计及碳交易和需求响应的虚拟电厂低碳经济调度

为实现虚拟电厂的低碳经济运行,提出了一种考虑阶梯式碳交易和综合需求响应的虚拟电厂低碳经济调度方法。首先,研究多元柔性负荷的运行特性,建立了负荷侧综合需求响应模型;其次,在建立电转气两阶段运行模型基础上,引入氢燃料电池提高氢能利用效率;然后,将阶梯碳交易机制引入计及需求响应的虚拟电厂优化调度中,并建立了虚拟电厂低碳经济调度模型。最后,通过仿真分析表明所提方法和模型在提高系统运行灵活性的同时,改善了系统的经济性和碳排放水平。     

基于综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易的综合能源系统优化调度北大核心CSCD

随着能源需求急剧上升及环境污染日益严重,安全高效、低碳清洁的能源形式已成为能源发展的主流方向,而综合能源系统是降低环境污染排放、提高能源利用效率的有效途径之一。为了实现综合能源系统经济、低碳运行,本工作提出一种基于奖惩阶梯型碳交易机制和综合需求响应策略的综合能源系统低碳优化调度策略。首先,针对多元负荷的柔性特性和可调度价值,提出了考虑冷-热-电多元负荷的综合需求响应模型,并在此基础上,提出了响应补偿机制;其次,针对可再生能源的不确定性,采用拉丁超立方抽样法结合Kantorovich场景削减法生成光伏、风电和负荷的预测出力典型场景,并在优化调度模型中引入奖惩阶梯型碳交易成本,建立了以系统运行成本、响应补偿成本以及阶梯型碳交易成本之和最低的优化目标函数。最后,采用CPLEX工具箱对所提模型进行求解。算例仿真设置了不同场景,分析了综合需求响应策略和奖惩阶梯型碳交易机制对综合能源系统运行优化、节能减排的影响,验证了所建立的模型和策略能有效兼顾系统的经济、环境效益。     

计及碳交易和源-荷侧资源的综合能源系统低碳经济优化

“双碳”目标下,综合能源系统多种能源进行融合,对推动电力行业低碳化具有重要意义。为了进一步提高IES的环保性,该文提出一种计及碳交易和源-荷侧资源的综合能源系统低碳经济优化调度模型。首先,从源侧引入光热电站充当热电联产机组;其次,根据负荷侧电能和热能的传输性质不同,分别采用价格型需求响应和考虑供热系统热惯性和模糊性的热负荷需求响应模型;然后,通过引入阶梯式碳交易机制,构建包含P2G装置的碳排放成本模型;最后,以运行成本、碳交易成本、弃风弃光惩罚成本最小为目标函数,建立综合能源系统低碳经济优化模型;通过设置4个场景进行仿真分析,综合考虑CSP电站、综合需求响应和阶梯式碳交易机制后能够使系统外购成本、碳排放量和弃风弃光率分别减少25.65%、14.36%和21.54%,验证了所提模型的有效性。     

考虑柔性负荷的综合能源系统低碳经济优化调度

随着低碳发展进程的不断推进,综合能源系统(IES)逐渐成为实现减排目标的重要支撑技术。基于能源集线器概念,结合需求侧柔性负荷的可平移、可转移、可削减特性,构建了含风光储、燃气轮机、柔性负荷等在内的IES模型。综合考虑了系统运行成本和碳交易成本,建立了以总成本最低为优化目标的IES低碳经济调度模型,采用鲸鱼优化算法对算例进行求解。通过场景对比,分析了碳交易因素对能源调度的影响,以及在碳交易体系之下,柔性负荷的合理调度对IES进一步减少碳排放、降低系统成本可发挥的作用。研究结果表明,在碳交易体系下,柔性负荷参与调度能有效地提高系统的经济环境综合效益。     

