【摘 要】
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近年来,随着能源消耗不断增加和环境问题日益严重,传统能源结构急需转型升级,节能减排成了新的研究热点。综合能源系统发展潜力巨大,为推动能源结构转型注入了新的动能,是应对能源与环境问题的重要途径之一。碳交易市场和碳税政策都是减少碳排放的重要研究方向,引入混合碳政策的园区综合能源系统不仅将电能、可再生能源、热能、冷能和天然气等不同能源类型集成在一起,而且还实现了异质子能源之间的协调优化、互补互济,更借助
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近年来,随着能源消耗不断增加和环境问题日益严重,传统能源结构急需转型升级,节能减排成了新的研究热点。综合能源系统发展潜力巨大,为推动能源结构转型注入了新的动能,是应对能源与环境问题的重要途径之一。碳交易市场和碳税政策都是减少碳排放的重要研究方向,引入混合碳政策的园区综合能源系统不仅将电能、可再生能源、热能、冷能和天然气等不同能源类型集成在一起,而且还实现了异质子能源之间的协调优化、互补互济,更借助混合碳政策限制了碳排放,从而实现能源转型和节能减排,进一步助力我国“碳达峰碳中和”目标的实现。本文主要工作如下:首先,本文介绍了综合能源系统的经典结构及组成,详细描述了园区内光伏、风机可再生能源机组和燃气轮机、燃气锅炉、电锅炉、吸收式制冷机、电制冷机等多种能源耦合设备的工作原理,并建立了各设备合理有效的数学模型,为后续综合能源系统优化调度提供了坚实的理论支撑。其次,基于博弈理论,为同时考虑运营商和用户两主体的利益,建立了一种运营商-用户主从Stackelberg博弈双层优化模型。上层是领导者,以运营商利益最大为目标,下层是跟随者,以用户用能成本最小为目标。并根据已有理论对本文所提模型Stackelberg均衡解的存在性和唯一性进行了证明,由于双层模型的复杂性和非线性特性,难以直接求解,因此应用KKT条件、对偶理论和Big-M法等数学方法将其转化为易于求解的单层混合整数线性规划问题,并在Matlab中直接利用商用求解器Yalmip和Cplex实现了对该问题的求解。最后,为充分发挥综合能源系统节能减排的潜力,引入阶梯型碳交易-碳税混合碳政策成本以严格约束碳排放,构建了基于主从Stackelberg博弈和混合碳政策的双层优化调度模型。为了验证本文优化调度模型的合理性和有效性,设计了四种不同的算例场景进行对比分析。
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