[发明专利]计及碳价不确定性的园区综合能源系统低碳优化调度方法

权利要求书

1.一种计及碳价不确定性的园区综合能源系统低碳优化调度方法，该方法包括建立园区综合能源系统低碳优化调度模型及能源转化设备的运行调度模型，其特征在于：包括如下步骤：

(1)采集园区综合能源系统信息并构建园区综合能源系统模型，所述园区综合能源系统信息包括园区的分时电价、分时气价、分时碳交易基价、园区能源设备二氧化碳排放量参数及负荷信息；

(2)构建包含电转气、燃气热电联产机组、燃气锅炉在内的能源转化设备运行调度模型；

(3)根据上级电网购电、燃气热电联产机组、燃气锅炉、电转气设备出力及气负荷确定碳排放权初始配额和系统实际碳排放量；

(4)根据系统的碳排放权初始配额和实际碳排放量，建立在小时尺度下系统进行碳排放权配额交易机制，包括建立碳排放权初始配额模型、实际碳排放量模型、分时阶梯型碳交易成本计算模型；

(5)基于步骤(4)构建下层以购能成本、运维成本和碳交易成本最小为目标的低碳优化调度模型，且基于信息间隙决策理论处理碳交易基价不确定性，构建上层在预期目标下最大化系统能够承受波动的风险规避鲁棒模型与最小化系统能够承受波动的机会寻求策略模型；

(6)设置园区综合能源系统运行约束条件，求解计及碳价不确定性的园区综合能源系统低碳优化调度模型，并作用于能源转化设备的出力。

2.根据权利要求1所述的园区综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于：所述方法中，分时阶梯型碳排放权配额交易机制是将每小时系统二氧化碳排放量分为若干区间，分时阶梯型碳排放权配额交易机制对应的数学模型包括碳排放权初始配额模型、实际碳排放量模型、分时阶梯型碳交易成本计算模型，具体如下：

所述碳排放权初始配额模型存在如下表达式：

式中：E_PIES,free,t、E_buy,free,t、E_CHP,free,t、E_GB,free,t、E_gload,free,t分别为在t时段系统、上级购电、燃气热电联产机组、燃气锅炉及气负荷的碳排放权配额；λ_e为单位供电的碳排放权配额；λ_h为单位供热的碳排放权配额；λ_gload为消耗单位气负荷的的碳排放权配额；P_buy,e,t为在t时段向上级购电量；P_CHP,e,t、P_CHP,h,t分别为在t时段燃气热电联产机组输出的电、热功率；P_GB,h,t为在t时段燃气锅炉输出的热功率；P_load,g,t为在t时段的气负荷；

所述实际碳排放量模型存在如下表达式：

式中：E_PIES,t、E_buy,t、E_gload,t分别为在t时段系统、上级购电以及气负荷的实际碳排放量；E_{CHP_GB,t}为在t时段燃气热电联产机组、燃气锅炉总的实际碳排放量，E_P2G,t为在t时段电转气设备实际吸收的CO₂量；P_total,t为在t时段燃气热电联产机组、燃气锅炉的输出功率之和；P_P2G,g,t为在t时段电转气设备输出的天然气功率；a₁、b₁、c₁和a₂、b₂、c₂分别为燃煤机组和燃气热电联产机组、燃气锅炉的碳排放量系数；τ_gload为气负荷碳排放量系数；τ_P2G为电转气设备电转天然气过程吸收CO₂参数；

所述分时阶梯型碳交易成本计算模型的数学表达式如下：

E_PIES,l,t＝E_PIES,t-E_PIES,free,t

式中：E_PIES,l,t为在t时段系统碳排放权交易额；为在t时段碳交易成本；ζ_t为在t时段市场上的碳交易基价；l_t为在t时段碳排放量区间长度；σ为碳交易价格的增长幅度。当E_PIES,l,t＜0时，表示在t时段实际碳排放量低于无偿碳排放权配额，以碳交易基价出售多余份额来获取碳交易收益。