计及绿色电力证书与碳交易制度的“源-荷”协调优化调度

基于低碳电力和智能电网的背景,考虑现有的风电消纳困境,该文以绿色电力证书为基础,结合碳排放权的交易制度,同时引入需求侧高载能企业负荷的响应模型,并将虚拟电厂经济效益作为优化目标函数,建立以绿证交易为基础,结合碳交易制度和高载能需求侧响应的“源-荷”双侧互补协调优化调度模型。最后将某省份区域电网代入到该文所构建模型之中进行仿真,并采用自适应免疫疫苗算法对模型进行求解,结果表明所建立的计及绿证交易与碳交易的模型有利于促进风电消耗,降低单位发电量的碳排放。     

基于条件风险价值的综合能源系统低碳运行

为了减少综合能源系统（integrated energy system，IES）运行过程中的碳排放，提出一种基于条件风险价值（conditional value at risk，CVaR）的IES低碳调度模型。首先，利用CVaR理论评估IES中不确定性带来的风险，并引入碳交易机制，将碳交易成本纳入目标函数，综合考虑各种设备的约束，建立了低碳经济调度模型；其次，采用yalmip + cplex优化软件对模型进行求解，算例验证了此模型的经济性和低碳性；最后，分析了耦合设备和储能设备容量变化对调度结果的影响，可为IES低碳运行提供参考。     

考虑复合储能电站接入的电网日前-日内两阶段滚动优化调度

为提高电力系统对光伏的接纳能力,降低光伏波动对电力系统运行的影响,提出一种考虑电池储能-抽水蓄能复合储能的电力系统日前-日内两阶段“源-储-荷”协调优化调度策略。首先,在日前调度模型中,以最小化系统总运行经济成本为目标,综合复合储能资源和负荷侧各类需求响应资源对电网进行双端协调优化。然后,在日内短时间尺度上,供需双端协调优化机组出力与需求侧响应,充分发挥抽水蓄能的调峰能力以及电池储能对光伏波动的抑制作用。所提模型通过CPLEX软件求解,算例结果验证了该模型能协调优化系统内各类可调节资源,有效降低系统弃光率。     

计及需求响应的综合能源系统协同优化策略

综合能源系统（Integrated Energy System,IES）可以实现多能协同互补、促进能量梯级利用,同时综合需求响应作为柔性负荷的直接调控手段,在提升IES经济与可靠运行方面展现出巨大潜力。文章基于电-气互联系统,综合考虑多元储能系统的运行特征及IES多能耦合特性,构建了IES多能耦合模型;进一步地,将传统电负荷需求响应拓展到IES中,提出了多元负荷的综合需求响应机制;进而以IES系统运行成本最小化为优化目标,建立了计及多元负荷需求响应的IES优化调度模型,并借助商用求解器实现了IES优化模型的高效求解。算例分析验证了所提模型可以充分发挥多元柔性负荷需求的响应潜力,促进可再生能源消纳,同时提高IES运行的经济性。     

计及负荷聚合商的综合能源系统双层主从博弈运行优化

随着综合能源系统（Integrated Energy System,IES）的兴起,传统的需求响应逐渐转变为综合需求响应（Integrated Demand Response,IDR）。如何在综合能源系统中建立涉及综合能源用户与负荷聚合商（Load Aggregator,LA）的多方利益主体运行机制和价格策略,是将负荷聚合商引入综合能源市场的首要问题。文章考虑两类需求响应类型,建立了综合能源系统、负荷聚合商和用户三者之间的运行优化机制和交易策略模型,并将其表达为双层主从博弈模型;提出了分布式组合求解算法,在三者不断交互的博弈过程中,实现三者利益均衡。考虑负荷聚合商是否实施电力辅助服务及综合需求响应,建立了3种情景,比较不同情景下综合需求响应策略、能源定价策略及能源交互策略。结果表明,文章所提出的负荷聚合商参与综合需求响应的运行机制有效地发挥了需求响应资源的作用,双层主从博弈模型的引入保证了该机制长久运行,为未来综合能源系统的发展提供了新思路。     

