Low-carbon Planning of Power System Considering Carbon Emission Flow

ZHAO Wei; XIONG Zhengyong; PAN Yan; LI Fuqiang; XU Peng; LAI Xiaowen

doi:10.7500/AEPS20220530004

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Low-carbon Planning of Power System Considering Carbon Emission Flow

Power System Analysis and Optimization from Carbon Perspective | 更新时间：2025-06-16

- Low-carbon Planning of Power System Considering Carbon Emission Flow
- Automation of Electric Power Systems Vol. 47, Issue 9, Pages: 23-33(2023)
- 作者机构：
  
  1.国家电网有限公司华北分部，北京市 100053
  2.北京清能互联科技有限公司，北京市 100084
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20220530004
  CLC：
- Received：30 May 2022，
  
  Revised：2022-11-02，
  
  Published Online：18 January 2023，
  
  Published：10 May 2023
- 稿件说明：
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赵伟,熊正勇,潘艳等.计及碳排放流的电力系统低碳规划[J].电力系统自动化,2023,47(9):23-33.

ZHAO Wei,XIONG Zhengyong,PAN Yan,et al.Low-carbon Planning of Power System Considering Carbon Emission Flow[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):23-33.
赵伟,熊正勇,潘艳等.计及碳排放流的电力系统低碳规划[J].电力系统自动化,2023,47(9):23-33. DOI： 10.7500/AEPS20220530004.

ZHAO Wei,XIONG Zhengyong,PAN Yan,et al.Low-carbon Planning of Power System Considering Carbon Emission Flow[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(9):23-33. DOI： 10.7500/AEPS20220530004.

摘要

为促进电力行业实现低碳目标，合理有效的电力系统规划至关重要，需求响应参与电力系统规划是减少系统碳排放的重要手段。为此，设计了计及碳排放流和需求响应的电力系统双层低碳规划模型。上层规划模型为投资规划模型，以投资成本与运行成本之和最低为目标，内嵌全年8 760 h时序运行模拟模型，采用机组聚类线性化方法对传统燃煤机组进行建模，协调优化传统机组、新能源和储能的投建容量；下层模型根据上层模型计算出的机组出力和线路潮流数据，基于碳排放流理论和负荷侧阶梯碳价机制形成需求响应模型，合理调节负荷分布以降低碳排放量及碳排放成本。最后，在改进的IEEE RTS-24节点系统上对所提模型进行了分析与验证。

Abstract

In order to promote the power industry to achieve the low-carbon target

the reasonable and effective power system planning is very important. The participation of demand response in the power system planning is an important means to reduce system carbon emission. To this end

a power system bilevel low-carbon planning model considering carbon emission flow and demand response is designed. The upper-level planning model is the investment planning model

which aims to minimize the sum of investment cost and operation cost

embeds the annual 8 760 h sequential operation simulation model

and adopts the unit clustering linearization method to model the traditional coal-fired unit

so as to coordinate and optimize the construction capacity of traditional unit

renewable energy and energy storage. According to the unit output and line power flow data calculated by the upper-level model

the lower-level model forms a demand response model based on the carbon emission flow theory and the load-side step carbon price mechanism

and reasonably adjusts the load distribution to reduce the carbon emission and carbon emission cost. Finally

the proposed model is analyzed and verified on an modified IEEE RTS-24-bus system.

关键词

Keywords

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