基于求偿权的电力碳排放权多准则分配机制

公平性是碳排放权初始分配的首要问题,但满足所有公平原则的公平方案是不存在的。在我国,受机组核准制影响,核准发电小时对应的机组碳排放权是其天然权利。运用基于权利的分配理论,对机组初始碳排放权的公平分配进行了研究。通过应用加总原理和投票选举机制,解决了不同机组对碳排放权分配公平的争议。通过应用迭代机制,解决了选举分配中的有效性问题,证明了所提出的分配机制下的博弈均衡和有效性定理,并对迭代选举分配中的"独裁性"问题进行了讨论。最后结合电力碳排放权分配的实例,表明所提模型可以满足公平分配的主要原则,并易于被各参与人接受。     

考虑碳交易的火电节能调度优化模型及应对模式

电力行业的发展所带来的环境问题日益突出,为发展低碳电力,将碳交易引入调度目标。构建以能耗成本与碳排放成本最小为目标的理想节能调度模型以及以发电燃煤成本与碳排放成本最小为目标的合同电量节能调度模型,分析碳交易下2种节能调度模式对火电的影响,并构建生物质与火电联合调度模型作为碳交易与节能调度双重约束下的应对模式。从节能减排、发电效益、机组运行3个方面构建调度效果评价指标体系。算例研究表明:高排放高耗能机组发电份额被进一步削减;理想模式比合同电量模式有较多的节能减排量、较高的发电收益及较差的机组运行稳定性;应对模式在3个方面都优于另外2种模式,通过分析碳交易对联合调度的影响验证了应对模式的合理性。     

考虑历史排放赤字的电力初始碳排放权公理化公平分配方法

公平性是电力碳排放权无偿分配的首要问题,而如何考虑历史排放赤字的影响往往是分配是否公平的焦点之一。为此,建立了基于Shapley值的历史排放赤字分摊模型,解决了历史排放赤字在减排年份的分摊问题,并对分配模型进行了公理化处理。根据"谁引起、谁负责"的原则,建立了历史排放赤字在各机组间的分摊模型,解决了历史排放赤字对不同机组排放求偿权的削减问题。进一步地,通过分配方法的一致性约束,建立了考虑历史排放赤字的初始碳排放权分配模型。此外,通过对自主参与分配机制下博弈行为的研究,证明了博弈均衡的存在性,并给出了考虑历史排放赤字分配模型的匿名性、有效性和单位选择无关性的证明,对公平排序性进行了讨论。最后,通过电力碳排放权分配的算例表明,所提方法可满足公平分配的基本要求,且易为各方所接受。     

考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度

在智能电网和低碳电力的背景下,提出一种考虑需求响应虚拟机组和碳交易的含风电电力系统优化调度模型。首先,将需求侧资源分为可调度资源和不可调度资源,在可调度资源中分别建立了价格需求响应虚拟机组和激励需求响应虚拟机组模型,并分析了两种虚拟机组的运行特点;其次,在优化调度模型中引入碳交易,并提出系统碳减排目标的概念及阶梯型碳排放权价格,分析其对碳排放量的制约情况。在此基础上,引入功率平衡约束、机组出力及爬坡约束、虚拟机组运行约束等,建立了以碳交易成本、火电机组发电成本和虚拟机组运行成本为目标的新型低碳经济调度模型,采用细菌群体趋药性(BCC)算法对模型进行求解。通过仿真算例对不同场景下系统的风电消纳情况和系统的综合运行成本进行了分析。算例结果验证了模型及求解方法的可行性及优越性。     

泛在电力物联网环境下考虑碳排放权约束的VPP理性调峰模型

建设泛在电力物联网的目标之一是促进清洁能源的消纳,应对能源消费清洁低碳转型的需求。泛在电力物联网环境下,以虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)作为分布式可再生能源管理的手段,提出一种考虑碳排放权约束的VPP理性调峰模型。依据碳排放权配额制原则,建立三种不同碳排放权约束场景,并利用基于分布估计的膜算法分析三种场景下系统的调峰成本和环境效益。结果表明,碳排放权约束会导致调峰系统出力变化来减少碳排放量,但在一定范围内系统的碳排放量不随约束的变动而改变,具有一定的自由碳排放权约束空间。碳排放权约束水平会影响VPP调峰系统的经济成本,碳排放权的分配应遵循公平性和效率性原则。     

低碳电力下多目标机组组合优化调度

为了剖析低碳电力调度给传统经济调度带来的低碳效益,提出了采用互补约束模型来精确描述抽水蓄能的工况关系,建立了低碳电力下含抽水蓄能电站的多目标机组组合优化调度模型;再分别利用模糊集理论的隶属度函数和采用线性化方法对模型进行处理。仿真结果表明,模型在兼顾节能减排的同时,通过充分利用抽水蓄能的削峰填谷作用和合理安排火电机组组合,改善了火电机组的运行条件,平滑了火电出力曲线,实现了电力系统的经济、低碳运行。     