考虑碳交易机制的源-荷-储协整优化模型

为了增加新能源的利用率，减小碳排放，提出一种考虑碳交易机制的源-荷-储协整优化方法。首先建立阶梯式碳交易成本模型，分析碳交易机制提高新能源消纳的原理；然后在优化阶段建立考虑源-荷-储时序相关特性的协整约束，搭建含碳交易机制以系统运行成本最小为目标的源-荷-储优化协整模型。最后通过仿真算例分析表明：考虑碳交易机制的源-荷-储协整优化能得到常规机组出力平稳、新能源利用率最高、系统运行成本最低的运行方式，验证了所提优化方法的有效性。     

考虑绿证-碳联合交易与需求响应综合能源系统经济运行

“30·60”双碳背景下,将现有绿色证书交易、碳交易和需求响应机制实现联动,更能反映可再生能源低碳属性,实现系统低碳经济性。该文提出考虑绿证-碳联合交易与需求响应综合能源系统经济运行策略。首先,引入绿色证书交易和碳交易机制,通过绿色证书碳减排机理,联动绿色证书交易与碳交易;其次,引入需求响应机制,优化用户用能行为,促进可再生能源消纳,提高绿色证书和碳交易收益;最后,提出以购能成本、绿色证书交易成本、碳交易成本和需求响应补偿成本之和最小为目标的经济运行策略。算例结果证明：在综合能源系统中引入绿色证书交易、碳交易和需求响应机制具有优越的低碳经济性。     

含电转气的电—气综合能源系统低碳经济调度策略

为优化用能效率和发展低碳电力,采用综合能源系统(IES)模式耦合电力网络和天然气网络,通过电转气(P2G)技术形成电—气—电能量闭环流动,提升电力与天然气网络间的强耦合性和IES整体供能稳定性。兼顾电—气综合能源系统的经济性与低碳性,引入碳排放机制构建IES低碳经济调度模型,首先详细阐述了IES模型架构、电转气技术、碳排放交易机制等基本理论,并对天然气网络进行建模,然后采用多场景法考虑风电出力波动,以经济成本和碳交易成本最小为优化目标,构建综合能源系统新型低碳经济优化调度模型,最后通过算例对比分析了4种不同调度方案,验证了所提模型的有效性和合理性。     

虚拟电厂源-荷协调多目标优化调度

借助虚拟电厂(virtual power plant,VPP)平台,兼顾多元互补的电源侧与综合考虑需求响应的负荷侧的双侧协调配合,在考虑VPP经济性与可再生能源消纳的基础上,增加环保性目标,建立VPP源-荷协调多目标优化调度模型.针对多目标优化问题,首先根据法线边界交叉法(normal boundary interse...     

考虑电热需求响应的综合能源系统低碳优化运行北大核心CSCD

综合能源系统既能提升能源利用率,还能明显提升能源消纳效率,从而提升系统碳减排能力。碳交易将市场机制引入电力系统,不仅能够保证系统的经济性,还能对碳排放量进行有效控制,对电力企业碳减排存在深远影响。同时,随着电力系统的不断发展,电网需求侧也逐步介入电力系统的管理,实现了源-荷两侧双向互动,使能源消纳效率得到明显的提升,有效减少碳的排放量。文章建立了园区综合能源系统模型,在此基础上引入碳交易机制和电热需求响应构建了低碳调度模型。基于对系统成本的考虑,分别对4种场景下的成本和碳排放量进行比较。研究结果表明,碳交易机制和电热需求响应的引入可以有效降低二氧化碳排放量,证实了该低碳调度模型在系统减排方面的有效性。     

计及前瞻风险的综合能源系统低碳经济调度优化

针对可再生能源波动性给综合能源系统（IES）稳定运行带来的巨大挑战，提出一种考虑前瞻风险和经济环境效益的IES调度优化方法。以系统运行成本、污染排放最小为目标，通过蒙特卡洛法生成风光及负荷不确定性概率场景，运用负荷损失值分析不确定性因素潜在风险规模，基于条件风险价值理论控制系统运行风险，引入综合需求响应规划降低运营成本，通过模糊决策算法获得最优方案。算例分析表明：该方案在完成低碳经济调度目标下，实现系统可靠运行且兼具灵活性，提升系统经济环境效益。     

