[发明专利]一种计及改进阶梯式碳交易的电-气综合能源系统规划方法

权利要求书

1.一种计及改进阶梯式碳交易的电-气综合能源系统规划方法，所述电-气综合能源系统为通过能源耦合单元电转气设备、热电联产设备、火电机组将电力系统与天然气系统紧密联系起来，其特征在于，所述方法的步骤如下：

步骤1，采用基准线法确定无偿碳排放配额，根据火电机组和热电联产设备发出的电力确定电-气综合能源系统无偿碳排放配额；

步骤2，根据火电机组碳排放、天然气功能碳排放、电转气设备碳排放确定电-气综合能源系统的实际碳排放量；

步骤3，根据电-气综合能源系统的无偿碳排放配额和实际碳排放量，建立受碳交易价格、碳减排指标、技术补贴、阶梯碳交易价格规则约束的电-气综合能源系统的碳交易成本计算模型：

步骤4，基于规划年限内总成本净现值最小为优化目标函数，以系统装机类型及数目约束、电力系统运行约束、天然气系统运行约束、能源耦合单元约束的4个方面约束，对电-气综合能源系统的碳交易成本计算模型进行求解，以此作为电-气综合能源系统规划方法。

2.根据权利要求1所述的一种计及改进阶梯式碳交易的电-气综合能源系统规划方法，其特征在于，所述步骤1电-气综合能源系统无偿碳排放配额由火电机组和热电联产设备发出的电力确定：

式中，E_L为初始无偿碳排放配额；ε为单位电量排放份额，取区域电量边际排放因子和容量边际因子的加权平均值0.648；P_e为火电机组的发电量；P_chp为热电联产设备的天然气功率；δ为热电联产设备的气转电效率。

3.根据权利要求1所述的一种计及改进阶梯式碳交易的电-气综合能源系统规划方法，其特征在于，所述电-气综合能源系统的实际碳排放量为：

E_W＝E_P-E_P2G

式中，E_P为火电机组的碳排放量；α₁，β₁，γ₁分别为火电机组碳排放计算系数；α₂，β₂，γ₂分别为天然气供能碳排放计算系数；E_P2G为电转气设备运行期间吸收的CO₂的量；ω为碳捕获系数，表征电转气设备单位出力捕获的CO₂的量；P_P2G为电转气设备消耗的有功功率；E_W为电-气综合能源系统的实际碳排放量。

4.根据权利要求1所述的一种计及改进阶梯式碳交易的电-气综合能源系统规划方法，其特征在于，所述电-气综合能源系统的碳交易成本计算模型：

式中，为电-气综合能源系统的碳交易成本；为市场上的碳交易价格；k为技术补贴系数；E_M为碳减排指标；为每个阶梯碳交易价格的增长幅度；η为碳排放权区间长度；

当E_W<E_L时，表示系统的实际碳排放量小于无偿碳排放配额，发电企业可以将多余的碳排放权以碳市场交易价格出售，并且可以获得一定的政府补贴；当E_M>E_W>E_L时，表示系统的实际碳排放量大于无偿碳排放配额，且小于碳减排指标，发电企业需要以碳市场交易价格购买超出无偿碳排放配额部分的碳排放权；当E_W>E_M时，表示系统的实际碳排放量大于碳减排指标，为了体现对发电企业的惩罚，发电企业需要以阶梯型价格购买超出碳减排指标部分的碳排放权。