[发明专利]一种考虑碳流的综合能源系统能量枢纽管控方法

说明书

本发明属于多能量枢纽优化运行技术领域，尤其涉及一种考虑碳流的综合能源系统能量枢纽管控方法。其能够更有效可靠的保证各主体、内部交易中心、电网、气网和碳交易中心之间的合理调度。包括步骤1、建立综合能源系统中能量生产设备以及能量转换设备的数学模型。步骤2、建立碳排放权配额模型、实际碳排放模型和阶梯式碳价模型的阶梯式碳价交易机制模型；步骤3、根据电‑气‑碳‑热‑冷的交互，建立引入碳流的综合能源系统能量枢纽数学模型；步骤4、建立各主体与主体之间合作博弈、主体与综合能源系统交易中心之间进行主从博弈的混合博弈架构。步骤5、建立综合能源系统内部调度混合博弈模型的目标函数和约束条件，通过粒子群算法求出最优解。

技术领域

本发明属于多能量枢纽优化运行技术领域，尤其涉及一种考虑碳流的综合能源系统能量枢纽管控方法。

背景技术

面对能源转型，未来可再生能源必然会大规模接入电网中，以达成新能源替代传统电源成为主体电源的目的。可再生分布式电源的出力有很强的波动性和随机性，大量不稳定可控的清洁能源接入会给电网造成巨大冲击，综合能源系统通过电-气-热-冷多能联供提高效率，加强系统消纳风电、光伏等清洁能源的能力。综合能源系统在未来必然在电网中大量存在，目前对综合能源系统内部与外部之间的优化调度问题进一步研究，成为亟待解决的问题。

碳交易市场开市，给低碳排放的清洁能源带来了更多收益，又给传统能源和高碳排放企业带来个一部分支出，引入碳交易用经济约束的方式限制各类企业的碳排放，同时对低碳排放的企业给予鼓励。目前我国的碳排放配额分配还是凭输出功率免费获取配额的阶段，在未来必然会进阶到一种以有偿的分配方式。

目前国内学者们对于综合能源系统调度的研究主要集中在“源-网-荷-储”之间的能量管理、协同容量配置、基于多智能体的配网协同控制技术等方面，但对引入碳交易后对综合能源系统调度的影响的研究还相对较少。

当前有以下三个需要进一步研究的问题：

①建立包括：碳排放权配额模型、实际碳排放模型和阶梯式碳排放交易模型的阶梯式碳价交易机制模型；

②建立引入碳流的综合能源系统能量枢纽，能够清晰的表明各类能量的流向，保证供需平衡的同时避免弃风和弃光情况的发生；

③由于综合能源系统的经济性和环境效益存在矛盾性，根据综合能源系统内部交易中心与各主体的主从博弈模型和各主体之间的合作博弈模型，以收入最高和弃风弃光现象出现最少为目标函数，分配出决策层和从属层建立综合能源系统的分层调度模型，从而依据碳交易的支持建立经济性和环保性的目标函数。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种考虑碳流的综合能源系统能量枢纽管控方法。其将碳流引入能量枢纽中，交易中心利用阶梯碳价引导内部各主体之间的交易，能够更有效可靠的保证各主体、内部交易中心、电网、气网和碳交易中心之间的合理调度，为综合能源系统内碳排放配额和各类能量的优化调度提供技术依据和实用方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，其建立阶梯式碳交易定价机制，针对综合能源系统交易中心、综合能源系统内部各主体和系统外部的碳交易中心等不同利益主体，建立引入碳流的能量枢纽，搭建各主体之间的博弈调度框架，建立混合博弈模型，通过主从博弈和合作博弈确定参与者最优调度策略，通过阶梯碳价等因素的指引能量流和碳流，执行调度策略，实现引入碳交易的综合能源系统稳定运行。

进一步地，包括步骤1、建立综合能源系统中能量生产设备以及能量转换设备的数学模型；

步骤2、建立碳排放权配额模型、实际碳排放模型和阶梯式碳价模型的阶梯式碳价交易机制模型；

步骤3、根据电-气-碳-热-冷的交互，建立引入碳流的综合能源系统能量枢纽数学模型；