计及LCA碳排放的源荷双侧合作博弈调度研究

为实现新型电力系统的低碳经济目标,提出一种计及生命周期评价(lifecycleassessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先,考虑灵活可调度的柔性负荷,构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后,运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放,并结合碳交易机制,建立碳交易成本计算模型。最后,基于合作博弈策略,建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型,并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明,所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量,有效促进系统低碳经济的发展。     

多轮一阶密封拍卖碳交易机制下的电力系统低碳经济调度

电力行业在减少CO_2排放方面有很大的潜力,并且拥有较大的可优化空间。碳交易机制加快了电力行业减排的步伐,促进电力系统经济调度向低碳方向发展。风电作为清洁能源之一,减少了温室气体排放,促使电力行业低碳化发展。但是,由于风电功率具有随机性,且风电的计划出力往往与真实风电出力有误差,给系统的动态调度带来了挑战。给出了一种基于多轮一阶密封拍卖的碳交易机制下含风电的电力系统低碳经济调度多目标调度模型。对碳排放权交易中的拍卖机制进行改进,建立了一种新型拍卖方式下的碳排放权交易机制下的低碳调度目标,并在经济调度目标中加入柔性负荷成本,建立计及柔性负荷的经济调度目标。利用随机模拟混合粒子群优化算法仿真,通过对比不同模式的仿真结果,说明本文提出模型的优越性。研究了柔性负荷和多轮一阶密封拍卖对优化调度的影响,通过仿真对比分析,验证了本文所提新型低碳经济模型同时具有低碳性和经济性。     

基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法

建筑减排已成为中国达到“双碳”目标的重要途径,智慧楼宇作为多能流网络耦合的综合能源主体,面临碳排放量较多、多能流网络耦合程度高、负荷用能行为动态特性明显等问题。针对这一问题,提出基于深度强化学习的多能流楼宇低碳调度方法。首先,根据智慧楼宇的实际碳排放量,建立了一种奖惩阶梯型碳排放权交易机制。其次,面向碳市场和多能流耦合网络,以最小化运行成本为目标函数,建立多能流低碳楼宇调度模型,并将该调度问题转换为马尔可夫决策过程。然后,利用Rainbow算法进行优化调度问题的求解。最后,通过仿真分析验证了优化调度模型的可行性及有效性。     

低碳电力规划的调度模拟技术研究

对电力规划方案进行低碳化模拟计算是实现电力行业低碳发展的重要措施。基于电力系统运行模拟和评估的思想,利用机组检修信息、机组碳排放信息、负荷预测结果、区外功率交换数据和机组启停信息,建立了以日运行为基础的调度模拟模型,模拟低碳化电力规划下的全网运行,制定发电出力计划,最终实现全网最优低碳运行的目标。并以湖北电网为例进行了算例分析,验证了方法的有效性。     

计及碳捕集和需求响应的综合能源系统低碳经济调度策略

发展综合能源系统是实现经济发展和节能减排的关键举措。首先,为提高机组的调峰能力、减少CO2的排放,将碳捕集技术引入综合能源系统,研究其对综合能源系统灵活、经济、低碳运行的作用。然后,为减轻负荷和风电峰谷波动给系统带来的压力,考虑电、热负荷的需求响应作用,实现综合能源系统的健康、可持续运行。最后,考虑能源协调与耦合作用,以最小化综合成本为目标,构建电-热综合能源系统低碳经济调度模型。算例分析的结果表明,碳捕集和需求响应的共同作用减少了系统的总运行成本和碳排放成本,从源荷双侧促进了风电的消纳,促进了电-热综合能源系统的灵活调度和低碳运行。     

计及柔性负荷的综合能源系统低碳经济运行

多能互补的综合能源系统 (integrated energy system, IES) 能够有效提高能源使用效率，解决环境污染等问题。在此背景下，提出了一种考虑柔性负荷 (flexible load, FL) 和碳交易机制的IES优化调度模型。首先，将碳交易机制引入系统调度模型中，综合考虑整个能源供应环节的碳排放，并采用过排放罚金机制以促进系统节能减排。然后，将FL分为可削减负荷、可转移负荷和可平移负荷三类，应用于IES的低碳经济运行之中。在此基础上，以碳交易成本、FL调度成本、系统能耗成本之和最小化为优化目标，考虑电力系统网络约束、天然气系统网络约束和能源中心 (energy hub, EH) 内部约束，建立了IES低碳经济调度模型。最后，采用算例系统对所构建的模型和采用的方法进行验证，并分析了罚金价格对于系统碳排放的影响，以及FL在消纳风电和节能减排方面的作用。     

