[发明专利]双层协同架构下考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化方法

说明书

本发明公开了一种双层协同架构下考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化方法，包括：设置总碳排放限额和经济惩罚系数，并且分配给综合能源服务商；构建包含碳排放限额和惩罚系数的综合能源服务商合作优化模型；基于Nash议价理论构建合作博弈模型，并等效分解为效益最大化子问题和能源交易支付子问题；采用自适应ADMM算法按顺序求解效益最大化子问题和能源交易支付子问题，得到各个主体合作优化后的碳排放量和运行成本。本发明从需求侧角度考虑，结合顶层监管和能量共享机制，解决了综合能源服务商响应碳减排积极性不高的问题，可以进一步挖掘综合能源服务商合作运行减少总体碳排放量的潜力，且兼顾了个体利益和社会效益。

技术领域

本发明涉及综合能源互联网技术领域，具体涉及一种双层协同架构下考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化方法。

背景技术

能源行业作为温室气体排放的主要来源之一，是为了减少社会总碳排放量而需要重点关注的核心点，而综合能源系统的高效利用可以为减少碳排放量提供一条有效途径。

能源互联网背景下，异质能源流的优化调度涉及不同的能源网络和监管部门，分布式调控架构是当下能源互联网协同运行与控制的研究热点。但是在缺少碳监管的情况下，完全的分布式调控可能会出现优化调控结果不符合最大化社会效益目标，虽然单个利益主体的碳排放量可能满足低碳要求，但是区域内各个利益主体的碳排放量未必全部满足要求，而难以靠自身可调资源按要求进行碳减排的利益主体可能会为超额的碳排放支付经济惩罚，这与减少区域总碳排放量和提升社会效益的初衷相悖。

综合能源服务商参与市场运行涉及如何处理各个利益主体间的利益矛盾问题，现有研究大多关注了综合能源服务商的竞争行为，或者仅考虑了综合能源服务商参与合作运行时的经济性最优，没有进一步考虑到通过多个综合能源服务商的合作运行可以进一步挖掘碳减排的潜力。

所以，需要一个新的技术方案来解决这个问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种双层协同架构下考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化方法，从需求侧角度考虑，结合顶层监管和能量共享机制，解决了综合能源服务商响应碳减排积极性不高的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种双层协同架构下考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化方法，包括如下步骤：

S1：利用搭建好的双层协同优化运行架构中的顶层集中监管中心，设置总碳排放限额和经济惩罚系数，并且分配给综合能源服务商；

S2：在双层协同优化运行架构下，提出控制器的虚实部署策略，底层综合能源服务商自治协同，构建包含碳排放限额和惩罚系数的综合能源服务商合作优化模型；

S3：在双层协同优化运行架构下，根据综合能源服务商合作优化模型，基于Nash议价理论构建合作博弈模型，并等效分解为效益最大化子问题和能源交易支付子问题；

S4：采用自适应ADMM算法按顺序求解效益最大化子问题和能源交易支付子问题，得到各个主体合作优化后的碳排放量和运行成本。

进一步地，所述步骤S1中顶层集中监管中心根据底层各个综合能源服务商的日前预测电负荷和热负荷量分配每一个主体的碳排放限额，参考碳交易市场的碳权价格设置超额排放的经济惩罚系数。

进一步地，所述碳排放限额的按比例分配公式如下：

式中：为综合能源服务商i分配到的碳排放限额，为整个受监管区域的总碳排放限额，为综合能源服务商在t时刻的预测电负荷和热负荷，θ为电、热负荷的等效比。

在顶层集中监管中心的碳监管情况下，各个综合能服务商的碳排放成本如下：