摘要:在能源互聯(lián)網(wǎng)和低碳電力的背景下,綜合能源系統(tǒng)成為節(jié)能減排的重要載體。基于能源集線器模型搭建了包含電轉(zhuǎn)氣和燃?xì)廨啓C(jī)的電 — 熱 — 氣聯(lián)供綜合能源系統(tǒng)架構(gòu);將碳交易機(jī)制引入系統(tǒng)的調(diào)度模型中,構(gòu)建了分碳排量區(qū)間計(jì)算碳交易成本的階梯型計(jì)算模型;綜合考慮碳交易成本和外購(gòu)能源成本,建立了適用于電 — 熱 — 氣聯(lián)供系統(tǒng)的低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。通過(guò)對(duì)比分析 3 種調(diào)度模型的調(diào)度結(jié)果,驗(yàn)證了所提模型在兼顧系統(tǒng)低碳性和經(jīng)濟(jì)性方面的有效性。最后,分析了碳交易價(jià)格和耦合元件容量對(duì)調(diào)度結(jié)果的影響。

0 引言

人類社會(huì)不斷進(jìn)步,逐漸形成了以化石能源為主的能源消費(fèi)和利用模式,由此帶來(lái)的氣候變暖問(wèn)題也成為當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。電力是中國(guó)能源消耗的重點(diǎn)行業(yè),其 CO 2 的排放量占全國(guó)排放總量的 50% 左右 [1 ] ,因此電力行業(yè)具備較大的碳減排潛力,推行低碳電力有利于促進(jìn)中國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

隨著各類新能源發(fā)電和天然氣發(fā)電的快速發(fā)展,綜合能源系統(tǒng)(integratedenergysystem , IES )

被認(rèn)為是提高清潔能源使用比重、實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)的支撐技術(shù) [2 ] 。文獻(xiàn)[3 ]考慮天然氣網(wǎng)絡(luò)約束和電網(wǎng)安全約束,建立了針對(duì)風(fēng)電不確定性的魯棒調(diào)度模型;文獻(xiàn)[4-6 ]將電轉(zhuǎn)氣( powertogas , P2G )技術(shù)引入 IES ,構(gòu)建了以系統(tǒng)最低經(jīng)濟(jì)成本為目標(biāo)函數(shù)的調(diào)度模型;文獻(xiàn)[7 ]考慮電、熱負(fù)荷的需求側(cè)響應(yīng)建立了兩步調(diào)度模型,并探討了風(fēng)電滲透率對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。現(xiàn)有 IES 調(diào)度模型僅考慮了系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)成本,忽略了碳排放帶來(lái)的附加環(huán)境成本。

為了減少電力系統(tǒng)碳排放,碳交易被認(rèn)為是可兼顧電力經(jīng)濟(jì)性和低碳環(huán)保性的有效手段 [8 ] 。文獻(xiàn)[9-11 ]基于碳交易機(jī)制,分別建立了含不同新能源的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型。在 IES 方面,文獻(xiàn)[ 12 ]計(jì)算了 IES 在碳交易機(jī)制下的碳交易成本和能源成本,并分析了碳交易價(jià)格和天然氣價(jià)格對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響,對(duì) IES 的碳交易成本分析具有指導(dǎo)意義。但其并未對(duì)碳交易成本計(jì)算模型進(jìn)行改進(jìn),同時(shí)所構(gòu)建的 IES 較為簡(jiǎn)單,僅包含天然氣氣源、火電機(jī)組、燃?xì)廨啓C(jī)和電氣負(fù)荷。

對(duì)于一個(gè)電 — 熱 — 氣聯(lián)供的 IES 形態(tài),引入風(fēng)電可增強(qiáng)系統(tǒng)能量來(lái)源的清潔性;引入 P2G 和燃?xì)廨啓C(jī)形成閉環(huán)耦合系統(tǒng),可以增強(qiáng)電、氣網(wǎng)絡(luò)的耦合程度,同時(shí) P2G 有利于提高 IES 對(duì)新能源的消納能力;引入儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)氣設(shè)備,有利于形成多元消納技術(shù)提高新能源利用率 [13 ] 。

