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考虑碳交易机制的多能源系统调度方法

来源：电工电气发布时间：2025-04-03 13:03浏览次数：7

考虑碳交易机制的多能源系统调度方法

田世东¹，陈文涛¹，王万斌¹，郑文立¹，田光阳¹，钟建伟²，陆陈²，梁会军²

(1 国网湖北省电力有限公司恩施供电公司，湖北恩施 445000；

2 湖北民族大学智能科学与工程学院，湖北恩施 445000)

摘要：装备电转气和碳捕集系统的热电联产机组参与的多能源系统是提升新能源消纳能力的有效解决方案，但热电联产的碳排放对系统的环境和成本提出了挑战。构建了含 CHP 模型及新能源的多能源系统框架并结合碳交易(CET)与绿色证书交易(GCT)交互机制，提出了一种快速求解计算量大的多能源系统优化调度问题的优化方法，降低系统的运行成本以及碳排放量。随着优化调度问题维度的增加，传统优化算法不能在短时间内作出适当的调度决策，提出了一种混沌蜣螂优化算法用于求解上述优化模型。算例结果表明，上述模型及方法可降低系统的成本和环境污染，进一步体现绿色优化调度的价值。

关键词： 多能源系统；热电联产；碳交易机制；绿色证书交易机制；蜣螂优化算法

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2025)03-0010-06

Multi-Energy System Scheduling Method Considering

Carbon Emissions Trading Mechanism

TIAN Shi-dong¹, CHEN Wen-tao¹, WANG Wan-bin¹, ZHENG Wen-li¹, TIAN Guang-yang¹, ZHONG Jian-wei², LU Chen², LIANG Hui-jun²

（1 Enshi Power Supply Company of State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd, Enshi 445000, China;

2 College of Intelligent Systems Science and Engineering, Hubei Minzu University, Enshi 445000, China）

Abstract: Multi-energy systems involving cogeneration units equipped with power-to-gas and carbon capture systems are an effective solution to enhance the capacity of new energy consumption, but the carbon emissions of cogeneration pose challenges to the environment and cost of the system. In this paper, a multi-energy system framework with CHP model and new energy is constructed and combined with the interaction mechanism of carbon emissions trading (CET) and green certificate trading (GCT), an optimization method is proposed to quickly solve the optimization scheduling problem of multi-energy system with heavy computation, so as to reduce the operating cost and carbon emission of the system. As the dimensions of the optimized scheduling problem increase, traditional optimization algorithms cannot make appropriate scheduling decisions in a short time. Therefore, a chaotic dung beetle optimization algorithm is proposed to solve the aforementioned optimization model. The case study results show that the above model and method can reduce the cost and environmental pollution of the system, further reflecting the value of green optimized scheduling.

Key words: multi-energy system; cogeneration; carbon emissions trading mechanism; green certificate trading mechanism; dung beetle optimization algorithm

参考文献

[1] 马恒瑞，王波，王蔚，等. 城市综合能源系统协同调控与互动交易研究综述[J] . 高电压技术，2024，50(4) ：1357-1375.

[2] 葛磊蛟，李京京，李昌禄，等. 面向零碳园区的综合能源系统优化运行技术综述[J] . 电网技术，2024，48(5) ：1821-1835.

[3] 王佳蕊，李德鑫，冷峻，等. 电-气-氢-热-风-光耦合综合能源系统分层级 Energy Hub 建模方法[J].可再生能源，2023，41(8) ：1080-1088.

[4] 赵鹏，袁川来，夏俊涛，等. 基于孤岛型直流微电网的自适应下垂控制研究[J] . 电工电气，2024(9) ：1-5.

[5] 曾珠梅，孙建梅. 计及电-气-热需求响应的区域综合能源系统运行优化[J] . 电力工程技术，2024，43(5) ：48-57.

[6] 崔杨，周慧娟，仲悟之，等. 考虑广义储能与火电联合调峰的日前-日内两阶段滚动优化调度[J]. 电网技术，2021，45(1) ：10-19.

[7] FAN J L, YU P, LI K, et al.A levelized cost of hydrogen(LCOH)comparison of coal-to-hydrogen with CCS and water electrolysis powered by renewable energy in China[J].Energy，2022，242 ：123003.

[8] 吴静，德格吉日夫，谭忠富，等. 计及 P2G 与 CCHP 技术的综合能源系统多目标协同优化模型[J]. 电测与仪表，2021，58(5) ：20-30.

[9] XI Yufei, FANG Jiakun, CHEN Zhe, et al.Optimal coordination of flexible resources in the gasheat-electricity integrated energy system[J].Energy，2021，223 ：119729.

[10] HE Liangce, LU Zhigang, ZHANG Jiangfeng, et al.Low-carbon economic dispatch for electricity and natural gas systems considering carbon capture systems and power-to-gas[J].Applied Energy，2018，224(15) ：357-370.

[11] JIN Shunping, WANG Shoupeng, FANG Fang.Game theoretical analysis on capacity configuration for microgrid based on multi-agent system[J].International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2021，125 ：106485.

[12] 王喜平，杜蕾，赵树军，等. 基于复合实物期权的燃煤电厂碳捕获与储存投资决策研究[J] . 中国电力，2016，49(7) ：179-184.

[13] 曹翠.含 P2G 的微电网多时间尺度能量管理策略研究[D].保定：华北电力大学，2021.

[14] 林永君，曹翠，李静，等. 计及碳捕获的含 P2G 微电网能量调度模型[J] . 热力发电，2021，50(8) ：95-103.

[15] 熊军华，焦亚纯，王梦迪. 计及电转气的区域综合能源系统日前优化调度[J] . 现代电力，2022，39(5) ：554-561.

[16] 齐世雄，王秀丽，邵成成，等. 极端事件下电-气混联综合能源系统的恢复力分析[J] . 电网技术，2019，43(1) ：41-49.

[17] XUE Jiankai, SHEN Bo.Dung beetle optimizer:A new meta-heuristic algorithm for global optimization[J].The Journal of Supercomputing，2023，79(7) ：7305-7336.

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