【技术实现步骤摘要】
专利技术涉及综合能源调度测，尤其涉及一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法。
技术介绍
1、随着我国经济的快速发展，工业园区能耗不断增加，能源成本和碳排放问题日益突出。对碳排放的约束和减少已经成为一种趋势。在“双碳目标”下，减少碳排放已成为工业园区可持续发展的重要目标。为了实现这一目标，工业园区需要综合利用和调度各种能源资源，最大限度地降低碳排放，同时保证能源供应的稳定性和经济效益。
2、为了降低能源成本、减少碳排放，需要对工业园区综合能源进行优化调度，本专利技术对工业园区综合能源在碳排放约束下进行最有调度，考虑碳排放约束下的能源供需平衡关系，以工业园区综合能源系统最优经济调度为目标函数，最大化能源利用率为约束条件，通过建立工业园区碳排放、碳配额模型，制定阶梯式碳价对工业园区能源使用中的碳排放进行约束；提出一种主从博弈模型，考虑运营商和用户之间的能量交易，实现工业园区综合能源低碳调度，旨在满足工业园区能源需求的同时，最大程度的减少碳排放。
3、但是当前，工业园区综合能源系统优化调度问题研究多是以运行成本最低为目标函数。但系统运行中的碳排放并未得到充分考虑。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，解决现有技术的不足之处，提出一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，该方法能够有效降低工业园区碳排放、提高能源利用率，减少能源浪费，提高能源系统运行效率，降低生产成本，降低对传统能源的依赖，实现了对环境友好型的能源系统调度。同时，本专利技术还可以根据实际
2、一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，包括以下步骤：
3、步骤1，建立工业园区碳排放与碳配额计算模型，核算得到工业园区实际碳排放量与初始碳配额量；实际碳排放量超过初始碳配额量的部分进入碳交易市场；基于“双碳”下的碳排放要求，制定阶梯式碳交易模型，碳排放量越高需购买的碳排放配额量越多，对应价格也越高，反之购买成本较低；基于阶梯式碳价，对工业园区的碳排放进行价格约束；
4、步骤2，考虑运营商、用户侧之间的能量与碳排放量的交易过程，构建主从博弈模型，建立工业园区综合能源系统的最优经济调度方法，以考虑工业园区低碳调度；
5、步骤3，考虑电功率、天然气、平衡条件，电网侧与气网侧交互功率上下限，对综合能源调度进行约束，在满足工业园区综合能源需求的同时，最大限度地减少碳排放量。
6、优选的，步骤1中，制定工业园区碳排放、初始碳配额计算模型，得出工业园区实际碳排放量，具体为：
7、园区综合能源系统的碳排放量主要来自电、气两个方面，得出综合能源系统碳排放模型，工业园区时段t的碳排放量可通过下式计算：
8、
9、式中，为从上级电网购电生产的碳排放，为以天然气为一次能源的设备的碳排量；
10、可表示为：
11、
12、
13、式中，δe为该系统所在区域电网单位电量碳排放系数，δg为天然气碳排放系数；表示时刻t系统与电网交互功率，为时刻t输入系统的天然气量；
14、碳配额的初始分配与系统发电量、购气量因素有关；时段t的碳排放配额可通过下式计算，工业园区初始碳配额模型：
15、
16、式中，σe、σg、σr分别为购电单位碳配额、购气单位碳配额、绿色电力单位奖励碳配额；
17、基于初始碳配额模型，得出工业园区初始碳排放配额，对于低于初始碳配额的碳排放量，采用无偿的方式对工业园区的碳排放进行初始分配，高于碳配额的部分进入碳交易市场；
18、参与碳交易市场的碳排放量为实际碳排放量与初始碳排放配额差值：
19、
20、式中，δq表示参与碳交易市场的碳排放配额，δq>0表示碳排放超标，需要额外购买碳配额，δq<0表示可以进行正常碳排放。
21、优选的，步骤1中使用的阶梯式碳交易模型具体为：
22、基于实际碳排放量与初始碳配额量的差值，高出初始碳配额量的部分进入碳交易市场，碳排放量越高，对应的碳交易价格就越高，制定阶梯式碳交易模型：
23、
24、式中，cca为碳市场交易成本,λ碳市场交易基础价，ρ为价格增长幅度，l与为碳排放区间长度；
25、随着碳排放量的增多需购买的碳排放配额越多，设置3个区间碳交易价格，每个区间的计价不同，碳排放量越多价格也越高，反之购买成本较低；对工业园区形成碳排放约束。
