计及氢能多元利用和绿证-碳联合交易的综合能源系统优化运行

为充分利用综合能源系统的多能耦合特性和高比例新能源的特点，提出一种计及氢能精细化多元利用和绿证-碳联合交易的综合能源系统低碳经济优化调度策略。针对氢能的低碳清洁特性，建立含电解制氢、氢转电热、氢制甲烷以及热电掺氢的氢能多元利用模型，并考虑氢能利用过程中产生的余热，在氢能多元利用模型中引入热回收装置，提出氢能精细化多元利用结构；为提升新能源消纳能力以及降低系统碳排放量，分别建立碳交易机制和绿证交易机制，并针对两者之间的关联性提出绿证-碳联合交易机制；兼顾综合能源系统的经济性和环保性，建立以绿证交易成本、购能成本、碳交易成本、运行维护成本和弃风成本之和最低为目标的综合能源系统低碳经济调度模型。算例结果表明，所提模型能够提高新能源消纳能力，显著降低碳排放量，实现了能源的高效利用和综合能源系统的低碳经济运行。     

面向“双碳”目标的公司参与碳排放权交易业务模式及专业能力建设研究

<正>碳排放交易权通过控制与交易CO₂排放权,可有效降低社会减排成本。针对国内外碳排放交易业务研究现状,分析碳市场运行机制,并根据碳市场与电力市场的关系,研究国网公司参与碳交易业务现状与必要性研究,给出切实可行的实施路径与建议,促进碳市场发展,助力“双碳”目标的实现。     

考虑绿证–碳排等价交互机制的区域综合能源系统绿色调度EI北大核心CSCD

“双碳”目标背景下,将现有碳交易与绿色证书交易机制实现互动,更能反映新能源低碳属性,有助于完善综合能源系统清洁替代的实现机制。该文构建绿证–碳排等价交互机制,提出一种实现碳交易与绿色证书交易联动的区域综合能源系统绿色调度方法。首先,研究碳交易和绿色证书交易运行原理,引入历史新能源配额完成度及其出力预测准确度作为新能源配额分配和绿色证书获取依据之一。然后,研究绿色证书碳减排机理,提出绿证–碳排等价交互机制,通过绿色证书联动碳交易与绿证交易。最后,以系统总成本最小为目标,构建考虑碳交易与绿色证书交易交互的区域综合能源系统优化模型。算例结果表明,该方法可提高系统绿电占比和经济性,进一步体现新能源环保价值。     

考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化

在分析碳市场和绿证市场区别及对电力批发市场影响机理的基础上,构建了考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化模型,并进行数值仿真分析。结果表明,碳交易与绿证交易制度协调对于优化电源结构、促进电力行业碳减排具有积极作用。在碳排放总量目标下存在一个满足各发电商总利润最大化的最优碳配额和绿证比例组合。     

电-碳-配额制耦合交易综述与展望

近年来，面对全球气候问题及传统化石能源匮乏带来的挑战，各国陆续提出节能减排和鼓励可再生能源发展的战略目标。碳市场、可再生能源配额制是实现碳减排和促进可再生能源消纳的重要市场手段。作为CO₂排放主要责任主体，电力系统低碳绿色转型是助力“碳达峰、碳中和”目标的关键环节，电-碳-配额制耦合将有利于更大程度上促进CO₂减排与可再生能源消纳。首先，分析了电力市场与碳市场、电力市场与可再生能源配额制之间的交互机理；其次，从交易机制设计、交易优化、市场交易技术等角度归纳电-碳-配额制耦合交易的研究现状；再次，阐述了碳市场及配额制的国内外实施现状与机制，反映各国减排政策环境；最后，梳理了当前国内电-碳-配额制耦合机制建设面临的挑战和堵点，对电力市场、碳市场与配额制协同发展提出展望，以期为我国耦合交易机制建设提供参考，助力“双碳”目标的实现。     