本文針對(duì)一個(gè)電 — 熱 — 氣聯(lián)供的 IES ,建立了基于碳交易的低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。首先,立足于能源集線器(energyhub , EH )模型[ 14 ] 構(gòu)建了電 — 熱 — 氣聯(lián)供的 IES 架構(gòu);然后,搭建了適用于該 IES 的階梯型碳交易成本計(jì)算模型;接著,以碳交易成本與能源成本之和最小為目標(biāo)函數(shù),考慮系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)約束和系統(tǒng)內(nèi)各元件的運(yùn)行約束,構(gòu)建了 IES 低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。通過(guò)算例比較了階梯型低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度、統(tǒng)一型低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度和傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型的調(diào)度結(jié)果,分析了三種模型下的兩種成本和外購(gòu)能源數(shù)據(jù),驗(yàn)證了本文所提模型的合理性和有效性。最后,研究了碳交易價(jià)格和耦合元件容量對(duì)系統(tǒng)調(diào)度結(jié)果的影響。

1 電 — 熱 — 氣聯(lián)供的 IESEH

最早由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的 Geidl 和Andersson 提出,它是一種可以滿足多種能量需求的能量轉(zhuǎn)換單元 [15 ] 。基于EH 模型,可以清晰得出IES 的架構(gòu)及其中的能量流動(dòng)。本文構(gòu)建的 EH 模型如圖 1 所示,能量供給側(cè)有風(fēng)電、電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò);能量轉(zhuǎn)換組件有 P2G 設(shè)備、燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t;負(fù)荷側(cè)配備有儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)氣裝置。其中,綠線、紅線和藍(lán)線分別對(duì)應(yīng)電力、熱力和燃?xì)饽芰苛鲃?dòng)情況。

2 IES 碳交易成本計(jì)算模型

2. 1 碳交易機(jī)制及其分配原則

碳交易是通過(guò)建立合法的碳排放權(quán)并允許對(duì)其進(jìn)行買賣,從而實(shí)現(xiàn)碳排放量控制的交易機(jī)制 [16 ] 。在碳交易機(jī)制下,碳排放量成為可以進(jìn)行自由交易的商品。政府或者監(jiān)管部門以控制碳排放總量為目標(biāo),首先為各個(gè)碳排放源分配碳排放份額。各碳排放源根據(jù)分配份額制定和調(diào)節(jié)生產(chǎn)計(jì)劃,若在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放量高于分配份額,則需從碳交易市場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行購(gòu)買;若碳排放量低于分配份額,則可將多出的碳排放額在碳交易市場(chǎng)上出售,根據(jù)當(dāng)日的碳交易價(jià)格(即單位碳排放量?jī)r(jià)格)獲得相應(yīng)收益。碳交易機(jī)制利用市場(chǎng)手段對(duì)碳排放量進(jìn)行控制,可極大地激發(fā)企業(yè)節(jié)能減排的積極性。

對(duì)于電力行業(yè),一般采用以無(wú)償為主的方式進(jìn)行初始碳排放額的分配 [9-12 ] 。初始無(wú)償?shù)奶寂欧欧蓊~與系統(tǒng)發(fā)電量相關(guān)聯(lián),對(duì)于超出或者不足的部分可進(jìn)行碳交易。

2. 2 IES 碳交易成本計(jì)算模型

本文認(rèn)為 IES 從電力網(wǎng)絡(luò)購(gòu)得的電力均為火電機(jī)組發(fā)電。因此對(duì)于電 — 熱 — 氣聯(lián)供的 IES ,存在三個(gè)碳排放源:外購(gòu)的電力、燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t。IES 的無(wú)償碳排放額由外購(gòu)電力和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出的電力確定:

式中:

E L 為 IES 的無(wú)償碳排放額; T 為一日時(shí)段總數(shù),為 24h ; Δ t 為單位時(shí)段時(shí)長(zhǎng),為 1h ;δ 為單位電量排放份額,本文取區(qū)域電量邊際排放因子和容量邊際因子的加權(quán)平均值 0.648[ 9 , 16 ] ;P e , t 為單位時(shí)段t 內(nèi)的外購(gòu)電力功率; Pgt, t 為單位時(shí)段 t 內(nèi)輸入燃?xì)廨啓C(jī)的天然氣功率;η gte 為燃?xì)廨啓C(jī)的氣轉(zhuǎn)電效率。

