基于碳排放流理论的负荷调度碳价模型与定价策略研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:Huigle
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面对日益严峻的气候问题,全球多个国家提出了碳中和战略目标,中国作为发展中国家的代表,不断提高国家自主贡献力度,提出了“碳达峰”、“碳中和”双碳战略目标。双碳目标昭示着中国在低碳发展道路上进一步加速。而碳排放流理论作为分析低碳电力系统发展的有效工具,可以以虚拟潮流的方式直观的给出碳排放在网络中每条支路和节点中的分布,并且可以将发电侧的碳排放责任归算到负荷侧,所以得到了进一步的发展与完善。基于上述背景,本文将碳减排研究重点从发电侧转移至负荷需求侧,研究了可以兼顾能源侧和需求侧资源的低碳优化调度方法。首先,为了挖掘需求侧灵活性负荷对于电力系统中碳减排的作用,在上层模型中构建了综合能源系统的经济调度模型,并利用碳排放流理论和节点边际电价、气价建立了综合节点碳价,在下层模型中负荷聚合商考虑柔性负荷的灵活性,采用集群的方式调控负荷,以需求侧耗能成本最小为目标函数参与综合能源市场出清。算例仿真验证了该模型中利用碳排放流理论求出的碳价具有时空分布等特点,可以在表征网络中每个节点、每个时刻的碳排放密度的同时,激励需求侧灵活性负荷积极参与市场调控降低自身耗能成本,降低综合能源系统的碳排放量。其次,为了更公平且有效的在负荷侧分摊碳排放责任,本文从合作博弈理论的角度出发,利用经典的shapley值法求解每个负荷理应承担的碳排放量,并利用分摊到的碳排放量制定合理的阶梯碳价模型,得到最终的综合节点碳价。负荷侧为了提高能源流相互转换的效率,提升能源结构灵活性,在网络中每个负荷节点采用了能量枢纽模型,优化能源结构。算例仿真结果验证了,在负荷侧利用合作博弈理论分摊碳排放责任可以更进一步对每个节点负荷制定相应的最优碳价,有利于激励消费者积极参与低碳环保用电方式。在负荷侧建立能量枢纽模型不仅可以有效减少整个能源系统的碳减排量,也可以提高整个系统的综合利用效率,促进经济高效运行。
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