本技術(shù)涉及農(nóng)業(yè)能源互聯(lián)網(wǎng)，特別涉及一種基于碳排放流模型的農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著“雙碳”目標(biāo)的提出和對(duì)環(huán)境可持續(xù)性關(guān)注日益增加，在這一背景下，配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。傳統(tǒng)的配電網(wǎng)優(yōu)化主要關(guān)注經(jīng)濟(jì)性和可靠性，但隨著環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，碳排放量作為衡量環(huán)境影響的重要指標(biāo)，逐漸成為優(yōu)化目標(biāo)的重要組成部分。

2、相關(guān)技術(shù)，可以通過分析農(nóng)村生產(chǎn)生活用能結(jié)構(gòu)和不同分布式電源擴(kuò)散的技術(shù)擴(kuò)散模型建立分布式電源規(guī)模預(yù)測模型，并利用分布式電源規(guī)模預(yù)測模型測算農(nóng)村能源電力碳排放和減排潛力；也可以基于農(nóng)村綜合能源系統(tǒng)框架構(gòu)建農(nóng)村綜合能源系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而建立農(nóng)村綜合能源系統(tǒng)低碳供用能模式配置模型，由此解決農(nóng)村綜合能源系統(tǒng)的各類能源社保的配置和運(yùn)行策略的組合優(yōu)化問題。

3、然而，相關(guān)技術(shù)中，大多數(shù)研究關(guān)注的是如何提高電網(wǎng)的運(yùn)行效率、降低農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行成本、保障供電可靠性以及滿足電力需求等問題，較少涉及碳排放成本對(duì)農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的影響，使得農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)無法詳細(xì)合理的分配碳排放責(zé)任，導(dǎo)致農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本較高、碳排放較為嚴(yán)重等，亟待解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種基于碳排放流模型的農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法及裝置，以解決相關(guān)技術(shù)中，農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)無法詳細(xì)合理的分配碳排放責(zé)任，農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本較高、碳排放較為嚴(yán)重等問題。

2、本技術(shù)第一方面實(shí)施例提供一種基于碳排放流模型的農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法，包括以下步驟：根據(jù)農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)在至少一個(gè)時(shí)刻的目標(biāo)參數(shù)確定所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的主網(wǎng)碳勢，并利用所述主網(wǎng)碳勢計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的有功潮流；基于所述目標(biāo)參數(shù)，根據(jù)所述有功潮流計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣；通過所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣構(gòu)建所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的碳排放流模型，并基于所述碳排放流模型生成所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化模型，以利用所述優(yōu)化模型優(yōu)化所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)，使得優(yōu)化后的所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件。

3、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)在至少一個(gè)時(shí)刻的目標(biāo)參數(shù)確定所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的主網(wǎng)碳勢，并利用所述主網(wǎng)碳勢計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的有功潮流，包括：根據(jù)所述目標(biāo)參數(shù)計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的主網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣、節(jié)點(diǎn)碳勢向量、支路碳流率分布矩陣和負(fù)荷碳流率向量；基于所述主網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣、所述節(jié)點(diǎn)碳勢向量、所述支路碳流率分布矩陣和所述負(fù)荷碳流率向量確定所述主網(wǎng)碳勢；利用所述主網(wǎng)碳勢計(jì)算所述有功潮流。

4、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述通過所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣構(gòu)建所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的碳排放流模型，包括：判斷所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣的取模值是否等于0；如果所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣的取模值不等于0，則基于所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的碳勢和至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷碳流率，否則去除所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣中對(duì)角元素為0所在行對(duì)應(yīng)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)線路，并重新計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣，以基于計(jì)算后的節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的碳勢和至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷碳流率；根據(jù)所述碳勢和所述負(fù)荷碳流率構(gòu)建所述碳排放流模型。

5、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述基于所述碳排放流模型生成所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化模型，以利用所述優(yōu)化模型優(yōu)化所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)，使得優(yōu)化后的所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件，包括：基于所述碳排放流模型構(gòu)建所述優(yōu)化模型；建立所述優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)；利用所述目標(biāo)函數(shù)設(shè)置所述優(yōu)化模型的約束條件；基于所述約束條件，通過粒子群優(yōu)化算法求解所述優(yōu)化模型，以利用所述優(yōu)化模型優(yōu)化所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)，使得優(yōu)化后的所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件。