文獻(xiàn)[17-18 ]給出了電 — 氣互聯(lián)系統(tǒng)中供電和供熱的碳排放計(jì)算方法,IES 實(shí)際碳排放量由下式確定:

式中:

E P 為 IES 實(shí)際的碳排放量; a 1 , b 1 , c 1 為火電碳排放計(jì)算系數(shù),a 2 , b 2 , c 2 為天然氣供能碳排放系數(shù);

P gtr , t 為單位時(shí)段 t 內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t輸出功率之和;η gth 為燃?xì)廨啓C(jī)氣轉(zhuǎn)熱效率;Pgb, t 為單位時(shí)段 t 內(nèi)燃?xì)忮仩t的輸入功率;ηgb為燃?xì)忮仩t的能量轉(zhuǎn)換效率。

為了進(jìn)一步控制碳排放總量,本文構(gòu)建了階梯型碳交易成本計(jì)算模型。以分配到的無(wú)償碳排放額為基準(zhǔn),規(guī)定若干排放量區(qū)間,排放量越大的區(qū)間對(duì)應(yīng)的碳交易價(jià)格越高。階梯型碳交易成本計(jì)算公式如下:

式中:

F C 為 IES 碳交易成本; λ 為市場(chǎng)上的碳交易價(jià)格;d 為碳排放量區(qū)間長(zhǎng)度; σ 為每個(gè)階梯碳交易價(jià)格的增長(zhǎng)幅度,每上升一個(gè)階梯,碳交易價(jià)格增加σλ 。當(dāng) E P < E L 時(shí), F C 將為負(fù),表示系統(tǒng)實(shí)際碳排放量低于無(wú)償碳排放額,可以以初始碳交易價(jià)格對(duì)多余份額獲取碳交易收益。

3 基于碳交易的 IES 低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型

3. 1 目標(biāo)函數(shù)

IES 低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型考慮一日 24h 的系統(tǒng)調(diào)度問(wèn)題,以 IES 外購(gòu)能源成本、碳交易成本之和最小為目標(biāo)函數(shù):

式中:

F 為 IES 運(yùn)行總成本; F E 為 IES 外購(gòu)能源成本;π e , t 為單位時(shí)段 t 內(nèi)的電價(jià); π g 為天然氣價(jià)格;

P g , t 為單位時(shí)段 t 內(nèi)的外購(gòu)天然氣功率; Q gas 為天然氣低熱值 [15 ] ,即 9.97 ( kW ˙ h )/ m3 。

3. 2 約束條件

1 )功率平衡約束

對(duì)于電、熱、氣分別滿足以下功率平衡約束:

為燃?xì)忮仩t爬坡率的上、下限。

5 )儲(chǔ)電/熱/氣設(shè)備約束

三種儲(chǔ)能設(shè)備采用廣義儲(chǔ)能系統(tǒng)的通用模型進(jìn)行處理 [18 ] ,包括存儲(chǔ)能量平衡約束、存儲(chǔ)能量上下限約束、存儲(chǔ)能量周期始末等量約束,以及充放能功率約束:

由于碳交易成本的引入,系統(tǒng)實(shí)際碳排放量為二次函數(shù),因此本文所構(gòu)建模型為混合整數(shù)非線性規(guī)劃問(wèn)題。在對(duì)模型求解時(shí),將實(shí)際碳排放量進(jìn)行分段線性化處理,對(duì)每個(gè)分段區(qū)間,調(diào)度模型變?yōu)榛旌险麛?shù)線性規(guī)劃問(wèn)題,可利用成熟的數(shù)學(xué)規(guī)劃優(yōu)化器 Gurobi 進(jìn)行求解。

