为用户侧汽 ‑热‑电耦合综合用能成本最小目 标函数； Fd为用户用电产生的用能成本； Fv为用户使用燃气产生的用能成本； FCO2为综合碳排 放成本； P(t)为t时刻用户总用电量； V(t)为t时刻用户燃气消耗量； ρd(t)为电网t时刻电 价； ρv(t)为t时刻电网燃气价格； t1、 t 2为低碳调度周期； 其中， 用户侧汽 ‑热‑电耦合低碳调度约束条件如下： 表示用电总量、 基本用电量(不转化为热能的用电量)、 燃气量不得超过最小、 最大值限 制； 式中： P(t)为t时刻用户总用电量； Pmin(t)、 Pmax(t)分别为t时刻用户总用电量下限、 上 限； P1(t)为t时刻基本用电量(不转化为热能的用电量)； P1min(t)、 P1max(t)分别为t时刻基本 用电量下限、 上限； V(t)为t时刻用户燃气消耗量； Vmin(t)、 Vmax(t)分别为t时刻用户燃气使权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115511349 A 3