基于改进 WCVaR 评估模型的新型电力系统低碳经济调度技术研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.05.011

电器与能效管理技术 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (5): 76-84.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.05.011

基于改进 WCVaR 评估模型的新型电力系统低碳经济调度技术研究

刘戬¹, 范新野¹, 乔继斌¹, 刘东²

1.南瑞集团有限公司北京科东电力控制系统有限责任公司, 北京 100192
2.中国电力科学研究院有限公司, 北京 100192

收稿日期:2025-04-01 出版日期:2025-05-30 发布日期:2025-07-24
作者简介:刘戬(1990—),男,工程师,主要从事电力系统分析及其自动化相关工作。|范新野(1986—),男,工程师,主要从事电力系统分析及其自动化相关工作。|乔继斌(1972—),男,工程师,主要从事电力系统分析及其自动化相关工作。

Research on Low-Carbon Economic Dispatch Technology for New Power Systems Based on Improved WCVaR Evaluation Model

LIU Jian¹, FAN Xinye¹, QIAO Jibin¹, LIU Dong²

1. Beijing Kedong Electric Power Control System Co.,Ltd.,Nari Group Corporation, Beijing 100192, China
2. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China

Received:2025-04-01 Online:2025-05-30 Published:2025-07-24

摘要/Abstract

摘要：

构建以新能源为主体的新型电力系统是“双碳”目标的枢纽平台,但新能源发电的不稳定性给电力系统带来了调峰挑战和灵活性缺失等难题。为有效平衡系统的经济性与安全性,首先,引入改进最差条件风险价值(WCVaR)来量化评估新能源出力不确定性带来的潜在风险;其次,引入激励策略平衡用电负荷并对火电机组进行调峰-碳捕集优化升级,提升调峰能力及新能源消纳水平,缓解火电机组深度调峰带来的过度碳排放问题;再次,建立以系统运营成本与运行风险综合最优为目标的低碳经济调度模型;最后,通过仿真验证了所提模型的有效性。

关键词: 新型电力系统, 深度调峰, 改进 WCVaR, 低碳经济调度

Abstract:

Building a new power system with new energy as the main body is the hub platform for the “dual carbon” goal,but the instability of new energy generation brings challenges such as peak shaving and lack of flexibility to the power system.To effectively balance the economy and safety of the system,the following steps are taken.Firstly,the improved Worst Condition Value at Risk (WCVaR) is introduced to quantitatively evaluate the potential risks brought by the uncertainty of new energy output.Secondly,an incentive strategy is introduced to balance the electricity load and optimize and upgrade the peak shaving carbon capture of thermal power units,enhancing peak shaving capacity and new energy consumption level,and alleviating the excessive carbon emissions caused by deep peak shaving of thermal power units.Thirdly,a low-carbon economic dispatch model is established with the goal of achieving comprehensive optimization of system operation costs and operation risks.Finally,the effectiveness of the proposed model is verified through experimental simulations.

Key words: new power system, deep peaking, improved WCVaR, low-carbon economic dispatching

中图分类号:

TM73

刘戬, 范新野, 乔继斌, 刘东. 基于改进 WCVaR 评估模型的新型电力系统低碳经济调度技术研究[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(5): 76-84.

LIU Jian, FAN Xinye, QIAO Jibin, LIU Dong. Research on Low-Carbon Economic Dispatch Technology for New Power Systems Based on Improved WCVaR Evaluation Model[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(5): 76-84.

图/表 13

图1

图2

表1

表2

图3

图4

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图6

表4

表5

图7

表6

参考文献 15

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机组类型	参数	数值
火电机组	最大发电功率/MW	9 000
	最小发电功率/MW	2 700
	最大爬坡速率/MW	3 600
	燃料成本系数a/(元·MW^-1)	0.021 2
	燃料成本系数b/(元·MW^-1)	21.06
	燃料成本系数c/元	1 313.61
	碳排放强度(常规调峰)/(t·MW^-1)	1.0
	碳排放强度(不投油调峰)/(t·MW^-1)	1.3
	碳排放强度(投油调峰)/(t·MW^-1)	1.6
碳捕集机组	自身能耗/MW	5.1
	运行能耗系数/(MWh·t^-1)	0.268
	碳捕集效率	0.92
新能源机组	风电最大装机容量/MW	61 100
新能源机组	光伏最大装机容量/MW	2 100

参数	数值
碳交易价格/(元·t^-1)	140
碳交易区间长度/t	2 000
奖励系数	0.25
惩罚系数	0.25
碳交易价格增长幅度/%	25
弃新能源惩罚/(元·MW^-1)	800
切负荷惩罚/(元·MW^-1)	10 000

调峰方式	火电煤耗成本/ 万元	碳交易成本/ 万元	系统总成本/ 万元	弃新能源率/%	碳排放量/t	碳排放强度/(t· MWh^-1)
方式1	1 254.11	719.03	17 206	13.811	129 221	1.000 0
方式2	854.77	544.80	13 608	10.791	120 081	1.189 7
方式3	930.58	-895.64	10 682	8.731	25 102	0.234 5

对照组	模型	I_CVaR/ 万元	I_WCVaR/ 万元	改进的 I_WCVaR/万元
1	CVaR模型	5 286.59	0	0
2	WCVaR模型	0	5 405.65	0
3	改进的WCVaR模型	0	0	5 333.09

偏好权重ρ	风险值/万元	系统总成本/万元	弃新能源率/%
0.0	5 161.52	13 076	7.293 1
0.3	5 248.16	11 223	7.494 9
0.7	5 361.50	10 907	7.592 2
1.0	5 403.65	10 680	7.772 9

基于改进 WCVaR 评估模型的新型电力系统低碳经济调度技术研究

Research on Low-Carbon Economic Dispatch Technology for New Power Systems Based on Improved WCVaR Evaluation Model

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参数	场景类型
参数	最坏情况分析(WCA)	概率场景分析
最大潜在损失 L_max/万元	1 200	1 500 (未覆盖极端场景)
期望损失E/万元	—	300
预防措施成本/万元	500	200
95%VaR/万元	1 200	800
95%CVaR/万元	1 200	1 200

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