4 算例分析

4. 1 參數(shù)設(shè)置

本文基于文獻(xiàn)[13 ]構(gòu)建的電 — 熱 — 氣聯(lián)供 IES ,對(duì)其中各類負(fù)荷放大 200 倍進(jìn)行算例構(gòu)造,對(duì)應(yīng)IES 中各設(shè)備的容量也等倍放大。實(shí)際碳排放量計(jì)算系數(shù)見(jiàn)附錄 A 表 A1[ 17-18 ] ,對(duì)其進(jìn)行分段線性處理后,火電碳排放量線性化最大誤差為 0.3% ,天然氣供能碳排放量線性化最大誤差為 1.5% 。碳交易價(jià)格為 λ =40 美元/ t ,區(qū)間長(zhǎng)度 d =80t ,每個(gè)階梯碳交易價(jià)格增長(zhǎng)幅度 σ =25% 。算例采用的電價(jià)為美國(guó)加州電力市場(chǎng)某日日前市場(chǎng)電價(jià) [19 ] 。其他參數(shù)見(jiàn)附錄 A 表 A2[ 9 , 12-13 , 20 ] 。

4. 2 不同調(diào)度模型對(duì)比分析

為說(shuō)明所建低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型的合理性,本文首先對(duì)比分析三種模型的調(diào)度結(jié)果: ① 考慮階梯型碳交易成本的低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型; ② 考慮統(tǒng)一型碳交易成本的低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型,統(tǒng)一型碳交易成本不對(duì)碳排放 量進(jìn)行區(qū)間 劃分,由統(tǒng)一 公式 F C =0 12018 , 42 ( 14 )˙能源轉(zhuǎn)型與電力支撐˙http :// www.aeps-info. com

λ ( E P - E L )[ 12 ] 得出;

③ 在階梯型碳交易模式下,僅以外購(gòu)能源成本 F E 最小為目標(biāo)函數(shù)的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。三種模型的調(diào)度結(jié)果見(jiàn)表 1 和表 2 。

由表 1 可知,兩種低碳模型與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型相比,碳排放量均大幅度減少,碳交易成本下降到傳統(tǒng)調(diào)度的 40% 以下,能源成本雖略有提升,但系統(tǒng)運(yùn)行總成本得到減少。模型 1 的碳排放量較模型2 下降了 19. 7t ,但付出的碳交易成本僅比模型 2 高出 0.06 萬(wàn)美元,運(yùn)行總成本增加 0. 08 萬(wàn)美元,仍比模型 3 低 0.93 萬(wàn)美元。由此可見(jiàn),低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度可減少系統(tǒng)碳排放量,其中階梯型碳交易成本模型對(duì)碳排放量具有最嚴(yán)格的約束,并且仍可保證 IES 的經(jīng)濟(jì)性。

表 2 給出了三種模型調(diào)度結(jié)果的外購(gòu)能源數(shù)據(jù)。結(jié)合表 1 、表 2 ,當(dāng)加大對(duì)系統(tǒng)碳排放量的控制時(shí),系統(tǒng)的外購(gòu)能源將會(huì)從電力轉(zhuǎn)向天然氣,同時(shí)造成能源成本增加。模型 1 對(duì)碳排放量的控制最為嚴(yán)格,因此 IES 外購(gòu)電力最少、天然氣最多,與之對(duì)應(yīng),模型 1 的調(diào)度結(jié) 果碳排放量 最少、能源成本最高。

4. 3 碳交易價(jià)格對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度的影響圖 2 所示為階梯型低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度各成本在不同碳交易價(jià)格下的變化趨勢(shì)。隨著碳交易價(jià)格的上升,碳交易成本在總成本中占比提高,系統(tǒng)逐漸加強(qiáng)對(duì)碳排放量的約束,外購(gòu)能源由電力逐漸向天然氣轉(zhuǎn)移,能源成本增加;當(dāng)系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)交換功率達(dá)到上限時(shí),能源成本穩(wěn)定。

碳交易價(jià)格上升,系統(tǒng)外購(gòu)電力減少使碳排放量減少,但同時(shí)單位碳交易成本增加。碳交易價(jià)格為 0~20 美元/ t 時(shí),后者為主導(dǎo)因素,碳交易成本逐漸上升達(dá) 20 美元/ t 后,前者成為主導(dǎo)因素使得碳交易成本逐漸下降。當(dāng)碳交易價(jià)格約為 44 美元/ t時(shí),IES 實(shí)際碳排放量與無(wú)償碳排放額達(dá)到平衡,繼續(xù)提高碳交易價(jià)格使實(shí)際碳排放量低于無(wú)償碳排放額,系統(tǒng)開(kāi)始獲得碳交易收益。當(dāng)碳交易價(jià)格約為52 美元/ t 時(shí),外購(gòu)天然氣量無(wú)法繼續(xù)增長(zhǎng),實(shí)際碳排放量不再減少,碳交易成本基本隨碳交易價(jià)格成正比下降。