计及绿证-碳交易与氢能的综合能源系统多时间尺度优化调度

为建立一个清洁低碳、安全稳定的能源系统,提出了基于绿证-碳交易机制的氢能利用综合能源系统多时间尺度优化调度策略。首先,为发挥氢能高效清洁的作用,建立电解槽热氢联产模型。其次,为降低系统的碳排放量,分别构建绿色证书交易机制和奖惩阶梯型碳交易机制。最后,为降低源-荷预测误差对系统运行的影响,构建基于模型预测方法的日前-日内-实时多时间尺度的优化调度模型。算例分析表明,所提模型能有效降低碳排放量和系统功率波动,提高系统的稳定性和经济性。     

计及碳交易-绿证和储能成本的含风光发电的电力系统优化调度

为促进传统电力行业的绿色发展和节能减排，将碳交易-绿色证书交易机制引入电力系统优化调度中，同时通过引入电储能系统、提升电力系统灵活性来促进新能源消纳。首先在碳配额初始分配的基础上对火电机组加入补偿配额，并建立了碳交易成本模型；然后，构建以总成本最低为目标的优化调度模型，综合考虑碳交易机制成本、绿证交易机制成本、储能运行成本以及常规火电机组运行成本、风电运行成本、光伏运行成本及系统各种约束条件；最后，通过仿真算例分析，验证了碳交易-绿证机制和储能的引入可有效优化能源结构，减少系统碳排放。     

南方电网西电东送碳排放权初始配额分配新方法

南方电网西电东送以水电为主,具有显著的环境效益,但目前实践中对该部分的经济补偿非常有限。在南方电网西电东送中引入碳排放权交易,综合考虑南方电网各省实际情况,提出了以清洁能源发电为导向的碳排放权初始配额分配方法。根据历史碳排放量确立碳减排系数,分配初始碳排放配额,得到第1轮碳排放配额分配结果; 根据清洁能源发电装机比重,分配次轮碳排放配额; 对2015年南方4省(区)进行测算,结果与实际的环境容量较为契合,为进行碳交易提供了交易空间,有利于碳交易的开展,验证了方法的有效性。     

考虑碳排放金融市场的风-氢-火多能耦合系统交易模型

为适应碳排放权市场交易模式的多样化,提出基于现有碳排放权交易市场规则的风-氢-火多能耦合系统交易模型。基于配额和核证自愿减排量价格差,建立即期市场下多能耦合系统碳排放权即期交易模型。针对配额和核证自愿减排量的可积累性,结合欧洲能源交易所碳期权市场交易规则,提出远期市场下碳排放期权交易模型;基于广义自回归条件异方差模型改进B-S欧式期权定价模型,对国家核证自愿减排量看涨期权进行建模。算例将碳金融市场与电力调度进行有机结合,并针对现有模式、即期和远期碳排放权交易市场3种情况进行评估和分析,验证模型的有效性,为碳金融市场建设提供参考。     

计及氢能多环节利用和混合需求响应的综合能源系统多时间尺度低碳优化

在“双碳”背景下,充分利用氢能和各类需求侧资源是实现电力系统低碳运行的重要手段。为此,提出了一种计及氢能多环节利用和混合需求响应的综合能源系统多时间尺度低碳优化调度策略。首先,为提升氢能的利用效率,构建了含制氢、用氢、储氢以及燃气混氢的氢能多环节利用模型。其次,为挖掘需求侧资源在不同时间尺度下的响应能力,分析了需求侧资源的响应特性,建立了多时间尺度下的混合需求响应模型。然后,为了提升系统的低碳特性,将绿证交易机制和碳交易机制同时引入进综合能源系统优化模型中,以降低系统碳排放量,并降低系统的源、荷不确定性,构建了含日前、日内、实时阶段的综合能源系统多时间尺度低碳优化模型。最后,仿真结果表明,相比传统调度模型,考虑氢能多环节利用模型后,系统总成本和碳排放量分别降低了6.59%和5.56%,并且混合需求响应模型可分别降低购电、购气功率波动率2.64%和5.56%,验证了混合需求响应对系统功率波动的平抑作用。     

