[发明专利]一种基于电-碳共享的园区能量优化方法及系统

权利要求书

1.一种基于电-碳共享的园区能量优化方法，其特征在于，所述方法包括：

获取园区内的用户侧基本负荷模型、用户侧产能模型以及用户侧碳排放量模型，并基于所述用户侧基本负荷模型、所述用户侧产能模型以及所述用户侧碳排放量模型，构建基于能流-碳流耦合的用户侧收益模型；

基于设定时间内园区碳配额总量、用户同类型典型日均值碳排放量，构建园区碳配额分配模型；

根据园区内运营商的电能收益和碳配额收益，构建运营商效用模型；

构建斯塔伯格主从博弈模型，基于所述用户侧收益模型和所述运营商效用模型，确定斯塔伯格主从博弈模型的目标函数；所述斯塔伯格主从博弈模型中，园区运营商通过优化园区内共享电价、碳价及碳配额影响用户收益，用户通过改变负荷消耗来影响园区运营商利收益，所述园区运营商与所述用户进行博弈；

对所述目标函数进行优化，进行所述园区运营商和所述用户的博弈，直至达到博弈均衡点；所述博弈均衡点处所述运营商与所述用户的收益达到最大值；

将所述博弈均衡点处对应的用户负荷策略确定为用户最优负荷策略，将所述博弈均衡点处对应的买卖电价和碳价策略确定为运营商最优电-碳定价策略，实现电-碳共享的园区能量优化。

2.根据权利要求1所述的基于电-碳共享的园区能量优化方法，其特征在于，所述获取园区内的用户侧基本负荷模型、用户侧产能模型以及用户侧碳排放量模型，具体包括：

对于用户侧的第n个用户，获取用户侧基本负荷模型；所述用户侧基本负荷模型表示第n个用户在t时段的总消耗负荷；所述第n个用户的总消耗负荷为第n个用户的可调节负荷、可削减负荷和固定负荷之和；

获取用户侧产能模型；所述用户侧产能模型表示第n个用户在t时段生产的总能源；所述第n个用户在t时段生产的总能源为第n个用户在t时段生产的清洁能源和t时段自备电厂发电量之和；

获取用户侧碳排放量模型；所述用户侧碳排放量模型表示用户在t时段所生产的碳排放量；通过获取自备电厂的碳排放强度、第n个用户在t时段的自备电厂发电量、第i个碳排放源的碳排放强度、碳排放源i所消耗的非清洁能源以及t时段加权碳排放强度初值，并结合所述第n个用户任一时段的总消耗负荷和所述第n个用户在任一时段生产的总能源，确定第n个用户在t时段的碳排放量。

3.根据权利要求2所述的基于电-碳共享的园区能量优化方法，其特征在于，所述t时段加权碳排放强度初值的计算公式为：

其中，δ_t为t时段加权碳排放强度初值，α_t表示t时段主网碳流追踪得到的碳排放强度，表示当前时刻所有用户初始状态的净购电量，表示当前时刻所有用户初始状态的净售电量，R_n,t为第n个用户在t时段生产的总能源，为第n个用户在t时段的初始总消耗负荷。

4.根据权利要求1所述的基于电-碳共享的园区能量优化方法，其特征在于，所述用户侧收益模型的表达式为：

其中，表示园区用户的收益，k_n ln(1+L_n,t)表示园区用户消耗电能L_n,t生产的效益，k_n表示第n个用户的效益系数，ε表示自备电厂每生产单位电能所需的成本，表示当有剩余能源时用户的收益，表示生产能源不足时需要购买电能的成本，为用户参与碳配共享的收益，为园区内售电价格，为园区内购电价格，为园区共享碳价，M_n,t为园区用户t时段的剩余碳配额，R_n,t为第n个用户在t时段生产的总能源，L_n,t为第n个用户在t时段的总消耗负荷。

5.根据权利要求1所述的基于电-碳共享的园区能量优化方法，其特征在于，所述园区碳配额分配模型的表达式为：

其中，CEA_n,d表示用户的初始免费碳排放配额，为同类型典型日均值总碳排放量，表示第n个用户同类型典型日均值碳排放量，表示第n个用户同类型典型日在t₀时段的负荷均值，CER_d表示d天园区碳配额总量，μ表示配额系数。