本發(fā)明涉及一種考慮即期-遠(yuǎn)期碳排放金融市場的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，屬于綜合能源系統(tǒng)調(diào)度領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、隨著碳交易市場機(jī)制的逐漸完善，如何適應(yīng)今后碳交易模式的多樣性問題亟需解決。而綜合能源系統(tǒng)通過充分發(fā)揮不同能源互補(bǔ)特性，對能源的產(chǎn)生、傳輸與分配、轉(zhuǎn)換、存儲、消費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)與優(yōu)化后使多類異質(zhì)能流耦合轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)能源梯級利用、合理分配的產(chǎn)供銷一體化能源系統(tǒng)。

2、考慮即期-遠(yuǎn)期碳排放金融市場的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度通過協(xié)調(diào)多能互補(bǔ)，在提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，為碳金融市場建設(shè)提供參考。而如何實(shí)現(xiàn)考慮即期-遠(yuǎn)期碳排放金融市場的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度是需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種考慮即期-遠(yuǎn)期碳排放金融市場的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，以用于建立考慮即期-遠(yuǎn)期碳排放金融市場的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型，并求解以獲得考慮即期-遠(yuǎn)期碳排放金融市場的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行方案。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種考慮即期-遠(yuǎn)期碳排放金融市場的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，包括：

4、step1、建立基于生命周期評價(jià)的實(shí)際碳排放生命周期評估模型，獲得綜合能源系統(tǒng)實(shí)際碳排放量；

5、step2、基于b-s定價(jià)模型的基礎(chǔ)上，依據(jù)綜合能源系統(tǒng)實(shí)際碳排放量，分別建立碳排放權(quán)即期交易模型、碳排放權(quán)遠(yuǎn)期交易模型；

6、step3、建立即期-遠(yuǎn)期碳排放權(quán)交易市場下綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型；

7、step4、求解即期-遠(yuǎn)期碳排放權(quán)交易市場下綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型。

8、所述綜合能源系統(tǒng)實(shí)際碳排放量，表達(dá)式為：

9、dl＝de+dg+dwt+dpv-dc

10、式中：dl為ies實(shí)際碳排放量；de、dg、dwt與dpv分別為燃煤機(jī)組、燃?xì)鈾C(jī)組、風(fēng)電機(jī)組和光伏機(jī)組碳排放量；dc為捕獲的co2總量；

11、所述de、dg、dwt、dpv與dc，表達(dá)式為：

12、

13、式中：t表示總時(shí)段數(shù)；δe為每單位燃煤機(jī)組發(fā)電量的實(shí)際總碳排放系數(shù)；pg,t為發(fā)電機(jī)在t時(shí)刻的輸出功率；δg為每單位燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)電的實(shí)際總碳排放系數(shù)；pchp,t、pgb,t為t時(shí)段熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和燃?xì)忮仩t的運(yùn)行功率；δwt為風(fēng)電機(jī)組每單位發(fā)電量的實(shí)際總碳排放系數(shù)；δpv為光伏機(jī)組每單位發(fā)電量的實(shí)際總碳排放系數(shù)；pwt,t、ppv,t分別表示t時(shí)段風(fēng)電、光伏機(jī)組的供電功率；dc,t為t時(shí)段捕獲的co2總量。

14、所述每單位燃煤機(jī)組發(fā)電量的實(shí)際總碳排放系數(shù)δe，表達(dá)式為：

15、δe＝δpe+δte+δue

16、δpe＝icpηcpqce(1+α+β)

17、

18、δue＝iueque

19、式中：δpe為煤炭采煤洗選環(huán)節(jié)單位發(fā)電量的碳排放系數(shù)；δte為煤炭運(yùn)輸單位發(fā)電量的碳排放系數(shù)；δue為燃煤發(fā)電機(jī)組單位發(fā)電量在能量循環(huán)中的碳排放系數(shù)；icp為能源循環(huán)中煤炭生產(chǎn)的單位損失；ηcp為煤的轉(zhuǎn)化率；qce為煤炭生產(chǎn)的碳排放強(qiáng)度；α和β分別為原煤自燃引起的單位功率損失率和洗選造成的單位功率損失率；m為煤炭運(yùn)輸方式種類；ii為在第i種運(yùn)輸方式下的單位損失；qi為在第i種運(yùn)輸方式下在能源循環(huán)中產(chǎn)生的溫室氣體的碳排放強(qiáng)度；ki為第i種運(yùn)輸方式運(yùn)輸距離與能量循環(huán)總距離的比值大小；mi為在能量循環(huán)過程中第i種運(yùn)輸方式運(yùn)送的煤總量；di為第i種運(yùn)輸方式的平均距離；iue為發(fā)電環(huán)節(jié)的單位煤炭消耗量；que為在燃煤機(jī)組能量循環(huán)中溫室氣體碳排放強(qiáng)度。

20、所述每單位燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)電的實(shí)際總碳排放系數(shù)δg，表達(dá)式為：

21、δg＝δpg+δtg+δug

22、

23、式中：δpg為天然氣開采環(huán)節(jié)中單位發(fā)電量的碳排放系數(shù)；δtg為天然氣運(yùn)輸單位發(fā)電量的碳排放系數(shù)；δug為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)單位發(fā)電量在能量循環(huán)中的碳排放系數(shù)；ηgas為天然氣在開采過程中的逃逸率；qpg為天然氣在能源循環(huán)中的碳排放強(qiáng)度；ηpt為在天然氣的運(yùn)輸過程中管道運(yùn)輸量與總運(yùn)輸量的比值；qpt為天然氣在管道運(yùn)輸中的碳排放強(qiáng)度；qlt為天然氣在液化運(yùn)輸中的碳排放強(qiáng)度；ε1為天然氣單位發(fā)電量的碳排放強(qiáng)度；ζeh為熱能和電能的折算系數(shù)；ε2為天然氣單位熱量的碳排放強(qiáng)度。

