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。     

基于阶梯型碳交易机制的综合能源系统低碳经济调度

为实现综合能源系统的经济低碳运行,提出了计及阶梯型碳交易机制的综合能源系统优化模型,首先以系统全年运行维护成本和投资成本最小为目标,建立了考虑多元负荷需求的综合能源系统容量优化模型,其次基于k-means聚类方法及平均值法选取典型日冷热负荷,最后以系统运行维护成本以及碳交易成本最小为目标,分析不同基准碳价对系统运行方式、碳排放量以及经济性的影响,并以典型日进行详细分析。结果表明：将阶梯型碳交易机制引入综合能源系统可以有效降低碳排放量并提高系统的经济性,尤其对于供热季,能以较低基准碳价对系统产生显著影响。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于低碳目标的电气综合能源系统优化调度策略研究

针对电气热综合能源系统低碳化运行的需求,建立了考虑电转气和碳捕集系统的电气热综合能源系统模型,计及碳交易机制对电气热综合能源系统的经济调度结果的影响,建立了基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度模型,并进行仿真分析,验证了调度策略的合理性和有效性。     

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。     

基于综合需求侧响应策略的园区多能源系统优化运行

在能源互联网的背景下,计及多类型能源市场价格传导机制的综合需求侧响应策略能够解决传统工业园区能源利用效率低、电能紧缺等问题。文章以园区多能源系统为研究对象,计及电力市场和碳交易市场价格传导机制,基于园区多能源系统模型,以系统运行成本最小化为目标,设计了园区多能源系统综合需求侧响应策略,对深圳某园区进行了实例分析,并运用粒子群算法进行优化求解。结果表明,文章所提出的策略能够提高多能源系统的运行可靠性,降低运行成本。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于类电磁机制算法的综合能源系统多目标优化调度

针对综合能源系统低碳经济调度的优化问题,引入P2G设备提升系统的弃风消纳空间与低碳经济性,以运行成本与碳排放量为优化目标,建立含多种供能设备的综合能源系统多目标优化调度模型.模型的求解采用改进的类电磁机制算法,针对综合能源系统调度问题约束较为复杂,算法易陷入局部最优的问题,引入立方混沌初始化、差分进化策略和自适应权重因...     

考虑梯级碳交易机制和电转气两阶段运行的综合能源系统优化

为提升综合能源系统（integrated energy system,IES）的能效水平,提出了一种考虑梯级碳交易机制和电转气（power-to-gas,P2G）两阶段运行的IES调度模型。首先引入碳捕获与封存技术（carbon capture and storage,CCS）,解决了P2G所需碳源和热电联产机组的碳排放问题;同时在传统P2G的基础上引入氢燃料电池,研究P2G两阶段运行的多重效益;最后,运用梯级碳交易机制限制碳排放。在此基础上,建立以碳交易成本、系统运行成本、新能源利用率相关成本最小为目标的优化调度模型,利用IPOPT商业求解器进行求解,通过与其他传统模型对比分析,表明所提模型的经济性、低碳性和风光消纳能力较高。     

考虑碳捕集技术的虚拟电厂热电联合优化

碳捕集技术作为电力系统低碳转型的关键技术,应用到热电联合系统可降低虚拟电厂的碳排放。为此,提出将碳捕集技术应用至虚拟电厂热电联合优化的技术路线,以促使其低碳经济运行。一方面,依托阶梯碳交易机制、需求响应和电-热之间的互转,以减少虚拟电厂热电联合运行的碳排放;另一方面,以虚拟电厂运行成本最小为目标,综合考虑负荷调节潜力、新能源出力上限等虚拟电厂内部约束,以及电-热-碳互转的物理约束,以提高虚拟电厂运行经济性。基于某园区实况运行数据,围绕是否配置碳捕集技术和需求响应来设计对照场景,验证了所提虚拟电厂热电联合优化模型具有一定的现实可用性和鲁棒性。     

计及综合需求响应的电热集成系统优化运行

针对我国“三北”地区供暖季弃风严重问题,提出一种计及综合需求响应（CDR）的电热集成系统（IETS）优化调度策略。基于电量电价弹性矩阵构建实时电价需求响应模型以引导用户错峰时移用电;考虑到热用户对供热温度感知的模糊性,将其作为热能需求响应参与调度,分析并阐述电热需求响应促进风电消纳的机理;通过多场景分析刻画新能源预测的不确定性,计及系统安全运行约束,以系统总运行成本最小优化求解日前调度决策与旋转备用容量安排。最后,通过典型算例对比不同模式下的调度策略,验证了提出的计及CDR的优化调度策略能够开阔风电上网空间和提高系统的经济性。