程序名称:考虑阶梯式碳交易机制与电制氢的综合能源系统热电优化

实现平台:matlab-yalmip-cplex/gurobi

简介:“双碳”背景下,为提高能源利用率,优化设备的运行灵活性,进一步降低综合能源系统(IES)的碳排放 水平,提出一种IES低碳经济运行策略。首先考虑IES参与到碳交易市场,引入阶梯式碳交易机制引导IES控 制碳排放;接着细化电转气(P2G)的两阶段运行过程,引入电解槽、甲烷反应器、氢燃料电池(HFC)替换传统 的P2G,研究氢能的多方面效益;最后提出热电比可调的热电联产、HFC运行策略,进一步提高IES的低碳性 与经济性。基于此,构建以购能成本、碳排放成本、弃风成本最小的低碳经济运行目标,将原问题转化为混合 整数线性问题,运用CPLEX商业求解器进行求解,通过设置多个运行情景,对比验证了所提策略的有效性。

参考代码

考虑阶梯式碳交易机制与电制氢的综合能源系统热电优化Matlab程序

通过上述分析可知,多数文献建立的碳排放模 型过于简单,未充分考虑碳交易市场的作用;在运用 P2G 促进风电消纳时,鲜有考虑 P2G 两阶段运行过 程具备的效益;在含 CHP优化运行时较少考虑可调 热电比所具备的潜在优势 同时 ,鲜有文献综合考 虑阶梯式碳交易机制 、细化 P 2G 两阶段运行以及热 电比可调的 CHP 装置三者协同运行对 IES 调度的影 响。未来能源系统将迎来多种转型与变革,尤其是 各种低碳与清洁技术的应用,各种转型与变革并非 孤立存在,而是相辅相成,协同发展 。因此有必要深 入研究上述三者协同运行对 IES 优化调度的影响

为此,在上述研究基础上,本文综合考虑阶梯式碳交易机制、细化 P2G 两阶段运行过程以及热电比 可调的 CHP 、氢燃料电池 HFC Hydrogen Fuel Cell) 运行策略对 IES 优化调度的影响,构建了以购能成 本、碳排放成本、弃风成本最小的低碳经济运行目 标,并将原问题转化为混合整数线性问题,运用 CPLEX 商业求解器进行求解,并通过对比分析不同 情景的调度结果,验证了所提策略的有效性。

参考代码

考虑阶梯式碳交易机制与电制氢的综合能源系统热电优化Matlab程序

具体细节可参考电力自动化设备论文《考虑阶梯式碳交易机制与电制氢的综合能源系统热电优化》

代码创新点:注释十分详细,精品代码!!!

部分代码与结果展示

% 情景 1 为阶梯式碳交易机制下,
% 优化目标不考虑碳交易成本,仅考虑购能成本、弃风成本的传统经济调度情景


clc
clear all;
close all;

%% 决策变量初始化

%% 热电联产CHP(Combined Heat and Power)
P_CHP_e=sdpvar(1,24); %CHP的输出电功率
P_CHP_h=sdpvar(1,24); %CHP的输出热功率
P_g_CHP=sdpvar(1,24); %CHP消耗天然气功率

%% 电解槽 EL(ELectrolyzer)将电能转化为氢能
P_e_EL=sdpvar(1,24);  %EL设备的耗电量
P_EL_H=sdpvar(1,24);  %EL电解槽的产氢功率



%% 甲烷反应器 MR(Methane Reactor),氢经由MR进一步转化为CH4
P_H_MR=sdpvar(1,24);  %输入MR设备的氢能功率
P_MR_g=sdpvar(1,24);  %MR设备输出的天然气功率

%% 氢燃料电池 HFC(Hydrogen Fuel Cell) 输出热功率和电功率
P_H_HFC=sdpvar(1,24); %输入HFC设备的氢能功率
P_HFC_e=sdpvar(1,24); %HFC设备输出的电功率 
P_HFC_h=sdpvar(1,24); %HFC设备输出的热功率

 

 

 

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