供氢体应用于碳捕集与资源化领域的前景分析

二氧化碳（CO₂）的大量排放已显著加剧温室效应和生态环境恶化。催化转移氢化法在CO₂资源化利用领域研究广泛且技术成熟。从以气态氢为主要还原剂催化氢化CO₂工艺的研究现状、供氢体还原特性及其目前应用进展等角度展开综述,并就上述研究中存在的优势和不足提出见解,建议未来供氢体应用于碳捕集与资源化领域可能的研究方向,旨在为推动CO₂资源化利用研究的长足发展提供借鉴。     

考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化

在分析碳市场和绿证市场区别及对电力批发市场影响机理的基础上,构建了考虑碳交易和绿证交易制度的电力批发市场能源优化模型,并进行数值仿真分析。结果表明,碳交易与绿证交易制度协调对于优化电源结构、促进电力行业碳减排具有积极作用。在碳排放总量目标下存在一个满足各发电商总利润最大化的最优碳配额和绿证比例组合。     

基于区块链碳通证的碳排放权与绿证联合交易市场机制设计

绿证和碳交易机制是现阶段推动电力系统经济低碳运行的有效手段。但现行的绿证制度在鼓励可再生能源并网、缓解财政补贴压力等方面的表现不佳,现行的碳市场对促进减排效果也不明显,且总体呈现“孤立运作”特征。因此,为打破传统绿证和碳市场交易的壁垒,做好市场机制层面的有效衔接,设计了基于区块链的碳权-绿证联合交易市场框架与激励机制。首先,编写智能合约将购/售电及碳权、绿证交易在以太坊平台运行,确保联合市场交易的安全高效自动执行与信息透明;其次,引入碳通证概念,提出了考虑碳通证的DPoS-CT共识算法,激励市场主体对碳减排做出更多贡献;最后,通过算例分析验证了所提机制可有效激励可再生能源交易和限制火电机组的碳排放量,为碳权-绿证联合交易市场建设提供新思路。     

考虑氢能多元利用的多重博弈综合能源系统低碳经济优化调度

在综合能源系统背景下,考虑氢能多元利用的多主体交互博弈在提高能源市场交易灵活性和解决碳排放等方面具有显著的效益。针对能源市场多主体博弈和环境污染,单向主从博弈结构难以解决“源-荷-储”交易灵活性和低碳性问题。因此,提出一种考虑两阶段P2G和燃气掺氢的多重博弈综合能源系统低碳优化调度模型。首先,为提升系统低碳性,将碳交易机制引入综合能源系统,并在供能侧引入两阶段P2G、碳捕集和燃气掺氢等氢能多元利用模型进一步限制碳排放量。其次,分别对综合能源销售商、负荷聚合商和广义储能共享商建立运行优化模型。之后,构建考虑主体作为领导者和博弈者双重性的多主体博弈能源低碳优化调度模型。最后,通过算例验证所提方法能够权衡各主体利益,增加系统整体经济效益和环境效益。     

双碳目标下绿色制氢技术的进展

发展高能效、低成本、零碳排放的可再生能源电解水制氢技术是实现“碳中和”“碳达峰”的重要途径。随着可再生能源的价格持续下降,利用可再生能源来实现高效的电解水制氢正逐渐成为未来氢能的主流技术路线。围绕当前绿色制氢技术的研究进展,重点阐述电解水制氢、太阳能分解水制氢以及生物质制氢等“绿氢”技术的产氢机理、技术难题和发展现状,并对未来绿色制氢技术的应用前景和发展方向进行分析和讨论。     

