一种综合能源系统日前调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑阶梯式碳交易和可再生能源配额制的综合能源系统日前调度方法。首先建立关于阶梯式碳价和可再生能源配额制的交易成本和约束条件；其次，建立电

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统日前调度方法


[0001]本专利技术涉及综合能源调度领域，具体涉及一种综合能源系统日前调度方法。

技术介绍

[0002]促进综合能源系统(integrated energy system，IES)的紧密耦合，减少化石燃料的消耗，提高清洁能源的接入比例已成为世界各国共同的改革目标。综合能源内部有许多能源交互装置，这些装置为各个能源系统之间的优势互补提供了可能，因此，综合能源系统成为能源研究的重点。在我国当前状况下，需要大力发展清洁能源，实现双碳目标。在此目标下，IES的优化研究逐渐充传统的经济调度向低碳经济调度。
[0003]目前针对IES的低碳经济调度已经有了广泛的研究，主要包括为两类，一是对系统产生的碳排放进行环境成本惩罚；二是在碳交易市场环境下，将IES产生的碳排放进行碳交易。虽然碳交易可以有效降低IES的碳排放，但是还是存在一定提升空间，同时对综合能源系统中的可再生能源消纳不足。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种综合能源系统日前调度方法。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种综合能源系统日前调度方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1：建立关于阶梯式碳价和可再生能源配额制的交易成本和约束条件；
[0008]步骤S2：建立电
‑
热综合能源系统日前调度模型，并将所述的交易成本和约束条件计入该模型；
[0009]步骤S3：运用分段线性化将S2步骤中建立的调度模型转化为混合整数线性调度模型；
[0010]步骤S4：将居民电负荷、风电的日前预测数据导入所述混合整数线性调度模型，并使用优化工具求解该模型，得到综合能源系统日前调度结果。
[0011]可选地，所述步骤S2中，计入阶梯式碳价和可再生能源配额制后的模型目标函数为：
[0012][0013][0014][0015][0016][0017][0018]式中：F
chp
为电热联产机组的运行成本，F
grid
为与主网交换电能后的净成本；F
m
为电热联产机组、热泵、风机、电池、热储设备的运行维护成本，F
TGC
为绿色证书交易成本，为碳交易成本；pgas、为燃气价格和燃气量；P
tgrid
为与主网交易的功率和单价；P
tchp
、P
thp
、P
tw
、P
tbt,chr
、P
tbt,dis
、分别为电热联产机组、热泵、风机、电池充电、电池放电、储热充热、储热放热的功率，储热充热、储热放热的功率，为电热联产机组、热泵、风机、电池、储热的运行单价；λ表示碳交易的基础价，α表示价格增长因子，l为碳交易划分的区间；为绿色证书交易的单价，分别表示购买和出售绿色交易证书的数量，表示是否购买或出C售证书。
[0019]可选地，所述优化工具为利用YALMIP调用的CPLEX。
[0020]可选地，所述调度模型的约束条件包括:电网约束和热网约束。
[0021]可选地，所述电网约束包括：功率平衡约束、从主网购电约束、CHP约束、电池充放电约束、风电出力约束、热泵功率约束、阶梯碳交易约束和TGC约束。
[0022]可选地，所述热网约束包括：热源节点热能获取约束、热能平衡约束、储热约束、温降和管道延时约束。
[0023]一种计算机可读的存储介质，存储有计算机指令，所述指令被执行时能够实现上述的任一的综合能源日前调度方法。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术建立了一种综合考虑阶梯式碳交易和可再生能源配额制的综合能源系统优化调度，该调度模型通过可再生能源配额制促进系统对新能源的消纳，同时在阶梯式碳交易的基础上进一步降低碳排放。
附图说明
[0026]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0027]图1为本专利技术的6节点电
‑
热综合能源系统；
[0028]图2为本专利技术的居民电负荷、风电的日前预测数据；
[0029]图3为本专利技术的IES各个设备的出力状况。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]在本专利技术的一些示例中，公开了一种考虑阶梯式碳交易和可再生能源配额制的综合能源系统日前调度方法，所述评估方法包括如下步骤：
[0032]步骤S1：建立关于阶梯式碳价和可再生能源配额制的交易成本和约束条件；
[0033]1)关于阶梯式碳价的交易成本和约束条件如下：
[0034]根据碳排放的目标，首先要制定碳排放初始配额，对于CHP，其碳排放初始配额E
chp
为：
[0035][0036]E
chp
为CHP机组的碳排放初始配额，χ
h
表示CHP机组产生单位热量的碳排放配额系数，χ
p,h
表示电功率和热功率的转换参数，6
×
103kJ/kW，P
tchp
和分别为CHP机组的电功率和热功率。
[0037]假设向上级主网所购买的电均来自于煤电，因此，对于向主网购电的碳排放配额E
grid
为：
[0038][0039]其中χ
e
表示向主网购电的碳排放配额系数，0.798kg/(kW
·
h)。
[0040]制定碳排放初始配额后，要确定综合能源各机组的实际碳排放，对于CHP机组而言，其实际碳排放E
chp,a
通常采用下式表示：
[0041][0042]a1,b1,c1为CHP机组碳排放计算系数。
[0043]对于从主网购电的实际碳排放E
grid,a
通常采用下式表示：
[0044][0045]a2,b2,c2为从主网购电的碳排放计算系数。
[0046]根据IES的实际碳排放和监管部门制定的碳排放的配额，可以确定IES参加碳交易的碳排放E
IES,s
为：
[0047]E
IES,s
＝E
chp,a
+E
grid,a
‑
E
chp
‑
E
grid
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0048]阶梯式碳交易机制划分了多个碳排放购买区间，每个区间对应着不同的交易价格。随着IES需要购买的碳排放配额越多，相应区间的购价将越高。阶梯式碳交易成本为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统日前调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：建立关于阶梯式碳价和可再生能源配额制的交易成本和约束条件；步骤S2：建立电
‑
热综合能源系统日前调度模型，并将所述的交易成本和约束条件计入该模型；步骤S3：运用分段线性化将S2步骤中建立的调度模型转化为混合整数线性调度模型；步骤S4：将居民电负荷、风电的日前预测数据导入所述混合整数线性调度模型，并使用优化工具求解该模型，得到综合能源系统日前调度结果。2.根据权利要求1所述的综合能源系统日前调度方法，其特征在于，所述步骤S2中，计入阶梯式碳价和可再生能源配额制后的模型目标函数为：所述步骤S2中，计入阶梯式碳价和可再生能源配额制后的模型目标函数为：所述步骤S2中，计入阶梯式碳价和可再生能源配额制后的模型目标函数为：所述步骤S2中，计入阶梯式碳价和可再生能源配额制后的模型目标函数为：所述步骤S2中，计入阶梯式碳价和可再生能源配额制后的模型目标函数为：所述步骤S2中，计入阶梯式碳价和可再生能源配额制后的模型目标函数为：式中：F
chp
为电热联产机组的运行成本，F
grid
为与主网交换电能后的净成本；F
m
为电热联产机组、热泵、风机、电池、热储设备的运行维护成本，F
TGC
为绿色证书交易成本，为碳交易成本；p
gas
、为燃气价格和燃气量；P
tgri...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，李娜，周炳，杨旭升，王楠，高赐威，陈涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：