【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多能源形式条件下，特别是涉及一种含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法。
技术介绍
1、随着“双减”目标被全面重视起来，如何降低和控制co2的排放成为政府关注的焦点。与此同时，近年来随着智能电网、微电网等技术的快速发展，各种绿色能源形式也越来越广泛的被使用，尤其是在乡村等广阔的领域内，根据各地区特有的自然禀赋的不同，风能、光伏、地热能、生物质能、小型水利水电等逐渐在未来乡村和城市新片区的开发过程中被重视并规划部署。
2、这些技术一方面为“双减”目标的实现奠定了坚实的基础，但另一方面也给未来片区规划工作中低碳绿色能源的规划工作带来了全新的挑战：如果考虑更多的引入绿色能源形式，实现“自产自用”，虽然可以在购电、购气成本以及“碳排放”方面实现一定的经济和社会效益，但其前期过高的设备采购、安装成本以及在运行过程中对于设备本身的运营维护成本都将带来巨大的资金压力，难以有效落实；但如果不考虑引入绿色能源，仍然采用从电网购电以及购买天然气的生活方式，无疑也会带来一定的购电和购气成本，可以遇见，随着社会经济的发展，未来的电价和气价也必然有所提高，这对于片区整体运作的经济性目标是不利的；同时，随着“双减”目标的进一步推进，国家碳排放权交易(以下简称碳交易)体系与绿色证书交易(以下简称绿证交易)机制的发展，未来的购电及购气价格还会进一步上涨，此外还要支付相应的碳权和绿证费用，这显然是不划算且不符合“双减”大势的规划策略，如下表1所示，表1详细对比了各种能源形式的特点及可能产生的费用。
3、
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5、因此，一种有效可行的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，在“碳排放”与“经济性”之间做出合理的选择就显得尤为重要了。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法。
2、为此，本专利技术的上述目的通过如下技术方案实现：
3、一种含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，包括如下步骤：
4、s1、以未来低碳片区规划过程中的总用电量、总用气量等用户侧硬性指标为依据，构建设备年均投资成本cinv、设备年度运营成本cop、购买成本cbuy、碳排成本ce、绿证成本cgc等的参数方程并在方程的构建过程中考虑各地阶梯电价、阶梯气价等当地的政策以及各种绿色能源设备自身的采购、安装、运维等因素；
5、s2、根据参数方程并结合规划片区自身的自然禀赋建立含碳交易与绿证交易的未来低碳片区绿色能源规划模型，该模型以“年平均费用最低”为优化目标min(cinv+cop+cbuy+ce+cgc)，以满足片区用户侧总用电量、总用气量且不考虑储能及余电反向输电上网交易等为约束条件；
6、s3、通过遗传算法求解模型最优解，最终以该模型最优解为依据，确定规划片区绿色能源的种类以及、配置计划和比例。
7、在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用如下技术方案：
8、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s1中，全部设备的年均投资成本如下：
9、
10、其中：θbio,θwind,θpv,θheat,θwater等分别为生物能，风能，光伏，地热能，小型水电等未来乡村里可能根据不同乡村的资源禀赋所选择的绿色能源形式；并可统一表示为θx。θx＝{θi|i∈n+}表示各类设备的数量集，n+为正整数集合。为设备i在其计划使用年限yi内的投资成本(含采购、安装等费用，不包含每年运维费)。
11、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s1中，设备年度运营成本如下：
12、
13、其中：为设备i在其计划使用年限yi内的投资成本(含采购、安装等费用，不包含每年运维费)；fy,i为设备i在其计划使用年限yi内第y年的使用状态函数，该函数可通过设备使用手册中设备的寿命曲线获得；若无法查得该曲线，可假设其符合期望为ui，方差为σi的正态分布函数fy,i～n(ui,σi)。εi为设备i在其计划使用年限yi内的逐年折旧率。
14、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s1中，购买成本cbuy包括直接购买电网电力cpower_buy、购买天然气cgas_buy、以及购买生产生物质能能源的原材料cbio_buy所花费的费用：
15、cbuy＝cpower_buy+cgas_buy+cbio_buy
16、其中：
17、
18、其中：考虑阶梯电价，为第tday天所处的电价档次；为一天当中的不同时段的电价，通常(8:00-22:00)，(22:00-次日8:00)两个时段。为片区规划的第tday天日购电总量。为片区规划的第tday天日总用电量；为片区规划的第tday天日绿电(生物能，风能，光伏，地热能，小型水电等)总产量。
19、
20、其中：考虑阶梯天然气价格，为第tday天所处的气价档次。为片区规划的第tday天日总购气量。为片区规划的第tday天日总用气量。为片区规划的第tday天日生物质总产气量。
21、
22、其中：为随市场价格波动的第tday天的单位质量生物质原料的价格。为片区规划的第tday天日总用生物质原料质量。km2v为单位质量生物质原料的产气量转化系数。
23、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s1中，碳排成本ce主要为直接购买电网电力cepower_buy、购买天然气cegas_buy以及生产的生物质能能源中用于燃烧的气体部分cbio所需花费的碳排费用：
24、ce＝cepower_buy+cegas_buy+cebio
25、其中：
26、
27、其中：kc为规划片区内单位发电量分配的碳排放配额。取0.728t/(mw·h)。
28、
29、其中：kh为规划片区内单位发热量分配的碳排放配额。取0.102t/gj。θv2h为单位体积天然气的所产生的热值。
30、
31、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s1中，绿证成本：
32、
33、其中：为随市场价格波动的第tday天的绿证市场价格。αgc为规划片区电量与绿证数量之间的量化转化系数。βgc为规划片区气量与绿证数量之间的量化转化系数。
34、作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤s2中，
35、模型整体优化目标为：保障整个规划片区的能源费用为年平均费用最低，即：
36、target:min(cinv+cop+cbuy+ce+cgc)
37、约束条件为：
38、
39、本专利技术提供一种含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，以未来低碳片区规划过程中的总用电量、总用气量等用户侧硬性指标为依据，构建设备本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤S1中，全部设备的年均投资成本如下：
3.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤S1中，设备年度运营成本如下：
4.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤S1中，购买成本CBuy包括直接购买电网电力CPower_Buy、购买天然气CGas_Buy、以及购买生产生物质能能源的原材料CBio_Buy所花费的费用：
5.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤S1中，碳排成本CE主要为直接购买电网电力CEPower_Buy、购买天然气CEGas_Buy以及生产的生物质能能源中用于燃烧的气体部分CBio所需花费的碳排费用：
6.根据权利要求1所述的含
7.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤S2中，
...【技术特征摘要】
1.一种含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤s1中，全部设备的年均投资成本如下：
3.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤s1中，设备年度运营成本如下：
4.根据权利要求1所述的含碳交易机制与绿证交易机制的未来低碳片区绿色能源规划配置方法，其特征在于：步骤s1中，购买成本cbuy包括直接购买电网电力cpower_buy、购买天然气cgas_bu...
【专利技术属性】
技术研发人员：房新力，吴瑜燕，朱敬，邵克俭，李虎，邬雪松，卢迪，白珏莹，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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