基于最优出力区间和碳交易的园区综合能源系统灵活经济调度

张笑演; 熊厚博; 王楚通; 丁曦; 郭创新

doi:10.7500/AEPS20211008006

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基于最优出力区间和碳交易的园区综合能源系统灵活经济调度

新型电力系统的灵活性机理、规划与运行 | 更新时间：2025-06-16

- 基于最优出力区间和碳交易的园区综合能源系统灵活经济调度
- Flexible Economic Dispatching of Park-level Integrated Energy System Based on Optimal Power Output Interval and Carbon Trading
- 电力系统自动化 2022年46卷第16期页码：72-83
- 作者机构：
  
  浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
- 作者简介：
  
  张笑演（1998—），男，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统优化调度、规划技术。E-mail：22010015@zju.edu.cn
  熊厚博(1999—)，男，博士研究生，主要研究方向：可再生能源并网、综合能源系统优化调度。E-mail：houboxiong@zju.edu.cn
  王楚通（1994—），男，博士研究生，主要研究方向：储能系统优化配置、综合能源系统规划。E-mail：wangchutong 94@foxmail.com
  郭创新（1969—），男，通信作者，博士，教授，主要研究方向：能源互联网运行与规划、风险调度、新能源接入。E-mail：guochuangxin@zju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51877190)
- DOI：10.7500/AEPS20211008006
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-10-08，
  
  修回日期：2022-02-10，
  
  网络出版日期：2022-04-11，
  
  纸质出版日期：2022-08-25
- 稿件说明：
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张笑演,熊厚博,王楚通等.基于最优出力区间和碳交易的园区综合能源系统灵活经济调度[J].电力系统自动化,2022,46(16):72-83.

ZHANG Xiaoyan,XIONG Houbo,WANG Chutong,et al.Flexible Economic Dispatching of Park-level Integrated Energy System Based on Optimal Power Output Interval and Carbon Trading[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):72-83.
张笑演,熊厚博,王楚通等.基于最优出力区间和碳交易的园区综合能源系统灵活经济调度[J].电力系统自动化,2022,46(16):72-83. DOI： 10.7500/AEPS20211008006.

ZHANG Xiaoyan,XIONG Houbo,WANG Chutong,et al.Flexible Economic Dispatching of Park-level Integrated Energy System Based on Optimal Power Output Interval and Carbon Trading[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):72-83. DOI： 10.7500/AEPS20211008006.

摘要

传统的日前鲁棒优化算法只能提供设备各个时段的具体出力值，由于新能源出力的随机性、设备爬坡约束、储能荷电状态约束等时间耦合约束的影响，难以给日内调度计划提供调整方案。文中在考虑综合能源园区的经济调度问题时，在传统的min-max-min三层优化问题中加入设备最优出力区间变量，将时间耦合约束解耦，并引入负荷累计改变量的概念将需求响应约束解耦。储能引入了充放电标志变量，采用嵌套列与约束生成算法求解3层优化问题，并对实际碳排放表达式进行松弛和分段线性化，获得设备最优出力区间和需求响应上下界，从而在日内调度时可根据新能源出力在区间内任意调整。算例分析表明，基于最优出力区间的方法在日内调度时应对不确定性的能力更强，同时由于储能荷电状态约束的解耦，可以根据调频市场容量售价来决策储能调频容量以获取收益，进一步降低总成本。最后，分析了碳交易价格对于园区碳交易成本和CO

减排量的影响，以此简单说明碳交易市场的运营机理。

Abstract

Traditional day-ahead robust optimization algorithm can only provide the specific output value of equipment at each moment. Due to the influence of time coupling constraints such as randomness of the renewable energy output

the climbing constraints of equipment and state of charge constraints

it is difficult to provide an adjustment scheme for the intraday dispatching plan. In this paper

when considering the economic dispatching problem of the park-level integrated energy system (PIES)

the interval variable of optimal power output is added into the traditional min-max-min three-layer optimization problem. The time coupling constraints are decoupled. Besides

the demand response constraint is decoupled by introducing the concept of accumulated load change. Due to the introduction of charging and discharging flag variables in energy storage

the nested column and constraint generation algorithm is used to deal with the three-layer optimization problem

and the actual carbon emission expression is relaxed and piecewise linearized. The optimal power output interval

upper and lower bounds of the demand response can be obtained

so that

during intraday dispatching

it can be adjusted arbitrarily within the interval according to the renewable energy output. Case study shows that

the method based on the optimal power output interval has a stronger ability to deal with uncertainty during intraday dispatching. At the same time

due to the decoupling of the state of charge constraints for the energy storage

the frequency regulation capacity of the energy storage can be determined according to the price of the frequency regulation market capacity to obtain benefits

and further reduce total cost. Finally

the influence of carbon trading price on the carbon trading cost and carbon dioxide emission reduction in the park is analyzed

so as to briefly explain the operation mechanism of the carbon trading market.

关键词

Keywords

references

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