[发明专利]计及污染气体排放风险的环境经济调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及风电出力排放污染气体的风险评估领域，特别是一种计及污染气体排放风险的环境经济调度方法。

背景技术

在能源短缺和环境污染日益严峻的今天，对占全社会污染气体排放较大比重的电力系统进行污染气体排放的评估与管理具有重要的现实意义。在此背景下，风力发电由于具有不消耗一次能源且无污染气体排放的优点，在世界各国得到的了快速发展。环境经济调度作为电力系统控制污染气体排放的重要手段，如何考虑风电出力的随机性实现污染气体排放的评估与管理是当前环境经济调度优化决策中亟待解决的重大课题。

从本质上讲，兼顾环境保护和经济效益的发电调度即为环境经济调度，其较多的体现形式为在追求火电机组发电运行成本尽可能低的经济调度模型中，增加了使得污染气体排放量尽可能低的目标函数，从而使得环境经济调度转变为含污染气体排放评估指标的多目标优化问题。由此，环境经济调度必然包含2个评估和管理目标：火电机组发电运行成本和污染气体排放。

针对环境经济调度优化目标之一的火电机组发电运行成本的评估与管理，现有文献从确定性评估到不确定性取得了较为丰硕的研究成果。鉴于环境经济调度本质上是经济调度的延续，显然环境经济调度可以借鉴已有的经济调度中的经济性评估指标对火电机组的发电运行成本进行评估和管理。考虑风电出力的随机性，采用火电机组发电运行成本指标或者其期望值来评估环境经济调度中的火电机组运行成本。针对风电出力随机性造成的经济风险，分别将风险价值(value at risk,VaR)、条件风险价值(conditional value at risk,CVaR)和半绝对离差风险(semi-absolute deviation,SAD)评估指标应用到含风电的经济调度中，在最小化火电机组发电运行成本的同时，以实现对经济风险进行有效的管理。

然而，针对环境经济调度优化目标之二的火电机组污染气体排放的评估指标，目前还没有风险评估指标以及相应的风险管理模型的文献报道。在随机环境下，现有文献大都采用污染气体的排放浓度、某一时段内污染气体的排放量以及单位电量减少的污染气体排放量等，或者以其期望值作为评估指标，而在随机环境下这些指标的实现具有一定的风险性。再就目前电力系统节能减排的实际情况来看，由于缺乏风险管理意识，导致最后以牺牲巨大的经济利益，采用极端的“拉闸限电”手段达到节能减排考核评估的现象，更需要业界对现有的节能减排评估和管理方法的局限性进行深刻的反思。

另一方面，在对环境经济调度的污染气体排放进行评估时，采用了价格罚因子(price penalty factor,PPF)的概念将污染气体的排放转化为火电机组运行的经济成本，从而借助经济性指标来评估污染气体的排放。该思路原理较为简单，但如果将其运用于污染气体排放的风险评估会导致3个问题：1)各地区电源结构和负荷需求的不同PPF的确定必然不同，其评估结果无横向可比性；2)由于人为引入了PPF，其评估结果不能真实的反映污染气体排放风险；3)评估结果与目前各国各地区污染气体排放的评估指标不一致。因此，必须结合环境经济调度污染气体排放的固有特征，建立污染气体排放风险评估指标以及相应的风险管理模型。

发明内容

本发明的目的就是提供一种计及污染气体排放风险的环境经济调度方法，可以实现在风电出力具有随机性的环境下，对环境经济调度中污染气体排放可能面临的风险进行量化评估，使得调度机构能有效的管理环境经济调度中污染气体的排放。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有如下具体步骤：

1)构建环境经济调度污染气体排放风险评估指标；

2)在多场景理论框架内建成计及污染气体排放风险的多目标随机动态环境经济调度模型；

3)由所建模型对风电出力场景进行模拟，采用后向场景削减技术对模拟出的风电出力场景进行削减，然后在削减后的风电出力场景集合基础上进行环境经济调度的优化决策；

4)采用内嵌目标相对占优的遗传算法，对削减后形成的复杂动态非线性模型进行求解，得到综合最优解；

5)调度机构根据综合最优解对风电出力污染气体排放风险进行评估及管理；

步骤1)中所述的构建环境经济调度污染气体排放风险评估指标包括：