26、优选的，运营商与用户主从博弈模型的具体构建方法如下：
27、在园区综合能源系统中，运营商根据用户用能需求，制定合理的电价、气价和碳价政策和调度方案，以最大化自身运营收益；而用户会积极响应运营商制定的价格政策，灵活调整自己的电气需求以及碳排放量负荷，追求自己的最大利益；
28、综合考虑综合能源系统对用户的售能收益、购能成本、设备运行维护成本、碳交易成本，以收益最大为优化目标参与博弈，建立运营商模型：
29、maxiieso＝iuser-cbuy-cop-cca
30、式中，iuser为调度期内对用户售能的收益；cbuy为购能成本；cop为设备运维成本；cca为碳交易成本；
31、购买能源成本：
32、
33、式中，为第t个时间段向外购电价格；为第t个时间段向外购天然气价格；
34、设备运维成本：
35、
36、式中，i取1，2，…，n，分别代表风机、热电联产机组、热泵机组、燃气锅炉、蓄电池和储热罐等，n为需要运维的设备总数；pi,t和βi是在t时段内的设备输出功率和运维价格；
37、碳交易成本：
38、
39、式中，cca为碳市场交易成本,λ碳市场交易基础价，ρ为价格增长幅度，l与为碳排放区间长度。
40、优选的，建立运营商与用户主从博弈模型中用户模型：
41、在运营商给定的能源价格下，用户通过优化自身的电负荷、气负荷与碳排放量，积极参与主从博弈，从而降低用能成本与碳排放量；定义用户目标函数为：
42、
43、式中，分别第t个时间段电能、天然气与碳价格；为电负荷，为气负荷，为t的碳排放量；
44、用户电负荷包括刚性电负荷和可平移电负荷，电负荷模型为：
45、
46、式中，为t时刻刚性负荷，其对可靠性要求较高，满足用户基本的生产和生活需要，不能随意改变，因此不参加需求响应；为t时刻的可平移电负荷，参加需求响应，可将一个时段的部分电负荷转移到其他时段。
47、优选的，步骤2中，工业园区综合能源系统最优调度下博弈论模型，具体如下：
48、将运营商作为领导者，用户作为跟随者，研究两者之间的交互行为；该博弈模型可定义为：
49、l＝{{pi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于：所述步骤1中，制定工业园区碳排放、初始碳配额计算模型，得出工业园区实际碳排放量，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于：所述步骤1中使用的阶梯式碳交易模型具体为：
4.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于，所述运营商与用户主从博弈模型的具体构建方法如下：
5.根据权利要求4所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于，所述建立运营商与用户主从博弈模型中用户模型：
6.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优经济调度方法，其特征在于：所述步骤2中，工业园区综合能源系统最优调度下博弈论模型，具体如下：
7.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优经济调度方法，其特征在于：所述步骤3中，需建立电功率，气功率与电气网侧约
...【技术特征摘要】
1.一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于：所述步骤1中，制定工业园区碳排放、初始碳配额计算模型，得出工业园区实际碳排放量，具体为：
3.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于：所述步骤1中使用的阶梯式碳交易模型具体为：
4.根据权利要求1所述的一种碳约束下工业园区综合能源系统最优调度方法，其特征在于，所述运营...
【专利技术属性】
技术研发人员：李国栋，倪玮晨，甘智勇，孔祥玉，李利刚，卢一涵，武舜禹，王晓迪，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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