系統(tǒng)運(yùn)行總成本為兩種成本之和,當(dāng)碳交易價(jià)格低于 38 美元/ t 時(shí),能源成本為主導(dǎo)因素,總成本逐漸上升;當(dāng)碳交易價(jià)格高于 38 美元/ t 時(shí),碳交易成本的變化量大于能源成本,總成本隨碳交易成本的減少而下降。

4. 4 耦合元件容量對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度的影響本文 IES 的耦合系統(tǒng)由 P2G 和燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)成。

耦合元件通過(guò)轉(zhuǎn)換 IES 內(nèi)部能量屬性對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度結(jié)果產(chǎn)生影響:

P2G 將時(shí)段內(nèi)的多余電力轉(zhuǎn)化為天然氣,燃?xì)廨啓C(jī)將天然氣轉(zhuǎn)化為“清潔電力”和熱能。為了分析 P2G 和燃?xì)廨啓C(jī)容量對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度的影響,本文分三種場(chǎng)景進(jìn)行討論: ① 僅 P2G容量變化; ② 僅燃?xì)廨啓C(jī)容量變化; ③P2G 和燃?xì)廨啓C(jī)容量同時(shí)變化。圖 3 給出了三種場(chǎng)景下 IES 碳交易成本的變化曲線,圖 4 給出了三種場(chǎng)景下 IES能源成本和總成本的變化曲線。

由圖 3 可知, P2G 容量對(duì)系統(tǒng)碳交易成本沒(méi)有影響,燃?xì)廨啓C(jī)容量對(duì)碳交易成本影響較大。風(fēng)力發(fā)電具有反調(diào)峰性,在負(fù)荷低谷時(shí)風(fēng)電自然出力較大,P2G 主要將負(fù)荷低谷時(shí)段的多余風(fēng)電進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化。風(fēng)電既不參與無(wú)償碳排放額的分配也不產(chǎn)生碳排放量,因此 P2G 容量不影響系統(tǒng)碳交易成本。

燃?xì)廨啓C(jī)的容量增大,碳交易成本快速下降后趨于穩(wěn)定。燃?xì)廨啓C(jī)容量增大,IES 可獲得由天然氣提供的清潔電力,一方面增加了無(wú)償碳排放額,另一方面單位電能的碳排放量也大大減少,所以碳交易成本下降。當(dāng)容量變?yōu)樵到y(tǒng)的 1.5 倍時(shí),受與天然氣網(wǎng)絡(luò)交換功率上限的限制,燃?xì)廨啓C(jī)不會(huì)增加功率輸出,因此碳交易成本趨于不變。場(chǎng)景 3 的碳交易成本變化與場(chǎng)景 2 基本吻合。

由圖 4 可知, P2G 和燃?xì)廨啓C(jī)的容量在一定范圍內(nèi)增加可降低 IES 的能源成本和運(yùn)行總成本。

P2G 將負(fù)荷低谷時(shí)段的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為天然氣,提高了系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電的消納,減少了天然氣的外購(gòu)量,使能源成本隨著 P2G 容量的增加線性下降;當(dāng) P2G 容量增加到可使棄風(fēng)量為 0 時(shí),則能源成本不再下降。

不同于電力網(wǎng)絡(luò)中的燃?xì)廨啓C(jī),IES 中的燃?xì)廨啓C(jī)能源利用率被大幅提高,其一方面為電能系統(tǒng)提供了清潔電力(減少外購(gòu)電力),另一方面為熱能系統(tǒng)提供了熱能(減少鍋爐消耗天然氣),因此當(dāng)其容量增加時(shí),系統(tǒng)的能源成本下降;受與天然氣網(wǎng)絡(luò)交換功率上限的影響,后趨于穩(wěn)定。場(chǎng)景 3 中,系統(tǒng)耦合元件容量變化量最大,因此其變化幅度最大,同時(shí)由于 P2G 也為燃?xì)廨啓C(jī)提供一定的天然氣量,因此場(chǎng)景 3 的能源成本和總成本穩(wěn)定值為最低。

