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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

计及柔性负荷参与的综合能源系统优化调度

为提高源荷匹配度,平抑负荷波动,该文提出计及需求响应负荷和地源热泵出力的综合能源系统优化调度模型,研究柔性负荷与地源热泵在调度顺序不同的情况下对系统的影响。首先,以系统的经济成本和环境成本最小为目标,建立综合能源系统优化调度模型优化各设备的出力。其次,在考虑新能源机组出力不确定性的基础上,利用地源热泵装置转换效率高的特点改善能源互补能力并使其作为一种可调度资源参与系统的调度。最后,在需求侧将柔性负荷分为可转移、可削减负荷作为可调度资源参与调度,平滑负荷曲线。通过算例分析可得：不考虑可调度资源出力顺序的情况下,能有效提高系统的经济和环境效益以及源荷匹配能力。     

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。     

考虑需求响应的社区综合能源系统两阶段优化调度

从社区能源运营商的角度出发,通过整合社区综合能源系统(IES)中可控负荷、风电机组出力等信息,提出考虑可控负荷的社区IES两阶段优化调度模型。日前调度通过分析各类可控负荷是否参与优化,研究其响应前后对社区IES运行经济性的影响;日内调度基于日前调度方案,考虑到短时期内风电机组出力与负荷的波动并根据冷热电响应速率的不同,提出两级滚动优化平抑模型,求解各可控设备的调整出力。仿真结果表明,对可控负荷的优化调度可有效降低社区IES的综合运行成本;两阶段优化调度模型在满足用户用能需求的同时也能及时有效平抑日内阶段源荷两侧的随机波动,实现IES经济及平稳运行。     

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。     

基于需求侧用户响应分析的电-气-热综合能源系统低碳经济调度

在低碳经济的背景下，为充分发挥供需双侧的互动潜力，提出一种考虑综合需求响应（IDR）和碳交易的电-气-热综合能源系统（EGH-IES）双层低碳经济调度模型。首先，提出考虑多能负荷自身特性、耦合特性和反弹效应的IDR模型和用户权衡经济效益、响应方式和用能偏好的综合效益模型。基于此，建立上层模型为引入奖惩阶梯型碳交易机制的EGHIES低碳经济调度，下层模型为IDR策略的双层优化调度模型。然后，通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件、对偶定理和线性化方法将双层模型转换为混合整数线性规划问题进行求解。最后，算例分析表明，综合考虑碳交易和多元负荷特性能促进供需双侧的联合优化，充分发挥EGH-IES的经济低碳性。