第x卷第x期南方能源建设Vol.x No.xSOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION基于电-碳协同管控的新型电力系统低碳调度技术(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)摘要：[目的]随着“双碳”目标和以新能源为主体的新型电力系统建设的不断推进，电力系统运行方式变得复杂多变，其安全稳定递行面临巨大的挑战，亟须对多发电方式下的电力系统多目标综合优化协同调度技术进行深入研究提升电网对大规模清洁能源的消钠能力以及电力系统低碳经济安稳运行水平。[方法]针对以上问题，文章提出了基于电碳协同管控的新型电力系毓低碳调度技术实现电网清洁低碳经济稳定运行。文章首先分析了新型电力系统多时间尺度调控机制，以电力系统送行和碳排放成本综合最优为目标，综合考虑系统运行的各种约束条件构建了综合考虑电力系统运行成本、碳排放成本的多目标综合优化调度模型，基于改进NSGAⅡ算法对机组出力进行优化算法实现新型电力系统运行成本与碳排放达到最优平衡。[结果]然后通过对算法的收敛性能及目标结果等方面进行了验证分析，结采表明，在不造成过多经济压力的前提下，文章算法可有效降低72%的碳排放量，实现经济-环境协同的电网资源最优配置。[结论]文章提出的电-碳协同多目标优化调度模型能够实现远行成本、碳交易成本与碳捕捉成本的最优平衡，支撑“双碳”目标。关键词：双碳；电-碳协同；NSGA-Ⅱ算法；低碳调度；新型电力系统D0I:10.16516M.ceec.2024-391文章编号：2095-8676(2025)CsTR:32391.14i.ceec.2024-391中图分类号：TK01:TM73The Low Carbon Dispatch Technology for New Power SystemsBased on Electricity Carbon Collaborative ControlQIAO Jibin',FAN Xinye',LIU Jian',LIU Dong?(1.Nari GroupCorporation,Beijing Kedong Electric Power ControlSystem Co.,Ltd,Beijing 100192,China;2.China Electric Power Research Institute,Beijing 100192,ChinaAbstract:[Objective]With the continuous promotion of the dual carbon target and the construction of a new type of power systemdominated by new energy,the operation mode of the power system has become complex and varied,and its safe and stable operationfaces enormous challenges.,It is urgent to conduct in-depth research on multi-objective comprehensive optimization and collaborativescheduling technology for power systems under multiple power generation modes to enhance the grid's ability to absorb large-scale cleanenergy and the low-carbon and stable operation level of the power system.[Method]In response to the above issues,this article proposesa new low-carbon dispatch technology for power systems based on electricity carbon collaborative control to achieve clean,low-carbon,and stable operation of the power grid.This article first analyzes the multi time scale regulation mechanism of the new power system,with the goal of achieving comprehensive optimization of power system operation and carbon emission costs.Taking into accountvarious constraints of system operation,a multi-objective comprehensive optimization scheduling model that comprehensively considerspower system operation costs and carbon emission costs is constructed.Based on the improved NSGA-II algorithm,the unit