低碳经济下电动汽车集群与电力系统间的协调优化运行

随着电动汽车(EVs)大规模接入电网,其充放电行为的随机性将给电力调度带来新的问题。在研究电动汽车与电网间信息、能量交互机制的基础上,深入分析EV集群运行模式及其对电力系统发电调度的影响。基于低碳经济理念,以电力系统发电能耗成本、CO_2排放费用和V2G服务补贴费用最小化为目标函数,综合考虑EV行驶需求、碳排放配额、碳排放交易机制等相关约束,建立低碳经济环境下EV集群与电力系统间的协调优化运行模型。采用所建模型对10机系统进行仿真分析,优化结果验证了模型的合理性和有效性。     

低碳经济目标下我国电力需求预测研究

力有限以及经济持续发展的基础上,2020年我国煤电比例应降为59.58%左右     

低碳电力调度方式及其决策模型

低碳要素的引入将为传统的电力调度方法带来新问题和新挑战,在考虑安全性和经济性之外,还应进一步关注电力系统运行中的CO2排放。文中深入剖析了低碳电力调度的提出背景和内涵,定义了科学、高效的低碳电力调度方式;分析各类低碳电源的技术特性,建立了近零碳排放电源、普通化石燃料类电源和碳捕集电厂3类不同电源的电碳调度特性;将CO2排放作为一类可调度资源,在综合考虑低碳电力技术、碳成本和碳约束等要素的基础上,建立了低碳电力调度决策的初步模型,以协调电力调度中的"电平衡"与"碳平衡"。基于实际算例,分析了各类低碳要素的引入对于最优发电计划决策的影响。     

火电机组节能调度的技术框架研究

在中国已具备实施电网节能调度的技术条件下,有必要研究节能调度涉及的关键性问题,即如何获得可靠的火电机组能耗数据及怎样才能做到发电排序公平.在分析5个试点省份所做工作的基础上,安徽省电力公司对省内火电机组进行了大规模的煤耗查定试验.在总结经验的同时对发电排序依据以及煤耗与污染物排放的关系进行分析,初步给出了火电机组在线监测系统构架和运行机制,并对火电机组节能调度系统进行研发.该节能调度系统能耗指标计算在各机组的数据采集服务器上进行,所有结果均上传至中心服务器,由此大大节省了硬件投资和网络资源,且可靠性得以提高.研究指出,对于研发节能调度系统、确定其运行机制,需要制定一条科学合理的技术路线.只有系统地分析研究并解决其中存在的关键技术问题,节能调度系统建成以后,才能稳定发挥其节能减排作用,为此还需进行更深入的研究.     

考虑碳税与碳交易替代效应的电力系统低碳经济调度方法

随着碳达峰、碳中和目标的提出,政府主导的碳规制强度日益增大。电力系统作为碳减排主体,将面临碳税与碳交易复合型碳减排政策的约束。研究计及碳税与碳交易替代效应的电力系统低碳经济调度方法,能够协调提升系统运行的低碳性和经济性,具有重要的理论与现实意义。首先在分析碳交易价格波动特征的基础上,采用随机场景法描述碳交易价格不确定性,进而对阶梯型碳税与碳交易替代效应进行建模。之后,建立协调优化碳捕集设备和储能电站的系统两阶段低碳经济调度模型,并结合分段函数线性化和蝙蝠算法对模型进行优化求解。最后,基于某地区的实际参数开展仿真分析,算例结果表明所提模型能够有效提升系统运行的低碳经济水平。     

基于议价能力的风-光-CHP多主体优化运行策略

针对综合能源系统中主体的个体理性未被充分考虑,以及电力系统越来越重视可再生能源消纳和降低碳排放量的问题,提出了一种考虑议价能力的风-光-热电联产(combined heat and power, CHP)多主体能源系统优化运行策略。首先将综合能源系统划分为风电主体、光伏主体和热电联产(combined heat and power, CHP)主体,构建其合作运行模型,并在CHP主体中增加电制氢技术和阶梯型碳交易机制;然后,基于纳什谈判理论建立了风-光-CHP多主体合作运行模型,并由于所提合作运行模型的非凸性,将其分解为系统运行成本最小化问题(P1)和交易支付问题(P2);在P2中,提出考虑经济和环境增幅的议价能力模型,各主体根据自身议价能力来实现收益的公平分配;最后,为了保护各主体合作时的隐私,采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM),对P1和P2进行分布式求解。结果表明：考虑议价能力的风-光-CHP优化运行策略不仅可以实现合作收益的公平分配,而且能有效缓解弃风、弃光和碳排放问题。此外,验证了电制氢技术相比...