[发明专利]一种基于奖惩阶梯型碳交易的电-氢-储综合能源网多目标优化调度模型

说明书

本发明公开了一种基于奖惩阶梯型碳交易的电‑氢‑储综合能源网多目标优化调度模型，电‑氢‑储综合能源网主要包括风电、光伏机组、储能电池、氢能利用模块以及大电网，其运行模式可分：（1）负荷低谷期富余电力转化为氢能，为氢负荷供能或进入储氢系统；（2）储氢系统为氢负荷与电负荷同时供能；（3）负荷高峰期，在风光发电和氢燃料电池都无法满足其用电需求时，综合能源网则从电网购电或从氢网购氢；本发明优点是：优化了电‑氢‑储综合能源网的网损、环境成本和运行成本，减少了电‑氢‑储综合能源网的碳排放量，促进了新能源消纳。

技术领域

本发明涉及电-氢-储综合能源网多目标优化调度的技术领域，更具体地说是涉及基于碳交易排放的电-氢-储综合能源网多目标优化调度技术领域。

背景技术

能源是经济社会发展的重要物质基础。随着我国经济社会发展，能源需求也在迅速增长。在“碳中和”目标发展背景下，零碳新能源大规模、高比例进入电力系统，我国能源安全已从能源供给风险转为技术层面风险。

成功实现能源转型就意味着，要将供应安全性、经济性和环保性与创新型和智能型气候保护结合起来，加强电力技术创新，促进清洁能源利用高效化，实现清洁能源大规模、远距离输送，探索新能源友好接入和综合利用新模式。在全球新一轮科技革命和产业变革中，互联网、物联网、大数据、人工智能等先进技术与能源产业走向融合，正在推动能源产业新技术、新模式和新业态的兴起。而综合能源网就是一种以新能源技术与信息技术深入结合为特征的能源利用体系，是一个基于可再生能源的、分布式、开放共享的网络。

目前，综合能源网优化调度的模型主要将发电成本最小、环境影响费用最低等多个目标简化成单目标进行优化，并且主要考虑固定权重下，电-气转换、系统运行经济性和能源利用率等方面的多目标优化调度，而考虑碳排放成本和权重系数动态调整的电-氢-储综合能源网优化调度模型较少，多个目标之间也往往存在冲突，一般很难对各个目标之间进行权衡，使其同时达到最优。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中的不足，而提出了一种基于奖惩阶梯型碳交易的电-氢-储综合能源网多目标优化运行的模型，在传统综合能源网优化调度模型的基础上加入了奖惩阶梯型碳交易机制，通过出售多余碳排放权获得的收益来补贴综合能源网运行成本；同时，加入了一种结合比例型动态权重系数单调性与指数型动态权重系数变化快优点的结合型动态权重系数，对运行成本和环境成本进行权衡，实现综合能源网动态最优运行，同时使系统更好的兼顾经济性和环保性。

本发明为了解决上述技术问题而采用的技术解决方案如下：

一种基于奖惩阶梯型碳交易的电-氢-储综合能源网多目标优化调度模型，

(1)综合能源网架构建立

电-氢-储综合能源网主要包括风电、光伏机组、储能电池、氢能利用模块以及大电网，其运行模式可分：(1)负荷低谷期富余电力转化为氢能，为氢负荷供能或进入储氢系统；(2)储氢系统为氢负荷与电负荷同时供能；(3)负荷高峰期，在风光发电和氢燃料电池都无法满足其用电需求时，综合能源网则从电网购电或从氢网购氢；

(2)电-氢-储综合能源网多目标优化模型流程

基于奖惩阶梯型碳交易的电-氢-储综合能源网多目标优化模型，旨在通过对接入点选址、碳排放权的交易、电-氢能源系统间的协调优化和动态权重对综合能源网运行成本和环境成本的权衡，优化其网损、环境成本及运行成本；

(3)碳交易机制建立