PGLib-CO2：用于实时计算与碳排放优化的电网图书馆
系统与控制
2026-03-20 v4 系统与控制
摘要
实现可持续电力基础设施需要将碳排放明确集成到电力系统建模与优化中。然而，现有开源测试案例缺乏生成器级别的碳轮廓，阻碍了碳感知运行策略的基准测试。为填补这一空白，本工作引入PGLib-CO2，这是一个扩展至PGLib-OPF测试案例库的开源工具。该PGLib-CO2通过扩充燃料类型列表，为标准网格测试案例添加CO2和CO2当量排放强度因子，以实现真实、生成器级别的碳轮廓。通过标准化数据，PGLib-CO2允许我们增强计算关键碳排放指标的算法。我们首先利用可微分编程范例，通过将OPF驱动网格作为可微分层来计算LMCE。该方法为一般凸成本函数提供严格的边际灵敏度，无需使用小增量的数值扰动。此外，为加速实时LMCE计算，我们开发了一种基于MPP的方法，通过识别OPF关键区域的离线阶段来转移优化负担。由于每个关键区域都由预计算的仿射驱动函数描述，线上阶段仅需识别区域随后高效计算区域特定的LMCE值。IEEE测试系统的数值评估表明，可微分LMCE计算获得精确的灵敏度信息，MPP方法的LMCE信号检索速度快于直接优化方法。通过将高保真数据与先进的参数计算相结合，PGLib-CO2为可持续电力系统运行的未来研究提供了可复现且计算效率高的基础。
引用
@article{arxiv.2506.14662,
title = {PGLib-CO2: A Power Grid Library for Real-Time Computation and Optimization of Carbon Emissions},
author = {Young-ho Cho and Min-Seung Ko and Hao Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.14662},
year = {2026}
}