Page 29 - 2023年第54卷第10期

节电源机组追踪用户的负荷值，构建考虑阶梯式碳交易的风 － 光 － 火 － 抽蓄联合运行系统日前优化调
度模型。
２．１ 目标函数 构建联合运行系统日前优化调度模型的目标函数主要包括 ４部分：火电厂运行成本、
弃风弃光惩罚成本、抽蓄电站运行成本和碳排放成本，优化调度的目的是优化各电源的出力使联合运
行系统的总运行成本最小。本文所建模型的目标函数为：
Ｐ
ｍｉｎＦ ＝ ｃ＋ ｃ ＋ ｃ＋ ｃ （１）
ｏｕｔ
ｐｓ
ｉ
ＣＯ ２
Ｐ
式中：ｃ 为火电机组运行成本；ｃ 为弃风弃光惩罚成本；ｃ为抽蓄电站运行成本；ｃ 为碳排放成本。
ｉ ｏｕｔ ｐｓ ＣＯ ２
２．１．１ 火电厂运行成本 火电机组运行成本是一个凸性的非线性二次函数 ［２５］ ，公式为：
Ｔ
ｇ
ｇ
Ｐ
２
ｉ ∑
ｃ ＝ ｆ Δ ｔａ（Ｐ ） ＋ｂＰ ＋ｃ ] （２）
[
ｉ
ｉ，ｔ
ｉ
ｉ ｉ，ｔ
ｔ ＝１
ｇ
式中：ｔ为运行时间；Ｔ为时段数；ｆ为煤价；ａ、ｂ和 ｃ为火电机组的煤耗系数；Ｐ 为火电机组 ｉ的
ｉ ｉ ｉ ｉ，ｔ
出力；Δ ｔ为时间间隔。
在建模过程中对火电机组非线性燃料成本函数进行分段线性化处理，分段线性之后求解器可进行
较好的分析计算。因此，对火电机组非线性燃料成本函数分 ５段，进行线性化处理，如图 ２所示。
５
ｔ
Ｐ
ｃ ＝Ａｕ ＋ Ｆ δ ｌ （ｉ，ｔ） （３）
ｉ ｉ ∑
ｉ
ｌ，ｉ
ｌ ＝１
（ｉ，ｔ） ≤Ｔ － ｐ
δ １ １，ｉ ｉ
（ｉ，ｔ） ≤Ｔ － Ｔ
δ ２ ２，ｉ １，ｉ
（ｉ，ｔ） ≤Ｔ － Ｔ （４）
δ ３ ３，ｉ ２，ｉ
（ｉ，ｔ） ≤Ｔ － Ｔ
δ ４ ４，ｉ ３，ｉ
（ｉ，ｔ） ≤ｐ － Ｔ
δ ５ ｉ ４，ｉ
２
式中：Ａ＝ ａ＋ ｂｐ＋ ｃｐ ；Ｆ 为分 段线 性 化 曲 线 中 机 组 ｉ在 ｌ
ｉ
ｉ
ｉ
ｉ
ｉ
ｉ
ｌ，ｉ
（ｉ，ｔ）为 ｔ时 段机 组 ｉ在 ｌ段的出力；Ｔ 为
段的微增成 本；δ ｌ ｌ，ｉ
ｔ
机组 ｉ在 ｌ段的出力上限；ｕ为二进制变量，表示机组的运行
ｉ
状态，ｐ和ｐ分别为火电机组 ｉ的最小和最大允许出力。
ｉ
ｉ
２．１．２ 弃风弃光惩罚成本 弃电的成本为弃风成本和弃光成本
之和，即：
Ｔ Ｔ
ｏｕｔ ∑
ｃ ＝ ξ ｗ （Ｐ ｗ，ｔ －珔 ）＋ ∑ ξ ｐｖ （Ｐ ｐｖ，ｔ －珔 ） （５） 图 ２ 火电机组燃料成本曲线分段线性化
Ｐ
Ｐ
ｐｖ，ｔ
ｗ，ｔ
ｔ ＝１ ｔ ＝１
式中：ｃ 为弃风弃光的总惩罚成本；Ｐ 、Ｐ 分别为风电和光伏出力的预测值； 珔 、 珔 分别为风
Ｐ
Ｐ
ｏｕｔ ｗ，ｔ ｐｖ，ｔ ｗ，ｔ ｐｖ，ｔ
分别为弃风与弃光的惩罚费用（元?（ＭＷｈ））。
电和光伏并入电网的值；ξ ｗ 、ξ ｐｖ
２．１．３ 抽蓄电站的运行成本 抽蓄电站的运行成本主要包括向电网购买电能的费用和机组的启停成
本，本文仅考虑向电网购买电能的费用，主要跟抽水的功率和电网的电价有关：
Ｔ
Ｓ
ｐｓ ∑
ｃ ＝ （ＣＰ） Δ ｔ （６）
ｔ
ｐ
ｔ ＝１
Ｓ
式中：Ｃ 为 ｔ时段的电价；Ｐ 为 ｔ时段抽蓄的抽水功率，Δ ｔ为时间间隔。
ｐ ｔ
２．１．４ 碳排放成本 相比于设置碳限额的碳减排方式，文献［２６］将碳交易机制是根据 《京都议定书》
对电力生产商的碳全引入市场交易手段，以实现碳减排的目的。
１）实际碳排放量。对于高碳排放的企业，将碳交易机制作为碳排放量的自由交易商品是实现减排
机制的重要途径。目前我国主要有两种碳交易配额分配方法，为历史法和基准线法。本文采用基准线
法进行碳排放额的分配，风光作为可再生能源，不产生碳排放量，近似认为系统碳排放额与火电机组
的出力成正比。系统的碳排放额计算公式为：
１
— １ ６ ５ —