基于多元Copula函数的光-火-氢多晶硅园区优化配置

针对多晶硅园区的供能特点和低碳需求，引入光伏制氢，优化传统多晶硅园区能源系统。利用多元Copula函数表征“光-电-氢”源荷相关性，结合系统各耦合环节及生产流程，构建光-火-氢多晶硅园区双层优化配置模型。上层是以园区设备投运成本最优为目标的规划模型，下层是以系统综合运行成本最低为目标的低碳调度模型，通过迭代，确定设备最优容量。以新疆某多晶硅园区为算例，验证了配置结果的有效性，可为多晶硅园区的低碳改造及经济运行提供理论支撑。     

考虑多元负荷需求响应的综合智慧能源系统协同优化调度

考虑综合智慧能源系统管理中电负荷和热负荷的可调度价值,提出了一种考虑电热多元负荷需求响应的综合智慧能源系统协同优化调度模型及方法。首先,利用用户对供热舒适度感知的模糊性及热网在传输过程中的热惯性,将热负荷作为能源系统中的柔性负荷加入到综合智慧能源系统的优化调度中。同时,综合考虑了电负荷与热负荷的不同类型的需求响应,构建了电热多元负荷综合需求响应模型。其次,引入能质系数将能量的“质”和“量”相结合,以系统用能效率最优为目标函数,考虑正常运行条件下电气热系统运行约束,建立了综合智慧能源系统协同优化调度模型,采用量子粒子群算法对模型进行分析计算。最后,利用IEEE 9节点系统、20节点天然气系统和6节点热系统为算例进行分析,验证了所建模型及方法的合理性和有效性。     

考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度

风电、光伏等清洁能源发电具有反调峰特性和不确定性,容易造成弃风、弃光。为应对清洁能源消纳这一挑战,提出考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统优化调度模型。搭建电转气和冷热负荷惯性模型,并分析碳交易机制下电转气设备的工作特性以及冷热负荷惯性对其需求的影响,从而建立冷热负荷供需不等式约束条件;进一步建立考虑电转气与冷热负荷惯性的综合能源系统运行成本最小目标函数,以及相应的各机组与系统功率约束。通过YALMIP和GUROBI工具箱建立并求解最优调度模型,结果表明：所提方法能够提高清洁能源消纳能力,降低综合能源系统运行成本。     

基于碳交易与碳捕捉均衡成本的风光火储系统低碳调度技术

随着“双碳”目标的进一步应用与落地,多发电方式下的电力系统低碳运行问题逐渐与碳交易市场、低碳调度策略进行深度耦合,其本质上是考虑能源、社会、技术交互的综合电力优化调度控制问题。文章通过分析多能互补系统的多时间尺度调度机制,以系统的运行与碳交易成本作为优化目标,考虑电源侧、电网侧与储能侧的实时运行约束,构建了考虑碳交易与碳捕捉成本均衡的电网低碳调度模型。基于非支配排序遗传算法对机组的出力策略进行日前优化,达到运行成本、碳交易成本与碳捕捉成本的最优平衡。最后通过风光火储电网的实际算例,验证了算法的有效性。     

考虑用户侧柔性负荷的社区综合能源系统日前优化调度

针对综合能源系统中存在潜在的可调度资源,基于能源集线器构建包含储能、燃气轮机发电系统、柔性负荷等在内的社区综合能源系统数学模型。该模型综合考虑用户侧柔性负荷的可平移、可转移、可削减的负荷特性。最终建立以总运行成本最小为目标的综合能源系统供需联合日前优化调度模型,采用Yalmip工具箱和Cplex求解器对算例进行求解,得到3种场景下柔性电、热负荷参与调度的优化结果,并对比分析电热独立调度的经济效益。仿真结果表明:电热耦合调度,柔性电、热负荷的参与互动能明显降低系统运行成本,减小负荷峰谷差,缓解高峰用电压力。