[发明专利]一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法

说明书

本发明公开了一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，包括：步骤1，建立零和博弈的低碳激励机制；步骤2，构建碳排放P2P交易框架；步骤3，构建电气互联系统双层组合优化模型；步骤4，对双层模型进行迭代运算，获取考虑P2P交易的低碳经济调度结果。本发明设计了一种低碳激励机制，通过低碳激励信号引导系统内低碳资源的优化配置；构建P2P交易框架，为多类型多能园区提供碳交易、能源交易的平台；根据系统的碳排放特性建立碳排放目标；通过KKT最优性条件和线性对偶理论将模型转化为混合整数线性规划问题进行求解，最终获得全局最优的定价策略。

技术领域

本发明涉及电气互联系统领域，具体涉及一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法。

背景技术

随着碳中和目标的提出，未来配网必然出现大量分散式、小规模的分布式能源。与此同时，各类能源在物理层面的耦合将扩展至市场层面，配网中将有大量具备独立决策能力的能源产销者参与市场竞争。然而，不同于批发市场，分布式能源交易具有参与者数量众多、单笔小额、位置分散等特点。在此背景下，如何在考虑多能源协同运行特点的基础上，构建有效的配网交易机制，引导碳减排技术与资源的优化配置，是能源系统低碳化研究不可或缺的部分。

现有研究对于综合能源系统低碳优化运行以及P2P交易模型的应用进行了有益的探索，但仍存在几个方面的不足：一是现有研究较少考虑通过实时碳排放控制实现电气互联系统的优化调度；二是从交易的角度来看，如何通过低碳激励机制引导低碳资源的优化配置是现有研究中缺失的；三是目前该方面的研究还是以能源交易为主，对能源交易与碳交易耦合环境下电气互联系统优化调度研究较少；四是目前该方面的研究对于系统实际物理约束及能量流约束的考虑还不够全面。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，其设计了一种低碳激励机制，通过低碳激励信号引导系统内低碳资源的优化配置；在考虑实际物理约束及潮流约束的基础上，构建P2P交易框架，为多类型多能园区提供碳交易、能源交易的平台；根据系统的碳排放特性建立碳排放目标，研究实时碳排放控制下综合能源系统的优化调度技术；通过KKT最优性条件和线性对偶理论将模型转化为混合整数线性规划问题进行求解，最终获得全局最优的定价策略。

实现上述目的的一种技术方案是：

一种基于实时碳排放控制的电气互联系统低碳调度方法，包括如下步骤：

步骤1，建立零和博弈的低碳激励机制；

步骤2，构建碳排放P2P交易框架；

步骤3，构建电气互联系统双层组合优化模型，上层模型考虑电气互联系统的实时碳排放总量控制，以电气互联系统低碳经济运行成本最小为目标建立目标函数，包括经济成本最优和碳排放控制效果最优，约束条件包括电力网络约束和天然气网络约束，下层模型以低碳激励机制下多能园区的运行成本和环境成本最低为目标，约束条件包括电、热、气功率平衡约束、电储能约束、储热约束、能源转换约束及多能园区的碳排放约束；

步骤4，对双层模型进行迭代运算，获取考虑P2P交易的低碳经济调度结果。

进一步的，步骤1建立零和博弈的低碳激励机制的具体方法如下：

在低碳激励机制下，设定所有多能园区碳配额的总和为定值，如下式

式中，Ω_EH(j)为多能园区的集合；E_h,t为多能园区h在时刻t的碳配额；为所有多能园区的碳配额总和；为碳管理商所获碳收益；为碳市场碳交易价格；S_h,t为多能园区h在时刻t的实际碳排放；β_t和Υ_t分别为碳排放奖励因子以及惩罚因子。