考虑碳-绿证的多主体多园区合作博弈优化调度

在“双碳”背景下,多园区联合调度发展迅速,需考虑如何兼顾多园区的经济性、环保性以及对新能源的消纳能力。提出考虑碳-绿证的多园区合作博弈调度策略。根据各园区功能特性建立多园区系统框架,并以园区运营商为领导者,储能电站、风电场和电网为跟随者,组建多主体联盟;利用碳-绿证配额机制对多园区新能源消纳量以及碳排放量进行分段量化,改善园区碳排放和风光消纳情况;选取功率交互贡献度作为合作博弈中Shapely法的权重,均衡各园区的成本和收益。仿真分析表明,所提模型和策略有效提高了园区的经济性和环保性,保证了联盟中各主体的收益平衡。

考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度

为了保护综合能源系统中不同运营主体的信息隐私,权衡系统运行低碳性和经济性,解决天然气网络鲁棒模型难以求解的问题,提出了考虑碳-绿证耦合机制的电-气-热综合能源系统分布式鲁棒低碳经济调度方法。考虑天然气网络和热力网络的动态特性、碳-绿证耦合机制,构建综合能源系统动态低碳经济调度模型;为了保护各网络运营商的数据隐私,根据能量耦合关系对综合能源系统解耦,建立电-气-热网络的分布式协同优化模型;在此基础上,考虑风电出力和多能负荷的不确定性,提出基于一致性交替方向乘子法的分布式鲁棒优化框架,并利用二阶锥对偶理论与交替优化方法实现含二阶锥约束和二元变量的鲁棒子问题求解。以修改的IEEE 39节点电力网络、比利时20节点天然气网络和15节点热力网络为算例进行仿真分析,验证所提方法能够在源荷不确定性条件下实现综合能源系统各网络分散自治运行,同时兼顾系统运行的低碳性和经济性。

考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同运行优化

针对相邻国家能源市场机制不同、多边协同调度难度大等问题,提出一种考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同运行优化方法。根据不同国家综合能源系统所处位置,提出考虑热网、电网损耗的跨境综合能源系统模型。在充分考虑跨境能量流动与转化的基础上,引入跨境绿证、碳交易,建立考虑碳-绿证联合交易的跨境综合能源系统协同优化模型。基于所建模型的仿真结果分析表明,在跨境综合能源系统中引入碳、绿证交易可减少不同国家的综合能源系统运行成本,同时提高能源优化配置与可再生能源消纳量。

考虑综合需求响应及绿证-碳交易机制的能源系统低碳经济调度

“双碳”背景下,考虑电热需求响应并结合市场交易机制有助于综合能源系统低碳经济运行,由此,提出一种电热需求响应配合绿证-碳交易机制的综合能源系统模型并进行低碳经济调度。首先,通过加装储液罐的方式改造碳捕集电厂,建立以碳捕集电厂、电转气设备为主要能源耦合设备的综合能源系统数学模型;其次,为降低系统电热负荷峰谷差,进一步降低高碳排机组出力,引入电热需求响应机制;再次,建立阶梯式碳交易机制与绿证交易机制数学模型并将其引入系统低碳经济调度中;最后,以系统运行成本最小为目标函数建立低碳经济调度模型;算例表明,所提模型在系统总成本全面下降的同时实现了风电全额消纳,大幅提高了系统运行的低碳经济效益。

新型电力系统电-碳-绿证市场协同运行的区块链关键技术

新型电力系统是构建新型能源体系和实现“双碳”目标的基础支撑,电力市场、碳市场、绿证市场协同运行是实现新型电力系统市场化运行的必然路径。为此,提出了电-碳-绿证市场协同运行的区块链关键技术体系。首先,提炼了电-碳-绿证市场协同运行的体系架构,从产品、主体、政策3个角度分析了市场间的协同运作情况。其次,构建了基于区块链技术的市场运行体系:建立了一个统一的积分认证机制来衔接电-碳-绿证市场之间的交易标的物;结合区块链技术的智能合约确保交易的透明和可靠性;将共识机制结合积分认证应用于协同市场,确保参与方之间的一致性以及协同性;通过跟踪电力的来源去向,构建了电-碳-绿证溯源模型来确保电力数据的准确性。最后,提出建设电-碳-绿证体系建议,聚焦于政策、技术、试点三方面为新型电力系统市场化运行提供辅助决策。

绿证交易与企业减碳的实践初探

随着绿证交易的普及,绿证作为可再生能源发电企业的证明不断被用电企业购买。绿证交易不仅能够证明用电企业使用了环保的可再生能源电力,还能带来经济与环保双重效益。通过分析天津某石化公司购买绿电及使用绿证前后的经济效益,证实绿证交易后能够在企业用电方面减少经济支出,并达到减碳的作用,为国内其他用电企业提供借鉴参考。