园区多微网P2P电-碳耦合交易市场设计

针对园区多微网交易多以单纯经济性为导向而忽略碳排放效益的问题，设计了端对端(peer-to-peer,P2P)能量交易与碳交易的耦合市场，以期进一步实现园区低碳运营。首先，基于电力系统在配电网节点处的边际碳排放因子，提出了分布式可再生能源发电低碳贡献的度量方法，构建了各微网基于电-碳交易的收益度量模型。其次，运用基于博弈的P2P交易机制，设计了完全竞争条件下保障各微网能够根据实时电-碳价格灵活调整发用电行为与购售角色的日前电-碳联动市场，并证明了所设计市场博弈均衡点的存在性。再次，基于电能和碳配额的供求关系，推导了电价与碳价的表达式，并提出了可有效保证用户隐私的迭代优化算法。最后，通过算例验证了所设计市场可以有力支撑园区多微网交易中经济效益和低碳效益的融合。     

综合能源系统两阶段鲁棒优化调度及碳-绿色证书联合交易下重复收费的影响

推进碳-绿色证书联合交易机制,实现碳交易与绿色证书交易的良性互动,有利于多市场环境下综合能源系统(IES)的健康发展。在此背景下,提出了将碳-绿色证书联合交易引入IES的优化调度方法,并分析了联合交易引起的重复收费问题及其影响。在碳-绿色证书联合交易模型中引入交易权重因子,建立了碳-绿色证书联合交易下重复收益的量化方法;构建min-max-min结构的IES两阶段鲁棒优化调度模型,利用盒式不确定集合来刻画新能源出力的不确定性,通过调节不确定参数来求解IES参与不同市场的最优成本;通过仿真算例验证了所提方法在降低碳-绿色证书重复交易收益率、提高系统运行经济性以及新能源消纳率方面的作用。     

碳市场与电能量市场均衡交易分析

为了减少温室气体的排放,有必要开展碳排放总量控制与交易机制设计工作。总结了电力工业中碳市场交易发生的条件,并基于碳排放效用曲线分析了碳市场交易对发电商剩余的影响。建立了碳市场和电能量市场均衡交易模型,量化分析碳市场与电能量市场的出清情况。该均衡交易模型考虑了碳排放权约束,可以使清洁能源机组获得更多的发电量,有利于低碳电力技术的发展。     

考虑多重不确定性与电碳耦合交易的多微网合作博弈优化调度

双碳背景下,构建低碳运行的能源系统是实现“双碳”目标的重要方向与实施路径。为了促进多微网系统内部能源的本地消纳以及低碳经济运行,该文对不确定性环境下多微网系统的合作运行及电碳耦合交易展开研究。首先,对于每个微网,构建了电转气碳捕集系统相耦合的热电联产运行模式,基于地方碳交易市场和阶梯碳交易机制,提出了多能源微网的低碳运行模型;其次,考虑到新能源发电和电力市场电价都存在不确定性的实际情况,采用机会约束和鲁棒优化的方法,以降低不确定性影响;再次,基于纳什谈判理论,建立了多个微网电碳耦合的合作博弈模型,各微网主体可同时参与到上级能源市场和地方能源市场中进行电能和碳排放配额的交易;最后,将非凸的合作博弈问题分解为两个线性可求解的子问题,进一步采用交替方向乘子法对问题进行求解。通过算例验证,该文所提方法可以有效提升各微网经济效益并减少碳排放。     

考虑碳捕集与甲烷化的综合能源微网分布式优化调度

为了促进综合能源微网的低碳性与经济性,并降低信息安全风险,提出考虑碳捕集与甲烷化的综合能源微网分布式优化调度模型。通过在传统火电厂上加装碳捕集设备,将捕集的CO₂用于甲烷化,可以减少系统碳排放,将多余的配额进行出售,在降低系统碳排放的同时也带来了经济效益。并且考虑了分布式优化调度,以解决多综合能源微网联合优化调度带来的信息安全问题。仿真结果表明所提模型可以有效减少系统碳排放并兼顾经济性,同时能降低信息安全风险。