output isoptimized to achieve the optimal balance between the operating costs and carbon emissions of the new power system.Result Then,theconvergence performance and target results of the algorithm were verified and analyzed.The results showed that,without causingexcessive economic pressure,the algorithm proposed in this paper can effectively reduce carbon emissions by 7.2%,achieving theoptimal allocation of power grid resources through economic environmental synergy.[Conelusion]The multi-objective optimization收稿日期：202411-18修回日期：2025-0302基金项目：国家自然科学基金“涂层超导复合结构三维电-磁热有限元仿真模型研究”(51907180)2南方能源建设第x卷scheduling model for electricity carbon collaboration proposed in this article can achieve the optimal balance of operating costs,carbontrading costs,and carbon capture costs,supporting the "dual carbon"goal.Key words:dual carbon;electricity carbon synergy;NSGA-II algorithm;low carbon scheduling;new power system足迹潮源的“驭碳能力”不足，无法有效挖掘电网运0引言行的降碳潜力，进而无法基于电-碳耦合模型精准做我国碳达峰、碳中和战略目标的提出，为我国应出辅助决策。对气候变化和引导能源系统绿色发展提供了指引。4)碳管控手段缺乏在我国全社会碳排放总量中，能源活动碳排放约占当前电网运行方式中，未全面考虑机组碳排放87%,其中电力二氧化碳排放占能源生产活动碳排信息，缺少以低碳为导向的优化调度新模式，发电侧放的40%。因此，电力系统在能源系统碳减排中发碳排放管控手段缺乏。如何获取精确的电网运行火挥关键作用，是未来能源系统碳减排的主力。国家电机组实时碳排放量数据，并对影响火电机组碳排电网公司运营着全球电压等级最高、规模最大、保放量的影响因素进行分析，构建火电机组实时碳排持安全运行纪录最长、清洁能源发展最快的电网。放量和火电机组功率出力之间的电-碳耦合模型成为此，电力系统从能耗双控向碳排放双控方式的转为电网碳管控的难点。变势在必行，亟须构建清洁低碳安全高效的能源体以上问题导致电网低碳运行态势感知面临巨大系，控制化石能源总量，提高能源利用效能，实施可的挑战，对有效推进“能耗双控”向“碳排双控”转变再生能源替代行动。构成巨大威胁。因此在电-碳全生命周期管理中，亟电碳协同是指电力交易和碳交易2个市场体系，须构建从发电侧至用户侧的碳流追踪溯源模型，挖在环境权益的核算核查、数据互通、统一认证等方掘调度数据碳价值，打通调度涉碳业务数据通道，建面进行有效的统筹衔接，贯穿环境权益的开发、利用、设电网各时间、空间维度里，不同业务场景下的区域管理各个环节。随着可再生能源的快速发展和智电网碳监测、碳分析、碳决策等电碳协同能力，提供能电网技术的不断进步，电-碳协同联动不仅能够促模型更优、过程更精、结果更细的数据算法支持，实进能源结构的优化，还能推动经济的绿色转型。现新型电力系统低碳调度目标。而当前电力调度向“电-碳”协同调度推进面临面向新型电力系统，兼顾经济性、安全性的电网巨大挑战。低碳调度运行控制需求愈发迫切。为提高新型电力1)碳核算能力不足系统新能源的消纳能力，降低碳排放量，越来越多的当前碳排放核算方法的时间分辨率、空间分辨国内外科研工作者开始聚焦电网的低碳经济调度运率不够，因此高比例新能源接人背景下，电力系行方式，文献[13]综合考虑了系统运行成本与运行统碳核算的时空分辨率需要进一步提升a。目前风险值2个因素，设计了基于改进的WCVaR的电在电网电-碳协同管控的过程中，碳排路径不明晰，力系统低碳经济调度模型，有效提升了系统的灵活各类资源的碳减排潜力不尽相同，碳减排潜力评估性及经济性调节能力。文献[14)基于地理信息，集难度较大，无法准确解析电源与负荷节点间的电碳电网模型、运行、环境、时空数据于一体，建立了一关系。种“电力气象一张图”的低碳调度模型，提升了电网2)碳预测水平不足应对极端气候的防御能力和精细化的管理能力。文当前系统缺少多主体层级、全时间维度的碳排献[15]联合碳交易系统和绿色证书系统，设计了一放精准预测能力，造成碳排放管控手段滞后，无法支种面向综合能源系统的低碳调度模型，有效促进了撑电网调控机构开展基于碳排放预测结果的主动管清洁能源的高效利用和碳排放的高效管控，该模型控措施。显著提高了综合能源系统的效益和降低了电力碳排3)供应链碳管理难放指标。以上的研究均未能充分考虑清洁可再生上下游供应链的碳足迹数据无法互通，导致碳能源的随机不确定性运行风险，迫切需要进行约束