5 結(jié)論

本文針對(duì)電 — 熱 — 氣聯(lián)供的 IES 提出了一種階梯型碳交易成本計(jì)算方法,構(gòu)建了基于碳交易的IES 低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。本文比較分析了階梯型低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度、統(tǒng)一型低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度和傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型的調(diào)度結(jié)果,研究了碳交易價(jià)格和 IES 耦合元件容量對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響,得出以下結(jié)論。

1 )碳交易利用市場(chǎng)手段實(shí)現(xiàn)碳排放量控制,使各企業(yè)主動(dòng)減排以獲取碳交易收益,手段合理有效。

基于階梯型碳交易成本的 IES 低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型對(duì)碳排放量具有更嚴(yán)格的控制作用,同時(shí)兼顧了系統(tǒng)整體的經(jīng)濟(jì)性。

2 )低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型對(duì)碳交易價(jià)格變化反應(yīng)敏銳,可根據(jù)碳交易價(jià)格協(xié)調(diào)系統(tǒng)的碳交易成本和能源成本。在一定范圍內(nèi),碳交易價(jià)格的上升可使系統(tǒng)運(yùn)行總成本下降。

3 )耦合元件的容量變化影響低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度結(jié)果。在一定范圍內(nèi), P2G 容量增加,提高系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電的消納,使能源成本下降,但對(duì)碳交易成本無(wú)影響。燃?xì)廨啓C(jī)在 IES 中的能源利用率得到大幅提升,其容量增加使得能源成本和碳交易成本均有所下降。

本文僅計(jì)算了固定階梯區(qū)間長(zhǎng)度和階梯型碳交易價(jià)格增長(zhǎng)幅度下的碳交易成本,而兩種因素影響著低碳調(diào)度模型對(duì)碳排放量的控制作用。隨著全國(guó)碳交易體系的啟動(dòng),政府對(duì)電力行業(yè)的碳約束也將更為嚴(yán)格,因此如何為低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型設(shè)置最合適的階梯區(qū)間長(zhǎng)度和價(jià)格增長(zhǎng)幅度是一個(gè)有意義的研究方向。

附錄 見(jiàn) 本 刊 網(wǎng) 絡(luò) 版 ( http :// www.aeps-info.com / aeps / ch / index. aspx )。

參 考 文 獻(xiàn)

[ 1 ]梅天華,邊巧燕,謝俊,等 . 考慮碳排放權(quán)的低碳電力調(diào)度及收益分?jǐn)俒 J ] . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2016 , 40 ( 22 ): 49-55.DOI : 10.7500 /AEPS20160427011.

MEITianhua , BIAN Qiaoyan , XIEJun , etal.Low-carbonpowerdispatching and benefitallocation considering carbonemissionallowance [ J ] .AutomationofElectricPowerSystems ,2016 , 40 ( 22 ): 49-55.DOI : 10. 7500 / AEPS20160427011.

[ 2 ]余曉丹,徐憲東,陳碩翼,等 .綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)述[ J ] . 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2016 , 31 ( 1 ): 1-13.YU Xiaodan , XU Xiandong , CHEN Shuoyi , etal.A brief

reviewtointegratedenergysystem andenergyinternet [ J ] .

TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety , 2016 , 31 ( 1 ):1-13.

[ 3 ] BAI Linquan , LI Fangxing , JIANG Tao , et al.Robustschedulingforwindintegratedenergysystemsconsideringgaspipelineandpowertransmission N -1contingencies [ J ] .IEEETransactionsonPowerSystems , 2017 , 32 ( 2 ): 1582-1584.

[ 4 ] CLEGG S , MANCARELA P.Integrated modeling andassessmentoftheoperationalimpactofpower-to-gas ( P2G ) onelectricalandgastransmissionnetworks [ J ] .IEEETransactions2 12018 , 42 ( 14 )

˙能源轉(zhuǎn)型與電力支撐˙

http :// www.aeps-info. comonSustainableEnergy , 2015 , 6 ( 4 ): 1234-1244.