参与多元耦合市场的电-气综合能源系统低碳经济调度

为进一步提升综合能源系统(IES)绿电消纳水平,减少CO_(2)排放量及降低系统运行成本,提出一种计及绿证交易与碳交易交互机制下的IES低碳经济调度模型及其求解方法。首先,对传统阶梯式碳交易机制进行改进,并根据绿色证书碳减排原理,提出一种绿证-碳交易交互机制,即通过冗余绿色证书联动碳交易与绿证交易的耦合市场机制;然后,以系统总成本最小为目标,结合低碳技术,构建绿证-碳交易交互机制下计及碳捕集、利用与封存(CCUS)技术的电-气互联综合能源系统优化调度模型;最后,以IEEE39节点电网、比利时20节点气网构成的电-气互联综合能源系统为例进行仿真研究,结果表明所提方法在提高风电消纳的同时,可显著减少CO_(2)排放。

绿证-碳交易机制下新型电力系统电-氢-气混合储能容量优化配置方法

在“双碳”目标的背景下,为进一步提升新型电力系统的经济效益和环境效益,提出了一种绿证-碳交易机制下新型电力系统电-氢-气混合储能容量优化配置方法。首先,以两阶段电转气作为能源桥梁,提出了考虑电化学储能系统、氢储能系统和气储能系统的新型混合储能系统;其次,为了提升可再生能源消纳、降低碳排放量,引入了绿证-碳联合交易机制,并采用了能源断供/弃能机制,同时提升了系统的可靠性;最后,以新型混合储能系统的全生命周期成本、购能成本、可靠性成本、绿证-碳交易成本之和为目标函数,并采用CPLEX求解器求解。算例分析结果表明,所提方法能在提升可再生能源消纳的同时实现系统的经济性、低碳性、可靠性最优。

考虑碳排效益的含可再生能源柔性配电网自适应鲁棒优化运行策略

为了提高可再生能源的消纳水平、降低碳排放量、提高配电网的运行经济性,文章提出了一种考虑碳排效益的含可再生能源柔性配电网自适应两阶段鲁棒优化运行策略。首先,结合绿证-阶梯碳交易机制,考虑配电网运行成本与绿色能源交易成本,并基于风光出力的不确定性,建立了考虑最恶劣场景下的两阶段鲁棒优化运行模型,在此基础上,结合线性化手段将非线性模型转化成混合整数二阶锥规划;其次,利用自适应不确定算子合理调节系统的鲁棒性,采用高效的列与约束生成(Column and Constraint Generation,C&CG)算法进行求解;最后,在IEEE-33节点系统中进行算例分析。结果表明,所提策略不仅可以有效提高柔性配电网系统应对不确定性的能力,而且在实现系统经济性的同时兼顾了环保性,有助于柔性配电网多维协调发展。

考虑负荷平移的虚拟电厂低碳经济调度

虚拟电厂是聚合发电侧分布式能源与用户侧负荷需求的有效途径。针对可再生能源发电出力的间歇性和反调峰特性问题,以碳配额与可再生能源消纳保障机制为背景,本文建立了考虑负荷平移、“碳交易-绿证”、可再生能源消纳权重、碳排放配额、运行成本约束的虚拟电厂多目标调度优化模型。首先,以风光出力追踪和用电负荷波动平抑为目标构造负荷平移模型,并给出“移出—汇总—分配”的求解策略;其次,引入碳交易与绿证交易机制,以系统调度成本和CO_(2)排放量最优为目标,构建多目标优化模型,实现虚拟电厂低碳化与经济性的有效平衡;最后,运用参照点法(reference point approach,RPA)对调度模型进行求解,并结合模糊理论和二元对比定权法给出RPA度量标准取值模型。算例仿真结果表明:模型可以有效提高虚拟电厂的经济效益与可再生能源消纳能力,激发虚拟电厂低碳减排的积极性。

考虑电碳绿证市场耦合的园区综合能源系统日前优化调度

园区综合能源系统(park-integrated energy system,PIES)是能源系统优化升级、电力行业减碳的重点,园区如何通过制定交易策略参与电碳绿证市场,提高整体效益并降低系统碳排放,是未来开放市场环境下园区快速发展的关键。基于园区三方主体非合作博弈模式,构建绿电日前市场、常规能源日前市场、实时市场的电力市场运行框架,并引入绿证-碳排等价抵消机制以实现绿证交易和碳交易的衔接,提出一种考虑电碳绿证市场耦合的园区综合能源系统日前优化调度模型。最后,采用改进粒子群算法和交替方向乘子法对非线性模型进行求解,并在上海市某典型园区进行验证。结果表明,所提方法可以有效减少园区碳排放量,园区绿电在电力消费总量占比提高6.4%。