6、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式可以但不限于為：

7、

8、其中，fgrid為系統(tǒng)的運(yùn)行成本、fcarbornflow為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的碳排放成本、fuppv為光伏發(fā)電上網(wǎng)收益、為農(nóng)業(yè)園區(qū)節(jié)點(diǎn)碳減排收益、為光伏發(fā)電碳減排收益。

9、本技術(shù)第二方面實(shí)施例提供一種基于碳排放流模型的農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化裝置，包括：第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)在至少一個(gè)時(shí)刻的目標(biāo)參數(shù)確定所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的主網(wǎng)碳勢，并利用所述主網(wǎng)碳勢計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的有功潮流；第二計(jì)算模塊，用于基于所述目標(biāo)參數(shù)，根據(jù)所述有功潮流計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣；生成模塊，用于通過所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣構(gòu)建所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的碳排放流模型，并基于所述碳排放流模型生成所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化模型，以利用所述優(yōu)化模型優(yōu)化所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)，使得優(yōu)化后的所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件。

10、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一計(jì)算模塊，包括：第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)參數(shù)計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的主網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣、節(jié)點(diǎn)碳勢向量、支路碳流率分布矩陣和負(fù)荷碳流率向量；第二計(jì)算單元，用于基于所述主網(wǎng)節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣、所述節(jié)點(diǎn)碳勢向量、所述支路碳流率分布矩陣和所述負(fù)荷碳流率向量確定所述主網(wǎng)碳勢；第三計(jì)算單元，用于利用所述主網(wǎng)碳勢計(jì)算所述有功潮流。

11、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述生成模塊，包括：判斷單元，用于判斷所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣的取模值是否等于0；第四計(jì)算單元，用于在所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣的取模值不等于0時(shí)，基于所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的碳勢和至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷碳流率，否則去除所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣中對(duì)角元素為0所在行對(duì)應(yīng)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)線路，并重新計(jì)算所述節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣，以基于計(jì)算后的節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣計(jì)算所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的碳勢和至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷碳流率；第一構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述碳勢和所述負(fù)荷碳流率構(gòu)建所述碳排放流模型。

12、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述生成模塊，包括：第二構(gòu)建單元，用于基于所述碳排放流模型構(gòu)建所述優(yōu)化模型；建立單元，用于建立所述優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)；設(shè)置單元，用于利用所述目標(biāo)函數(shù)設(shè)置所述優(yōu)化模型的約束條件；優(yōu)化單元，用于基于所述約束條件，通過粒子群優(yōu)化算法求解所述優(yōu)化模型，以利用所述優(yōu)化模型優(yōu)化所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)，使得優(yōu)化后的所述農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件。

13、可選地，在本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，所述優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式可以但不限于為：

14、

15、其中，fgrid為系統(tǒng)的運(yùn)行成本、fcarbornflow為負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的碳排放成本、fuppv為光伏發(fā)電上網(wǎng)收益、為農(nóng)業(yè)園區(qū)節(jié)點(diǎn)碳減排收益、為光伏發(fā)電碳減排收益。

16、本技術(shù)第三方面實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實(shí)現(xiàn)如上述實(shí)施例所述的基于碳排放流模型的農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法。

17、本技術(shù)第四方面實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上的基于碳排放流模型的農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法。

18、本技術(shù)第五方面實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，該程序被執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上的基于碳排放流模型的農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法。

19、本技術(shù)實(shí)施例可以通過節(jié)點(diǎn)有功通量矩陣構(gòu)建農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的碳排放流模型，并基于碳排放流模型生成農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化模型，以利用優(yōu)化模型優(yōu)化農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性以及低碳性，又保障了溫室作物的生產(chǎn)，提升了農(nóng)業(yè)能源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。由此，解決了相關(guān)技術(shù)中，農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)無法詳細(xì)合理的分配碳排放責(zé)任，農(nóng)村能源網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行成本較高、碳排放較為嚴(yán)重等技術(shù)問題。

20、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實(shí)踐了解到。