基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，包括建立供能模型、建立储能模型、建立需求侧模型、建立碳交易模型、构建能源调度模型、能源调度步骤。本发明专利技术考虑多种能源复杂耦合关系和多元柔性负荷在时间维度上的潜在可调度能力，综合需求响应作为激发用户用能灵活性的有效方式，采用阶梯型碳交易机制对不同碳排放区间设置阶梯碳价，能够进一步限制系统的碳排放，在降低运行成本的同时有效减少养殖场综合能源系统碳排放量；能够提高系统的运行经济性，促进节能减排。促进节能减排。促进节能减排。

【技术实现步骤摘要】
基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法


[0001]本专利技术涉及一种能源系统调度方法，尤其涉及一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，属于能源



技术介绍

[0002]近年来，随着世界各国经济的快速发展，环境污染和能源短缺的问题进一步凸显出来。在“双碳”目标的背景下，推动能源转型，构建清洁低碳、安全高效的能源体系是必由之路。养殖场沼气综合能源系统主要利用养殖场的有机废弃物资源化的沼气作为驱动能源，能够高效耦合负荷侧电、热、气多种能源需求。一个系统化的沼气工程同时具备处理污染、产生能源和综合处理利用三方面的主要功能。
[0003]中国专利CN109524957A“考虑碳交易机制和柔性负荷的综合能源系统优化调度方法”公开了一种考虑碳交易机制和柔性负荷的综合能源系统优化调度方法，以能源中心模型为基础，将碳交易机制引入综合能源系统调度模型中，建立了以碳交易成本、柔性负荷调度成本和系统能耗成本为目标的综合能源系统低碳经济调度模型；但仅以固定碳价方式的传统碳交易机制进行交易，市场的引导作用有限。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，综合能源系统包括供能侧、储能装置、回收式制热装置、碳捕集设备和需求侧；供能侧包括热电联供系统中的内燃机组、燃气锅炉、电网供电，电网供电包括风力发电机和光伏发电机；储能装置包括蓄电装置、蓄热罐和储气罐；需求侧包括用电负荷需求、用热负荷需求和用气负荷需求；用电负荷包括刚性电负荷和柔性电负荷；热负荷包括刚性热负荷和柔性热负荷；碳捕集设备用来捕获内燃机组和燃气锅炉排放出来的二氧化碳，在消耗部分二氧化碳的同时，还可获得相应碳排放额度；内燃机组在运行过程中，产生的电能满足用电负荷需求的同时，发电余热部分通过回收式制热装置满足用热负荷需求；其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立供能模型：内燃机组的供能模型为：式中：P
ICE,e
(t)、P
ICE,h
(t)分别为t时段内燃机组提供的发电出力和回收烟气的余热量；P
g,ICE
(t)为t时段内燃机组的沼气输入功率；η
ICE,e
，η
ICE,h
分别为内燃机的电效率和内燃机的热效率；分别为内燃机组的沼气输入功率上限和下限；分别为内燃机组的爬坡上限和下限；燃气锅炉模型为：式中：P
GB,h
(t)为t时段燃气锅炉的输出热功率；P
g,GB
(t)为t时段燃气锅炉的沼气输入功率；η
GB
为燃气锅炉的热效率；分别为燃气锅炉的输入功率上限和下限；分别为燃气锅炉的爬坡上限和下限；步骤2：建立储能模型：式中：为第n种储能装置t时段的储能容量；为第n种储能装置t
‑
1时段的储能容量；为第n种储能装置t时段的充能功率和放能功率；分别
为第n种储能装置的充能效率、放能效率；分别为第n种储能装置的最大充能功率和最大放能功率；分别为第n种储能装置的充能状态控制变量、放能状态控制变量；分别为第n种储能装置容量的上限和下限；步骤3：建立需求侧模型：式中：i表示负荷类型，i∈{e,h,g}，分别表示用电负荷、用热负荷、用气负荷；P
i,load
(t)为第i种负荷t时段的需求量；为第i种负荷t时段的固定型负荷需求量；为第i种负荷t时段的可时移型负荷需求量；为第i种负荷t时段的可中断型负荷需求量；可时移型负荷需求模型为：式中：和分别为第i种负荷t时段可时移负荷后和第i种负荷t时段可时移型负荷参与用户侧需求响应的量；移型负荷参与用户侧需求响应的量；分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入系数和转出系数；分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入功率和转出功率；分别为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的上下限；可中断型负荷需求模型为：式中：和分别为第i种负荷t时段可中断型负荷需求后和第i种负荷t时段可中断负荷参与用户侧需求响应量；为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的系数；为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的功率；为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的最大值；步骤4：建立碳交易模型：系统参与的碳交易量为：E
t
＝E
a
‑
E
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
式中：E、E
e,buy
、E
ICE
、E
GB
、E
g,load
分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的碳排放权配额；γ
e
、γ
h
分别为产生单位电、热功率的碳排放权配额；γ
g,load
为产生单位沼气功率的碳排放权配额；γ
e,h
为电、热功率转换参数；P
e,buy
(t)为t时段上级购电量；P
g,load
(t)为t时段产生沼气量，T为调度周期中的时段数；E
a
、E
e,buy,a
、E
ICEGB,a
、E
g,load,a
分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的实际碳排放量；P
ICEGB
(t)为t时段内燃机组、燃气锅炉的等效输出功率，a1，b1，c1为上级电网的碳排放计算参数；a2，b2，c2为耗沼气型机组的碳排放计算参数；ξ

【专利技术属性】
技术研发人员：高立艾，费凡，温鹏，贾宇琛，薛皓，侯晨伟，魏子强，郁五岳，霍利民，
申请(专利权)人：河北农业大学，
类型：发明
国别省市：