Coordinated Optimal Dispatch of Multiple Integrated Energy Systems Under Dynamic Carbon-Green Certificate Trading Interaction Mechanism

LU Jiafu; LIANG Ning; XU Huihui; XU Yayin; TIAN Yonglin; SHANG Yingzhan

doi:10.7500/AEPS20240513001

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Coordinated Optimal Dispatch of Multiple Integrated Energy Systems Under Dynamic Carbon-Green Certificate Trading Interaction Mechanism

Power Energy Transition for Carbon Emission Peak and Carbon Neutrality | 更新时间：2025-06-16

- Coordinated Optimal Dispatch of Multiple Integrated Energy Systems Under Dynamic Carbon-Green Certificate Trading Interaction Mechanism
- Automation of Electric Power Systems Vol. 49, Issue 9, Pages: 52-60(2025)
- 作者机构：
  
  1.昆明理工大学电力工程学院，云南省昆明市 650500
  2.国网甘肃省电力公司经济技术研究院，甘肃省兰州市 730000
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(52167010);State Grid Corporation of China(W24FZ2730049;52273023010C)
- DOI：10.7500/AEPS20240513001
  CLC：
- Received：13 May 2024，
  
  Revised：2024-09-20，
  
  Published Online：21 March 2025，
  
  Published：10 May 2025
- 稿件说明：
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卢佳富,梁宁,徐慧慧等.动态碳-绿证交易交互机制下多综合能源系统协调优化调度[J].电力系统自动化,2025,49(9):52-60.

LU Jiafu,LIANG Ning,XU Huihui,et al.Coordinated Optimal Dispatch of Multiple Integrated Energy Systems Under Dynamic Carbon-Green Certificate Trading Interaction Mechanism[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(9):52-60.
卢佳富,梁宁,徐慧慧等.动态碳-绿证交易交互机制下多综合能源系统协调优化调度[J].电力系统自动化,2025,49(9):52-60. DOI： 10.7500/AEPS20240513001.

LU Jiafu,LIANG Ning,XU Huihui,et al.Coordinated Optimal Dispatch of Multiple Integrated Energy Systems Under Dynamic Carbon-Green Certificate Trading Interaction Mechanism[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(9):52-60. DOI： 10.7500/AEPS20240513001.

摘要

为提高含电-热-气综合能源系统的低碳经济性及资源供需灵活性，在碳交易与绿证交易交互运行模式下，建立考虑动态碳-绿证交易供需曲线的多综合能源系统协调优化调度模型。首先，在热电联产机组模型中引入碳捕集耦合电转气的基础上，构建计及动态碳-绿证交易交互机制的系统优化模型，减少碳排放；其次，构建基于非对称纳什谈判理论的多综合能源系统点对点资源交互模型，并将该模型解耦为综合能源系统联盟成本最小化与资源共享交易收益公平分配两个子问题，采用交替方向乘子法交互解耦求解，确保各主体隐私安全；同时，在收益分配阶段，采用非对称议价方法，量化各主体新能源出力与负荷的匹配程度以及在点对点资源共享中的贡献度作为议价因子，促进联盟内收益的公平分配。最后，设置多个案例场景验证了所提模型的有效性与合理性。

Abstract

In order to improve the low-carbon economy and resource supply and demand flexibility of integrated energy system (IES) with electricity-heat-gas

a coordinated optimal dispatch model of multiple integrated energy systems (MIESs) considering dynamic carbon-green certificate trading supply and demand curve is established under the interactive operation mode of carbon emission trading and green certificate trading. Firstly

based on the introduction of carbon capture coupling power-to-gas in the combined heat and power unit model

a system optimization model considering the dynamic carbon-green certificate trading interaction mechanism is constructed to reduce carbon emissions. Secondly

a point-to-point resource interaction model of MIESs based on asymmetric Nash negotiation theory is constructed. This model is decoupled into two sub-problems: minimizing the cost of the integrated energy system alliance and ensuring the fair distribution of resource sharing trading revenue. The alternating direction method of multipliers is used to achieve interactive decoupling solution

thereby ensuring the privacy and security of each participant. At the same time

at the stage of income distribution

the asymmetric bargaining method is used to quantify the matching degree of renewable energy output and load of each entity

and the contribution degree in point-to-point resource sharing as bargaining factors to promote the fair distribution of revenue within the alliance. Finally

several case scenarios are set up to verify the effectiveness and rationality of the proposed model.

关键词

Keywords

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