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８１２０２４年９月ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第４３卷第５期
ＤＯＩ：１０．１２１５８／ｊ．２０９６３２０３．２０２４．０５．００８
考虑碳排放流与需求响应的电力系统两阶段优化调度
１１１１２，３２，３
蔡新雷，董锴，崔艳林，林旭，夏雨星，余洋
（１．广东电网有限责任公司电力调度控制中心，广东广州５１０６００；
２．新能源电力系统全国重点实验室（华北电力大学（保定）），河北保定０７１００３；
３．河北省分布式储能与微网重点实验室（华北电力大学（保定）），河北保定０７１００３）
摘要：
风电接入从发电侧降低了电力系统碳排放，而引入需求响应消纳弃风为负荷侧降碳提供了新思路。文中
综合考虑风电和需求响应，基于电力系统碳排放流理论提出日前、日内两阶段电网低碳优化调度方法。首先，分析
电力系统碳排放流理论，建立负荷侧的节点碳势模型；其次，将柔性负荷分为可转移负荷和可削减负荷，基于负荷
节点碳势模型设计调用这两类负荷降碳的响应机制；然后，建立考虑低碳性和经济性的源荷协调日前优化调度模
型，基于模型预测控制求解日前优化调度模型，并通过反馈校正调整日内调度结果。最后，分别通过改进ＰＪＭ５节
点和ＩＥＥＥ３００系统进行仿真验证，证明了文中所提优化调度方法能有效促进柔性负荷消纳风电，减少弃风，同时
实现负荷侧降碳。
关键词：
碳排放流；风电；需求响应；优化调度；柔性负荷；模型预测控制
中图分类号：ＴＭ７２１文献标志码：Ａ文章编号：
２０９６３２０３（２０２４）０５００８１１０
碳经济性，文献［１５］提出多时间尺度优化调度策
０引言
略，有效提高系统运行的低碳经济性。文献［１６１７］
风电等新能源接入电网减少了火电、燃气等传进一步引入碳排放流的概念，碳排放流依附于电力
统机组出力，可从电源侧缓解电力系统节能减排压系统潮流，通过潮流计算可动态描绘负荷侧的实际
［１３］
力，但风电出力的不确定性导致弃风时有发碳排放量。在此基础上，文献［１８］使用碳排放流定
［４５］量表示负荷侧碳排放量，建立基于ｓｈａｐｌｅｙ值的负荷
生。在“双碳”目标下，低碳减排受到广泛关
［６８］侧碳排放责任分摊机制，同时根据碳责任建立阶梯
注，若引入需求响应参与风电消纳，不仅能有效
减少弃风，还能从负荷侧降低电力系统碳排放。碳价，形成以碳价为信号引导负荷侧需求响应的调
可见，发电侧调度和负荷侧需求响应均能实现度模型。可见，碳排放流理论为负荷侧降碳提供了
电力系统节能减排，只是当前仍延续削减高耗能机一种可行的量化途径，但当前研究未考虑普通负荷
组出力的传统发电侧降碳思路。如文献［９１１］从发和柔性负荷的区别，也未对负荷参与需求响应的方
电侧碳排放配额出发，建立发电机的碳排放额度和式做任何阐述，研究还不够深入。
惩罚成本调度模型，通过关闭高耗能机组、增大低综上，文中首先基于碳排放流理论分析负荷侧
耗能机组出力来实现降碳。然而，发电侧调度措施节点碳排放量；其次设计利用柔性负荷消纳弃风以
削弱了发电侧的积极性，也难以反映负荷侧的碳排从负荷侧降低碳排放的响应机制；然后依据精细的
放责任，故对低碳调度的研究逐渐由发电侧延伸到
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