Optimization Strategy for Cooperative Operation of Integrated Energy Service Providers Considering Carbon Emission Reduction

Qi WANG; Ning LI; Xin GU; Guoxin HE; Dongmei YANG; Yan CHEN

doi:10.7500/AEPS20210606002

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Optimization Strategy for Cooperative Operation of Integrated Energy Service Providers Considering Carbon Emission Reduction

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Optimization Strategy for Cooperative Operation of Integrated Energy Service Providers Considering Carbon Emission Reduction
- Automation of Electric Power Systems Vol. 46, Issue 7, Pages: 131-140(2022)
- 作者机构：
  
  1.南京师范大学南瑞电气与自动化工程学院,江苏省南京市 210046
  2.国电南瑞科技股份有限公司,江苏省南京市 211106
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  Jiangsu Province Policy Guidance Program International Science and Technology Cooperation Project(BZ2019057);Postgraduate Research & Practice Innovation Program of Jiangsu Province(KYCX21_1384)
- DOI：10.7500/AEPS20210606002
  CLC：
- Received：06 June 2021，
  
  Published Online：27 January 2022，
  
  Published：10 April 2022
- 稿件说明：
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王琦,李宁,顾欣等.考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化策略[J].电力系统自动化,2022,46(7):131-140.

WANG Qi,LI Ning,GU Xin,et al.Optimization Strategy for Cooperative Operation of Integrated Energy Service Providers Considering Carbon Emission Reduction[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(7):131-140.
王琦,李宁,顾欣等.考虑碳减排的综合能源服务商合作运行优化策略[J].电力系统自动化,2022,46(7):131-140. DOI： 10.7500/AEPS20210606002.

WANG Qi,LI Ning,GU Xin,et al.Optimization Strategy for Cooperative Operation of Integrated Energy Service Providers Considering Carbon Emission Reduction[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(7):131-140. DOI： 10.7500/AEPS20210606002.

摘要

在电力市场深入改革的背景下，综合能源服务商既是直接为用户提供能源服务的能源主体，又是节能减排的重要载体，研究综合能源服务商的合作运行有助于促进区域综合能源系统的低碳经济。首先，提出双层协同优化运行的调控架构，通过顶层监管调动底层综合能源服务商参与碳减排的积极性，底层的各利益主体交互有限信息实现协同优化。其次，基于Nash议价理论，建立计及碳排放限额和惩罚系数的综合能源服务商合作博弈模型，挖掘综合能源服务商合作运行促进碳减排的潜力，并且兼顾个体利益和社会效益。然后，将所建的非凸模型分解为2个线性约束下的凸优化问题，即效益最大化子问题和能源交易支付子问题，进一步采用自适应交替方向乘子法求解上述问题。最后，通过算例验证了所提策略的有效性。

Abstract

On the background of in-depth reform of the electricity market

integrated energy service providers are not only the main energy providers directly providing energy services for users

but also an important carrier of energy conservation and emission reduction. Research on the cooperative operation of integrated energy service providers will help to promote the low-carbon economy of regional integrated energy systems. Firstly

this paper proposes the regulatory framework of two-layer collaborative optimization operation

which mobilizes the enthusiasm of comprehensive energy service providers at the bottom layer to participate in the carbon emission reduction through top-layer supervision

and the stakeholders at the bottom layer with limited information to achieve collaborative optimization. Secondly

based on Nash bargaining theory

a cooperative game model of integrated energy service providers considering carbon emission limits and penalty coefficients is established in order to explore the potential of cooperative operation of integrated energy service providers to promote carbon emission reduction and improve individual interests and social benefits. Then

the non-convex model is decomposed into two convex optimization problems under linear constraints

namely the benefit maximization sub-problem and the energy transaction payment sub-problem. The adaptive alternating direction method of multipliers is further used to solve the above problems. Finally

the effectiveness of the proposed strategy is verified by examples.

关键词

Keywords

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