[发明专利]计及碳交易机制和需求响应的综合能源系统模型构建方法

说明书

本发明公开了计及碳交易机制和需求响应的综合能源系统模型构建方法，包括：获取基础参数，基础参数中包括阶梯式碳交易价格、需求响应参数；利用信息间隙决策理论建立综合能源系统调度第一模型和第二模型；将基础参数代入至第一模型中，以运营商日运行利润最高为目标对第一模型求解，输出综合能源系统中各机组出力的方案；将基础参数代入至第二模型中，以用户日用能成本最低为目标对第二模型进行求解，输出需求响应参数。可见，在能源供给侧，将引入阶梯式碳交易机制和需求响应引入综合能源系统，实现综合能源系统的低碳环保运行以及保障能源供给，在能源需求侧用户根据需求响应补偿价格和冷、热、电价格调整自身的用能需求，降低自身用能成本。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种计及碳交易机制和需求响应的综合能源系统模型构建方法、装置和计算设备。

背景技术

近年来，通过构建电-气-热-冷等多类型能源统筹规划和协调调度的综合能源系统(Integrated Energy System,IES)来提高能源综合利用效率、促进新能源消纳，已成为重要手段。

随着电力市场和碳市场的发展，在IES调度优化中考虑需求响应(DemandResponse，DR)，利用DR进行负荷的转移和削减，能够实现保障能源供需平衡和提升用户的用能经济性，以及将碳交易机制引入IES调度，从而实现IES的低碳经济运行变得尤为重要。但已有技术大多集中于将单一的碳交易机制、价格型DR或激励型DR引入IES运行调度中，这使得IES调度并不理想，提高能源供给侧的投资成本和需求侧的用电成本。

此外，IES中能源供给侧风电光伏出力和需求侧电、热、冷多元负荷的不确定性，也是影响能源供给侧的投资成本和需求侧的用电成本的重要影响因素。信息间隙决策理论(information gap decision-making theory，IGDT)在实现的预测误差落入不确定性变量的最大波动范围内时，保证了目标函数满足预定的目标，是缓解IES不确定性的一种可行方法。现有研究中，包括一些基于IGDT的IES调度模的研究，例如，在考虑可再生能源出力和负荷的不确定性的基础上，提出了基于IGDT的独立微电网运行规划模型。再如，利用IGDT理论，从风险中性、风险厌恶和风险寻求的角度构建考虑多种能源需求以及电价不确定性的IES调度模型。然而，上述基于IGDT的IES调度模的研究，并未考虑需求响应和碳交易机制，使得IES调度并不理想，提高能源供给侧的投资成本和需求侧的用电成本。其中，碳交易，是在排碳量超过国家无偿分配的碳配额基础之上，多余碳排放量需要用户出资进行碳中和。

发明内容

为此，本发明提供一种计及碳交易机制和需求响应的综合能源系统模型构建方法、装置和计算设备，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种计及碳交易机制和需求响应的综合能源系统模型构建方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：获取基础参数，基础参数中包括阶梯式碳交易价格和需求响应参数，需求响应参数包括可转移需求响应量和可削减需求响应量；利用信息间隙决策理论建立计及碳交易机制和需求响应的综合能源系统调度第一模型和第二模型，第一模型包括第一目标函数和第一约束条件，第二模型包括第二目标函数和第二约束条件；将所述基础参数代入至第一模型中，以运营商日运行利润最高为目标对第一模型求解，输出综合能源系统中各机组出力的方案；将基础参数代入至第二模型中，以用户日用能成本最低为目标对第二模型进行求解，输出可转移需求响应量和可削减需求响应量；其中，第一目标函数为：式中，R_sell表示售能收益，表示向上级电网和气网购买电力和天然气的购能成本，C_ope表示设备运维成本，C_dr表示需求响应成本，表示碳交易成本；其中，第二目标函数为：式中，表示用户的用能成本，表示用户因参与需求响应而调整用电计划产生的需求响应成本，R_dr表示用户参与需求响应获得的补贴。

可选地，第一目标函数包括：