24、所述風(fēng)電機(jī)組每單位發(fā)電量的實(shí)際總碳排放系數(shù)δwt，表達(dá)式為：

25、δwt＝δpwt+δtwt

26、

27、式中：δpwt為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在生產(chǎn)過程中每單位發(fā)電量的碳排放系數(shù)；δtwt為風(fēng)力在運(yùn)輸過程中所對應(yīng)的碳排放系數(shù)；ηwt為在能量循環(huán)中風(fēng)電設(shè)備單位標(biāo)準(zhǔn)電能與能量損失的轉(zhuǎn)換系數(shù)；為風(fēng)電設(shè)備建造材料在能源循環(huán)中的損失率；qpwt為建設(shè)風(fēng)電機(jī)組所用材料的碳排放強(qiáng)度；vpwt為風(fēng)電設(shè)備建造材料的內(nèi)能值；qtwt為能量循環(huán)生產(chǎn)中使用的風(fēng)電設(shè)備建造材料的碳排放強(qiáng)度；vtwt為能量循環(huán)生產(chǎn)中使用的風(fēng)電設(shè)備建造材料的運(yùn)輸損耗值。

28、所述光伏機(jī)組每單位發(fā)電量的實(shí)際總碳排放系數(shù)δpv，表達(dá)式為：

29、δpv＝δppv+δtpv

30、

31、式中：δppv為光伏發(fā)電機(jī)組在生產(chǎn)過程中每單位發(fā)電量的碳排放系數(shù)；δtpv為光伏在運(yùn)輸過程中所對應(yīng)的碳排放系數(shù)；ηpv為在能量循環(huán)中光伏設(shè)備單位標(biāo)準(zhǔn)電能與能量損失的轉(zhuǎn)換系數(shù)；為光伏設(shè)備建造材料在能源循環(huán)中的損失率；qppv為建設(shè)光伏機(jī)組所用材料的碳排放強(qiáng)度；vppv表示光伏設(shè)備建造材料的內(nèi)能值；qtpv為能量循環(huán)生產(chǎn)中使用的光伏設(shè)備建造材料的碳排放強(qiáng)度；vtpv表示能量循環(huán)生產(chǎn)中使用的光伏設(shè)備建造材料的運(yùn)輸損耗值。

32、所述碳排放權(quán)即期交易模型，表達(dá)式為：

33、pcem-s＝[ea-(1-μ)dl]ccea-μdlcccer

34、式中：pcem,t為綜合能源系統(tǒng)即期碳排放交易收益；ccea為預(yù)測的碳排放權(quán)交易收盤價(jià)格；cccer為國家核證自愿減排量收盤價(jià)格；ea為日前根據(jù)調(diào)度計(jì)劃申請的配額；μ為買方支付保證金向賣方購買自身配額占比；dl為綜合能源系統(tǒng)實(shí)際碳排放量。

35、所述碳排放權(quán)遠(yuǎn)期交易模型，表達(dá)式為：

36、

37、式中：pcem-f為綜合能源系統(tǒng)遠(yuǎn)期碳排放交易收益；ea為日前根據(jù)調(diào)度計(jì)劃申請的配額；μ為買方支付保證金向賣方購買自身配額占比；為預(yù)測碳交易最高價(jià)；mccer，t為t時(shí)刻合約數(shù)量；為預(yù)測的國家核證自愿減排量收盤價(jià)格最高價(jià)；kave為平均價(jià)格；cccer為國家核證自愿減排量收盤價(jià)格；dl為綜合能源系統(tǒng)實(shí)際碳排放量。

38、所述step3，包括：建立即期、遠(yuǎn)期碳排放權(quán)交易市場下綜合能源系統(tǒng)上層運(yùn)營商優(yōu)化模型；建立即期和遠(yuǎn)期碳排放權(quán)交易市場下綜合能源系統(tǒng)下層用戶優(yōu)化模型。

39、所述建立即期、遠(yuǎn)期碳排放權(quán)交易市場下綜合能源系統(tǒng)上層運(yùn)營商優(yōu)化模型，包括：即期碳排放權(quán)交易市場下綜合能源系統(tǒng)上層運(yùn)營商優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、遠(yuǎn)期即期碳排放權(quán)交易市場下綜合能源系統(tǒng)上層運(yùn)營商優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)及約束條件：其中，約束條件包括：熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組約束、燃?xì)忮仩t模型、電鍋爐模型、儲能約束、新能源約束、聯(lián)絡(luò)線及管道約束、碳捕集運(yùn)行模型、電轉(zhuǎn)氣兩階段運(yùn)行模型、功率平衡約束。

40、本發(fā)明的有益效果是：

41、(1)利用生命周期評價(jià)法考慮能源轉(zhuǎn)換全環(huán)節(jié)的碳排放，解決了傳統(tǒng)核算方法只考慮運(yùn)行階段碳排放量的不足，更加精確地獲取系統(tǒng)內(nèi)的碳排放量。

42、(2)在考慮耗能用戶的需求響應(yīng)后，能夠有效地放緩耗能用戶的電負(fù)荷及氣負(fù)荷波動，起到削峰填谷的作用，降低了綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行成本和耗能用戶的購能成本，實(shí)現(xiàn)了綜合能源系統(tǒng)與耗能用戶間的雙贏。

43、(3)即期碳排放權(quán)交易市場中價(jià)格信號指引碳排放資源合理分配，促進(jìn)碳減排；遠(yuǎn)期碳排放權(quán)交易市場中碳排放權(quán)積累出售，帶來額外金融效益，積極引導(dǎo)企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。