[ 5 ]董帥,王成福,梁軍,等 . 計(jì)及電轉(zhuǎn)氣運(yùn)行成本的綜合能源系統(tǒng)多目標(biāo)日前優(yōu)化調(diào)度[ J ] . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2018 , 42 (11 ): 8-15.

DOI : 10. 7500 / AEPS20170721003.DONG Shuai , WANG Chengfu , LIANG Jun , et al.Multi-objective day-ahead scheduling ofintegrated energy systemconsideringpower-to-gasoperationalcost [ J ] .AutomationofElectricPowerSystems , 2018 , 42 ( 11 ): 8-15.DOI : 10. 7500 /AEPS20170721003.

[ 6 ]宋晨輝,馮健,楊東升,等 . 考慮系統(tǒng)耦合性的綜合能源協(xié)同優(yōu)化[ J ] . 電 力 系 統(tǒng) 自 動(dòng) 化, 2018 , 42 ( 10 ): 26-33.DOI : 10.7500 /AEPS20170914008.SONG Chenhui , FENGJian , YANG Dongsheng , etal.Co-optimizationofintegratedenergyconsideringsystem coupling[ J ] .AutomationofElectricPowerSystems , 2018 , 42 ( 10 ): 26-33.DOI : 10. 7500 / AEPS20170914008.

[ 7 ] SHAOChangzheng , DINGYi , WANGJianhui , etal.Modelingandintegration offlexible demand in heat and electricityintegratedenergysystem [ J ] .IEEETransactionsonSustainableEnergy , 2018 , 9 ( 1 ): 361-370.

[ 8 ] LU Siyu , LOU Suhua , WU Yaowu , etal.Powersystemeconomic dispatch under low-carbon economy with carbon captureplantsconsidered [ J ] .IETGeneration , Transmission&Distribution , 2013 , 7 ( 9 ): 991-1001.

[ 9 ]盧志剛,郭凱,閆桂紅,等 . 考慮需求響應(yīng)虛擬機(jī)組和碳交易的含風(fēng)電電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度[ J ] . 電 力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2017 , 41 ( 15 ):58-65.DOI : 10. 7500 / AEPS20170101001.LUZhigang , GUOKai , YANGuihong , etal.Optimaldispatchofpowersystemintegratedwithwindpowerconsideringvirtual

generatorunitsofdemandresponseandcarbontrading [ J ] .AutomationofElectricPowerSystems , 2017 , 41 ( 15 ): 58-65.DOI : 10. 7500 / AEPS20170101001.

[ 10 ]婁素華,胡斌,吳耀武,等 . 碳交易環(huán)境下含大規(guī)模光伏電源的

電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度[ J ] . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2014 ,38 ( 17 ): 91-97.DOI : 10. 7500 / AEPS20140508005.LOUSuhua , HUBin , WUYaowu , etal.Optimaldispatchofpower system integrated with large scale photovoltaicgenerationundercarbontradingenvironment [ J ] .AutomationofElectric Power Systems , 2014 , 38 ( 17 ): 91-97.DOI :

10. 7500 / AEPS20140508005.

[ 11 ]張曉輝,閆柯柯,盧志剛,等 . 基于場(chǎng)景概率的含風(fēng)電系統(tǒng)多目標(biāo)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度[ J ] . 電網(wǎng)技術(shù),

2014 , 38 ( 7 ): 1835-1841.ZHANGXiaohui , YAN Keke , LU Zhigang , etal.Scenarioprobability based multi-objective optimized low-carboneconomicdispatchingforpowergridintegratedwithwindfarms[ J ] .PowerSystemTechnology , 2014 , 38 ( 7 ): 1835-1841.

[ 12 ]衛(wèi)志農(nóng),張思德,孫國(guó)強(qiáng),等 . 基于碳交易機(jī)制的電 - 氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[ J ] . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2016 ,40 ( 15 ): 9-

16.DOI : 10. 7500 / AEPS20151109004.WEIZhinong , ZHANGSide , SUN Guoqiang , etal.Carbontradingbasedlow-carbon economicoperationforintegratedelectricityandnaturalgasenergysystem [ J ] .AutomationofElectricPowerSystems , 2016 , 40 ( 15 ): 9-16.DOI : 10.7500 /AEPS20151109004.

