基于碳交易的電—熱—氣綜合能源系統低碳經濟調度

秦 婷, 劉懷東,2, 王錦橋, 馮志強, 方 偉

(1. 天津大學電氣自動化與信息工程學院, 天津市 300072; 2. 智能電網教育部重點實驗室(天津大學), 天津市 300072)

0 引言

人類社會不斷進步,逐漸形成了以化石能源為主的能源消費和利用模式,由此帶來的氣候變暖問題也成為當前社會經濟發展的重大挑戰。電力是中國能源消耗的重點行業,其CO2的排放量占全國排放總量的50%左右[1],因此電力行業具備較大的碳減排潛力,推行低碳電力有利于促進中國低碳經濟的發展。

隨著各類新能源發電和天然氣發電的快速發展,綜合能源系統(integrated energy system,IES)被認為是提高清潔能源使用比重、實現碳減排目標的支撐技術[2]。文獻[3]考慮天然氣網絡約束和電網安全約束,建立了針對風電不確定性的魯棒調度模型;文獻[4-6]將電轉氣(power to gas,P2G)技術引入IES,構建了以系統最低經濟成本為目標函數的調度模型;文獻[7]考慮電、熱負荷的需求側響應建立了兩步調度模型，并探討了風電滲透率對系統運行的影響。現有IES調度模型僅考慮了系統整體的經濟成本,忽略了碳排放帶來的附加環境成本。

為了減少電力系統碳排放,碳交易被認為是可兼顧電力經濟性和低碳環保性的有效手段[8]。文獻[9-11]基于碳交易機制,分別建立了含不同新能源的電力系統優化調度模型。在IES方面,文獻[12]計算了IES在碳交易機制下的碳交易成本和能源成本,并分析了碳交易價格和天然氣價格對系統運行的影響,對IES的碳交易成本分析具有指導意義。……