考虑减排成本的综合能源系统低碳鲁棒经济优化运行方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115018230A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202110883505.7G06Q40/04(2012.01)(22)申请日2021.08.03G06Q50/06(2012.01)G06F17/11(2006.01)(71)申请人昆明理工大学地址671000云南省昆明市昆明理工大学呈贡校区电力工程学院电力楼401(72)发明人骆钊刘泓志王浩耿家璐贾芸睿王菁慧黎博文田肖杨林燕(74)专利代理机构昆明润勤同创知识产权代理事务所(特殊普通合伙)53205专利代理师付石健(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q30/02(2012.01)权利要求书6页说明书12页附图8页(54)发明名称考虑减排成本的综合能源系统低碳鲁棒经济优化运行方法(57)摘要本发明属于电力市场的技术领域，提供了一种考虑减排成本的综合能源系统低碳鲁棒经济优化运行方法；采用的技术方案为：包括以下步骤：步骤S1）碳交易机制分析，步骤S2）基于配额制的绿证交易机制分析，步骤S3）建立综合能源系统鲁棒优化模型，步骤S4）算例分析验证；首先，构建了计及补贴的阶梯型碳交易成本模型，并通过引入绿证交易机制以促进可再生能源的消纳；其次，计及源荷不确定性所带来的成本波动，以碳交易成本、减排成本、绿证成本与能源成本之和最小为目标函数，建立了考虑绿证交易的区域综合能源系统双阶段鲁棒低碳优化模型；最后通过算例仿真验证了所提模型的合理性及有效性。CN115018230ACN115018230A权利要求书1/6页1.考虑减排成本的综合能源系统低碳鲁棒经济优化运行方法，其特征在于包括以下步骤：步骤S1)碳交易机制分析；步骤S2)基于配额制的绿证交易机制分析；步骤S3)建立综合能源系统鲁棒优化模型；步骤S4)算例分析验证。2.根据权利要求1所述的考虑减排成本的综合能源系统低碳鲁棒经济优化运行方法，其特征在于：所述的步骤S1)碳交易机制分析包括：步骤S101)碳配额分配机制仅考虑交易情况，按照外部电网购电、内部能源发电和供热等不同结构，采用行业基准线法分配碳配额，具体核算方法如下：式中：Ftotal代表整个IES的碳排放量，Fgt、Fgb、Fgrid分别为燃气机组、燃气锅炉以及从外部电网购电折算的碳排放量；γp,gt为综合修正系数；λp,gt为燃气机组的单位综合供电量碳排放基准；为燃气轮机供热的热电折算系数；λgb,h为燃气锅炉的单位综合供热量碳排放基准；ρgrid为电网公司单位供电量线损率基准；λgrid,p为电网供电的单位发电量碳排放基准；Pgt,h、Pgt,p、Pgb,h、Pgrid,p分别为燃气机组的供热量，燃气机组供电量、燃气锅炉供热量以及外网购电量；步骤S102)实际碳排放量核算方法碳排放的核算方法采用基于计算的方法，通过排放因子法获取碳排放量，计算方法如下：Fs＝Fdirect+Findirect(2)式中：Fs为实际核算碳排量，Fdirect为直接排放量，Findirect为间接排放量，计算公式如下：FindirectPgrid,p·μCO2(3)式中：Kgas为燃料消耗量，本文中为天然气；Hlow为天然气低位热值；CH为天然气的单位热值含碳量；ξO为氧化率；12/44为碳在二氧化碳中所占质量分数；Pgrid,p为外网购电量；μCO2为电力排放因子；步骤S103)边际减排成本减排成本主要分为静态投资成本和额定运行周期内所需运行成本，静态投资成本按照运行周期分摊，年度资产回收成本计算方法如下：2CN115018230A权利要求书2/6页式中：NHC表示运行周期内的年度资产回收成本；JT表示减排项目初期的静态投资成本，t为投资周期；r为资产折现率，考虑到短期利率的波动性，选取项目运行期初始年度五年期以上的人民币贷款基准利率；考虑运行成本后的总减排成本如下：其中，ZC代表总减排成本，RCt代表第t年的运行成本，t0与T分别表示项目的起止年份；式(4)及式(5)构建了减排成本的理论模型，为结合实际便于求解，选取Ellerman&Decaux提出的经典边际减排成本计算模型作为实证模型：式中：C’MAC为边际减排成本；κ1、κ2为待估系数，FΔ为减排量；总减排成本CMAC表达式如下：式中：κ3为减排设施建设成本；将式(5)得到的减排成本代入式(7)，构建减排成本实证模型如下：式中：b1、b2为待估系数,α作为参数用来衡量不同项目的特异性，β表示误差项；步骤S104)计及碳排成本的碳交易机制在构建阶梯型碳交易模型的基础上引入补贴系数σ，具体计算模型如下：式中：CCO2代表碳交易成本；h代表交易市场的单位碳价；δ代表不同梯度的价格上升幅度；σ代表减排奖励系数；Fs代表实际碳排放；N代