[发明专利]一种计及碳交易的电气综合能源网络调度优化方法

权利要求书

1.一种计及碳交易的电气综合能源网络调度优化方法，其特征在于：首先针对综合能源网络的设备进行理论建模，其次根据实际碳排放与无偿碳配额的建模实现对净碳排放量的计算，最后针对能源出力设备自身的生产成本与可控因子及设备运行所引起的碳交易成本综合性考虑建立多能设备的出力优先级模型，以能源生产的出力成本、能源转化的费用成本和净碳排放量引起的碳交易成本之和最小为目标函数，建立了区域电气综合能源网络的日优化调度模型，实现了不同能源形式的出力值的最优求解，完成了计及碳交易的电气综合能源网络调度优化。

2.根据权利要求1所述的一种计及碳交易的电气综合能源网络调度优化方法，其特征在于，根据实际碳排放与无偿碳配额的建模实现对净碳排放量的计算，主要步骤包括：

Step 1：IIES系统整体释放的净碳排放量其是指多能设备的实际碳排放量与无偿碳排放额的差值，其为：

其中Q为区域电气综合能源系统多能设备实际运行的碳排放量；为P2G设备实际吸收消纳的CO₂量；Q^*为区域电气综合能源系统多能设备划拨的无偿碳排放额；

Step 2：多能设备的实际碳排放量与无偿碳排放额的计算是：

式中，Q_TP、Q_CCHP分别为传统能源发电、CCHP机组的实际碳排放额度；γ_e为单位传统发电量的碳排放额度；P_TP(t)为t时间段传统能源发电的实际出力功率；η_h,e为CCHP设备发热量向发电量的转化系数，因为本文讨论的区域综合能源系统不涉及热网络，因此将CCHP机组的发热量转化为等效的发电量，根据总的等效发电量进行实际碳排放配额的计算；P_CCHP(t)和H_CCHP(t)为t时间段CCHP机组发电和发热的实际出力功率；为碳中和系数，表示P2G设备生成单位天然气所能中和的CO₂量；P_P2G(t)为t时刻P2G设备实际产出的天然气功率；

同时规定电气综合能源系统、传统能源发电、CCHP机组的无偿碳排放额为Q^*、其与实际碳排放额的模型完全类似，区别仅在于无偿碳排放额分配中传统能源发电单位电量对应的碳排放量

3.根据权利要求1所述的一种计及碳交易的电气综合能源网络调度优化方法，其特征在于，各设备的实际出力功率是需要考虑能量消耗模块的负载需求和不同出力设备的出力优先级模型确定，因此建立设备出力优先级模型的主要包括：

其中代表设备i能源生产在调度周期T内的产能平均值；代表设备i在第T周期内的单位功率能耗成本；η_control,i代表设备i能源生产的人为可控性因子；(单位产能碳排放量)代表设备i每生产单位能量需要释放CO₂的体积。

4.根据权利要求1所述的一种计及碳交易的电气综合能源网络调度优化方法，其特征在于，通过完成综合能源网络模型建立、净碳排放量计算、能源设备优先级模型建立，已可以实现对于不同设备的出力功率的理论求解，因此，仅需建立计及碳交易的电气综合能源网络调度优化目标即可，IIES调度优化目标Ψ为能源生产的出力成本Γ₁、能源转化的费用成本Γ₂与净碳排放量引起的碳交易成本Γ₃之和：

Step 1：能源生产的出力成本Γ₁为：

P_coal(t)为t时段传统能源机组出力；P_pv(t)为t时段光伏机组出力；P_wind(t)为t时段风力机组出力；G_g(t)为t时段气源出力；ε_coal、ζ_coal、μ_coal为传统能源机组成本系数；σ_pv、τ_wind分别为光伏机组、风力机组成本系数；κ_g为气源成本系数。

Step 2：能源转化的费用成本Γ₂为：

为CCHP机组输出单位功率电能值的成本系数；为P2G机组输出单位体积燃气的成本系数，ν_x为第x类设备的单位储能功率的成本,这里默认周期的起始时刻储能设备的储值为0

Step 3：净碳排放量引起的碳交易成本Γ₃为：

C_car是碳交易成本的梯级计算模型

Step 4：计及碳交易的电气综合能源网络调度优化目标函数为：

minΨ＝Γ₁+Γ₂+Γ₃

针对能源出力设备自身的生产成本与可控因子及设备运行所引起的碳交易成本综合性考虑建立多能设备的出力优先级模型，以能源生产的出力成本、能源转化的费用成本和净碳排放量引起的碳交易成本之和最小为目标函数，建立了区域电气综合能源网络的日优化调度模型，实现了不同能源形式的出力值的最优求解，即完成了计及碳交易的电气综合能源网络调度优化。