[ 13 ]陳沼宇,王丹,賈宏杰,等 . 考慮 P2G 多源儲(chǔ)能型微網(wǎng)日前最優(yōu)經(jīng)濟(jì)調(diào)度 策 略 研 究 [ J ] . 中 國(guó) 電 機(jī) 工 程 學(xué) 報(bào), 2017 , 37 (11 ):3067-3078.

CHENZhaoyu , WANGDan , JIA Hongjie , etal.Researchonoptimalday-aheadeconomicdispatchingstrategyformicro-gridconsideringP2Gand multi-sourceenergystoragesystem [ J ] .ProceedingsoftheCSEE , 2017 , 37 ( 11 ): 3067-3078.

[ 14 ] SCHULZE M , FRIEDRICHL , GAUTSCHIM.Modelingandoptimizationofrenewables : applyingtheenergyhubapproach[ C ]// Proceedingsofthe2008IEEEInternationalConferenceonSustainableEnergyTechnologies , November24-27 , 2008 ,Singapore : 905-910.

[ 15 ]郝然,艾芊,朱宇超,等 . 基于能源集線器的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)分層優(yōu)化調(diào)度[ J ] . 電力自動(dòng)化設(shè)備,

2017 , 37 ( 6 ): 171-178.HAORan , AIQian , ZHUYuchao , etal.Hierarchicaloptimaldispatchbasedonenergyhubforregionalintegratedenergy

system [ J ] .Electric Power Automation Equipment , 2017 ,37 ( 6 ): 171-178.

[ 16 ]張曉輝,閆柯柯,盧志剛,等 . 基于碳交易的含風(fēng)電系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度[ J ] . 電網(wǎng)技術(shù),

2013 , 37 ( 10 ): 2697-2704.ZHANG Xiaohui , YAN Keke , LU Zhigang , etal.Carbontradingbasedlow-carboneconomicdispatchingforpowergridintegrated with wind power system [ J ] .Power SystemTechnology , 2013 , 37 ( 10 ): 2697-2704.

[ 17 ] SABERAY , VENAYAGAMOORTHYGK.Plug-invehiclesandrenewableenergysourcesforcostandemissionreductions[ J ] .IEEE Transactions on Industrial Electronics , 2011 ,58 ( 4 ): 1229-1238.

[ 18 ]冉曉洪,周任軍,李湘華,等 . 計(jì)及等排性能系數(shù)的冷熱電多聯(lián)供環(huán)境經(jīng)濟(jì)調(diào)度[ J ] . 電力自動(dòng)化設(shè)備,2013 , 33 ( 9 ): 94-99.

RAN Xiaohong , ZHOU Renjun , LI Xianghua , et al.Environmentaleconomicdispatchconsideringequalemissionperformance coefficient for CCHP [ J ] .Electric PowerAutomationEquipment , 2013 , 33 ( 9 ): 94-99.

[ 19 ] CaliforniaISO.Day-aheaddaily marketwatch Nov29 , 2017[ EB / OL ] . [ 2017-12-02 ] .http :// www.caiso. com / Documents /Day-AheadDailyMarketWatchNov29 _ 2017. pdf.

[ 20 ]馬騰飛,吳俊勇,郝亮亮,等 . 基于能源集線器的微能源網(wǎng)能量流建模及優(yōu)化運(yùn)行分析[ J ] . 電網(wǎng)技術(shù),2018 , 42 ( 1 ): 179-186.MA Tengfei , WU Junyong , HAO Liangliang , etal.Theenergyflow modelingandoptimaloperationanalysisofmicroenergy grid based on energy hub [ J ] .Power SystemTechnology , 2018 , 42 ( 1 ): 179-186.

秦 婷( 1993 —),女,通信作者,碩士研究生,主要研究方向:新能源電力系統(tǒng)、綜合能源系統(tǒng)。 E-mail : qinting888@tju. edu. cn劉懷東(1963 —),男,碩士,副教授,主要研究方向:新能源電力系統(tǒng)、綜合能源系統(tǒng)、電力市場(chǎng)。 E-mail : hdliu@tju.edu. cn

王錦橋( 1993 —),男,碩士研究生,主要研究方向:新能源電力系統(tǒng)。 E-mail :jinqiaowang@tju. edu.