(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211229675.4 (22)申请日 2022.10.08 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路2号 申请人 国网新疆电力有限公司 (72)发明人 毛雅铃　袁铁江　 (74)专利代理 机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 1 1251 专利代理师 李晓莉 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种考虑碳排放配额影响与区域污染物浓 度约束的环境经济调度方法 (57)摘要 本发明涉及一种考虑碳排放配额影响与区 域污染物浓度约束的环境经济调度方法， 采用A 值法计算区域大气环境容量系数， 确定各区域环 境污染物浓度阈值； 基于传统基准值法、 考虑污 染物浓度阈值确定各区域碳排放初始 配额， 从而 建立碳交易成本模型； 采用多源高斯烟羽扩散模 型从时间、 空间、 浓度三个维度， 建立燃煤机组污 染物浓度分布模 型； 考虑污染物浓度约束与碳交 易成本建立环 境经济调度优化模 型。 与现有技术 相比， 本发 明考虑区域环境差异性进行初始碳排 放配额的分配， 从控制碳排放量和限制污染物浓 度时空分布出 发建立优化模型， 合理调整机组出 力， 缓减污染物浓度阈值较低区域的环境压力。 权利要求书4页 说明书10页 附图3页 CN 115545478 A 2022.12.30 CN 115545478 A 1.一种考虑碳排放配额影响与区域污染物浓度约束的环境经济调度方法， 其特征在 于， 包括如下步骤： 步骤1： 采用A值法计算区域大气环境 容量系数， 确定各区域环境污染物浓度阈值； 步骤2： 基于基准值法、 考虑污染物浓度阈值确定各区域碳排放初始配额， 建立阶梯型 碳交易成本模型； 步骤3： 采用多源高斯烟羽扩散模型从时间、 空间、 浓度三个维度， 建立燃煤机组污染物 浓度分布模型； 步骤4： 以碳交易成本、 机组启停成本和弃风弃光成本为目标， 考虑区域环境污染物浓 度约束建立环境经济调度模型； 步骤5： 以年为运行周期进行运行模拟， 求解该模型获得最优电源出力和各设备的运行 曲线以及燃 煤机组功率分配。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于所述步骤1中， 根据A值法求解大气环境容 量， 区域边界污染物浓度表达为： 其中： A为大气环境容量系数， km2/a； H为混合层高度， m； vd、 vw分别为平均干沉降速度及 湿沉降速度， m/s； U为气体平流速度， m/s； S为该区域的面积， km2； c为污染物浓度， mg/m3， 当A ＝0时c＝c0； q为大气污染物在浓度为c时的排 放量， t/a； t 表示时间； 求得的区域 k的污染物浓度阈值 为： 其中， tvk为区域k的污染物浓度阈值， 即该区域可承受的最大污染物浓度， mg/m3； qk为 区域k污染物排放总量， t； Ak为区域k大气环境容量系数， km2/a； vk为区域k的风速， m/s； Sk为 区域k的面积， km2； Hk为区域k的混合层高度， m。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述步骤2中， 考虑污染物浓度阈值确定各 区域碳排放初始配额， 首 先， 采用基准 值法确定的初始碳 排放配额为： 式中， ceak.0表示区域k初始碳排放配额， quota0是单位发电量的初始碳排放配额系数， Pt.k表示t时刻区域 k的发电量， T为调度周期； 其次， 在初始碳排放配额的基础上， 由区域环境污染物阈值， 对碳排放配额进行调整； 根据环境差异将规划区域划分为K个子区域， 子区域k0的污染物浓度阈值为tvk0， 假定该区 域单位发电量碳配 额系数为quota0， 若区域环境浓度阈值满足tvk≤tvk+1， 则区域k的碳配 额 系数为： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115545478 A 2其中， K为划分的区域总数， quotak为区域k考虑大气环境背景的碳配额系数； ω表示污 染物浓度阈值与碳排放量配额之间的相关系数， 因火电机组在污染物和二氧化碳排放量上 存在数量级的差异， 因此二 者之间需要 进行转换。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤2中， 阶梯型碳交易成本模型为： 式中， fCO2表示碳交易成本函数， cemk为区域k碳排放量， Δcemk为区域k的碳排放交易 量， cc表示燃煤机组碳排放系数， ceak表示区域k碳排放配额， PC.t.k为区域k在t时刻的火电 机组功率， Pt.k表示区域k在t时刻的电源总功率， θ为碳排放区间长度， λ为碳交易价格区 间增长率， C1为碳交易基础价格。 5.根据权利要求4所述的方法， 其特征在于， 所述步骤3 中， 燃煤机组污染物浓度分布模 型由如下 过程推出： 高架连续 点源的地 面浓度为： 其中， c为污染物浓度； x、 y、 z分别表示任一点到原点的坐标值； σy、 σz分别为水平扩散系 数、 垂直扩散系数； v是平均风速， m/s； 烟囱的有效高度Hc为烟囱实际高度Hcs与烟羽提升高 度ΔHc之和， Q为燃煤电厂在检测时段内排 放的污染物质量； 将风向坐标系统一 转换为地理坐标系： 其中， x、 y为高斯烟羽扩散模型使用的坐标变量， m； xpol、 ypol为点源的地理坐标系坐标 变量， m； xmon、 ymon为计算点或监测点的地理坐标系坐标变量， m； 为风向角(以正南方向为正 方向)， 度； 据此可得到燃煤机组i的排 放物m在坐标(x， y， 0)处的浓度值： 其中， 为机组i污染m的浓度值， 表示机组i污染物m的排 放量； 故t时刻区域 k的燃煤机组污染物m浓度贡献值可由式表示 为： 其中， 表示燃煤机组在t时刻k区域的污染物m浓度贡献， 为t时刻机组i在检测点j 处的污染物m浓度， Y为污染物浓度检测点数， N 为燃煤机组个数。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115545478 A 3