2025年基于动态碳排放流模型的综合能源系统低碳经济调度报告_30页_17mb

报告摘要

基于动态碳排放流模型的综合能源系统低碳经济调度总结

核心内容

本研究围绕综合能源系统低碳经济调度展开，旨在解决多能耦合、多源交互、不确定性高及模型复杂性带来的调度难题。研究聚焦于构建综合能源系统的低碳调度理论与方法，提出三种关键技术路线：基于扩展碳排放流模型的低碳经济调度、基于碳势-能源价格双响应的低碳经济调度、以及考虑风电随机性与相关性的仿射可调鲁棒低碳调度。

主要观点

综合能源系统复杂性
综合能源系统包含多能耦合、广域分散、多元随机性等特点，给低碳经济调度带来挑战，需从碳势-价格引导、不确定性精确刻画、碳排放流模型优化三方面进行突破。
低碳调度理论构建
研究构建了综合能源系统低碳经济调度理论体系，涵盖从源侧到荷侧的碳排放流动路径分析、碳势-能源价格双响应机制设计、以及考虑风电不确定性与相关性的调度模型。
碳排放流模型扩展
引入“电碳比”概念，结合储能设备的充放电状态，构建扩展碳排放流模型，实现对源-网-荷-储全过程碳排放的统一描述。
动态特性建模
提出考虑气网“管存”、热网“传输延时”和“热损失”、以及天然气系统动态特性的碳排放流模型，通过虚拟储能设备等效表达系统动态特性。
调度算法优化
提出并行多维近似动态规划算法，通过状态空间聚合、压缩与并行化实现对低碳调度模型的高效求解。
不确定性刻画
采用广义线性多面体不确定性集合描述风电出力的不确定性，结合历史数据量化风电场间相关性，提高模型的鲁棒性与调度精度。
双响应调度策略
构建碳势-能源价格双响应的源-荷协同调度模型，通过碳减排激励信号引导用户调整用能行为，实现系统运行经济性与低碳性的协同优化。
模型有效性验证
通过对比不同调度场景，验证所提模型在降低运行成本、提高碳减排量方面的有效性，结果显示系统运行成本降低6.98%，碳减排量提升25.65%。

关键信息

研究对象：源-网-荷-储深度耦合的综合能源系统
研究方法：
- 基于扩展碳排放流模型的低碳经济调度方法
- 基于碳势-能源价格双响应的低碳经济调度方法
- 基于广义线性多面体的仿射可调鲁棒低碳调度方法
创新点：
- 引入“电碳比”与“储能荷碳率”概念，统一碳排放流模型
- 构建虚拟储能设备等效表达系统动态特性
- 提出并行多维近似动态规划算法，提升计算效率
- 采用广义线性多面体不确定性集合，提高风电调度模型的鲁棒性
研究成果：
- 提出三种低碳经济调度方法，实现源-荷协同与不确定性鲁棒调度
- 构建综合能源系统动态碳排放流模型，准确描述电、热、气子系统碳排放特性
- 研究成果被应用于实际调度场景，提升系统经济性与低碳性
模型效果：
- 在不同场景下，系统运行成本降低6.98%，碳减排量提升25.65%
- 通过碳势-价格双响应策略，用户调整用能行为意愿增强，碳减排量显著提升
- 采用广义线性多面体不确定性集合，风电消纳量提升20.44%

研究成果与影响

以第一/通讯作者发表SCI/EI论文60余篇
授权国家发明专利9项
参与出版专著2部，参与制定团标2项
获得Google Scholar引用465次，单篇最高被引46次
4篇入选CNKI高影响力论文，2篇入选CNKI高被引论文，3篇入选CNKI高下载论文
获2023年度山东电力科技进步二等奖
多次获评山东省优秀硕士学位论文指导教师及高层次人才服务突出个人

研究展望

当前研究主要聚焦于兆瓦级区域综合能源系统，未来将重点研究多层级综合能源系统间的协同调度机制，以实现全局最优的低碳经济调度策略。

期刊信息

期刊名称：《发电技术》
期刊性质：中国科技核心期刊，RCCSE中国核心学术期刊(A)
收录情况：Scopus收录，荷兰Scopus、瑞典DOAJ、美国EBSCO、日本JST等国际期刊收录
期刊级别：《能源电力领域高质量科技期刊分级目录》T2级期刊，入选《世界期刊影响力指数(WJCI)报告(2017技版)》
研究方向：碳中和、智能电网、发电及环境保护、储能、新能源、能源综合利用、分布式能源
联系方式：
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