考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法

1.本发明涉及电动汽车技术领域，更具体的说是涉及考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法。


背景技术：

2.近年来电动汽车数量增长速度快，将电动汽车充电过程加入到电网的调度过程中，有效缓解电网负荷的峰谷差，同时电动汽车负荷曲线的优化能够提高可再生能源利用率并提高经济效益。
3.在目前市场机制下电动汽车的补贴正处于下坡趋势，现有的调度方法不能有效的接力下滑的政策补贴，因此促进电动汽车长效发展和发挥电动汽车减排效益将是非常有意义的研究要点。国家发改委在2016年发布了《新能源汽车碳配额管理办法(征求意见稿)》中明确规定了汽车企业碳配额机制，制定该政策基于两方面原因，一方面，随着新能源汽车产销量不断增长，大规模财税补贴难以为继；一方面，燃油汽车产能结构性过剩问题已开始凸显。表明电动汽车碳配额效益接力补贴退坡是具有可行性。
4.目前研究现有技术中针对综合能源系统低碳经济调度问题主要是将碳交易机制引入综合能源系统，采用的碳交易大部分为交易价格固定的传统碳交易，而阶梯型碳交易对园区综合能源系统的碳排抑制能力更强；同时，关于电动汽车充电特性大都着眼于新能源汽车的充电特性给电网运行所造成的影响，鲜有研究者将电动汽车的充电特性考虑到园区综合能源系统中。
5.因此，如何提出一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统低碳优化运行方法，将电动汽车碳排放配额作为引导用户有序充电的激励手段，以碳配额交易替代现行的补贴政策；将阶梯式碳交易引入电-气-热园区综合能源系统，加大园区综合能源系统的风光消纳水平，实现园区综合能源系统低碳经济运行和电动汽车用户利益最大化，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明提供了一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统低碳优化运行方法以解决背景技术中提到的问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，包括以下步骤：
9.s1.建立园区综合能源系统框架；
10.s2.根据电动汽车碳配额模型实时获取电动汽车拥有的碳排放配额，并获得电动汽车出售碳配额获取的收益；
11.s3.根据园区碳交易机制及成本模型获得园区免费碳排放配额、园区实际碳排放量和园区阶梯碳交易成本；
12.s4.根据园区综合能源系统框架、电动汽车出售碳配额获取的收益和园区阶梯碳
交易成本，通过园区综合能源系统低碳经济优化模型，获得电动汽车单位充电成本最低且园区综合能源系统日运行总成本最小的运行策略。
13.优选的，园区综合能源系统包括能源供给侧、能源转换设备和负荷侧设备；
14.能源供给侧包括风电设备、光伏设备、电力网络和天然气网络；能源转换设备包括p2g设备、燃气锅炉和燃气轮机；负荷侧设备包括电动汽车和电气热负荷
15.优选的，s2中电动汽车拥有的碳排放配额为行驶相同里程，电动汽车耗能充电产生的碳排放量与燃油汽车的碳排放量相比的差值，具体为：
16.t时刻电动汽车拥有的碳排放配额为：
17.h
ev
(t)＝e
gas-e
ev
(t)
18.则，t时刻电动汽车出售碳配额获取的收益为：
19.s
ev
(t)＝q
evhev
(t)
20.其中，e
gas
为燃油汽车行驶与电动汽车调度后总充电量可行驶里程数相同里程的碳排放量，e
ev
(t)为t时刻ev充电量的碳排放量，q
ev
为电动汽车碳配额交易的价格。
21.优选的，燃油汽车行驶与电动汽车调度后总充电量可行驶里程数相同里程的碳排放量为：
22.e
gas
＝p
ev
(t)δtl
eveg
23.t时刻ev充电量的碳排放量：
[0024][0025][0026][0027]
pc(t)＝p
wt
(t)+p
pv
(t)
[0028]
其中，δt为单位时段时长，p
ev
(t)为t时刻电动汽车的充电功率，l
ev
为单位电量电动汽车行驶的里程数，eg为燃油汽车边际碳排放因子，为t时刻电动汽车充电中外购电和燃气锅炉出力之和在总出力占比，p
buy
(t)为t时刻表示向电网购电的功率，pc(t)为t时刻风光有功出力之和，p
gt
(t)为t时刻燃气轮机总出力，r为燃气轮机的总台数，p
i，gt
(t)为t时刻第i个燃气轮机的有功出力，e
ev
(t)为电动汽车充电时的碳排放量，e
th
为电动汽车边际碳排放因子。
[0029]
优选的，s3中园区碳交易机制及成本模型包括免费碳排放额计算模型、实际碳排放量计算模型和阶梯型碳交易成本计算模型；
[0030]
阶梯型碳交易成本计算模型具体为：
[0031]
[0032]
其中，mc
为
园区总的免费碳排放额，sc为为园区总的实际碳排放量，a为碳排放区间长度，δ为不同阶梯碳交易价格的增长量，σ为碳交易价格。
[0033]
优选的，免费碳排放额计算模型为：
[0034]
mc＝d
buy
+d
gt
+d
gb
[0035][0036][0037][0038]
其中，d
buy
为电网购电对应的免费碳排放额，d
gt
为燃气轮机的免费碳排放额，d
gb
为燃气锅炉的免费碳排放额，ω为单位外购电的免费碳排放额，λ
h1
为单位发热量的免费碳排放额，θ为电量的折算系数，p
buy
(t)为t时刻的外购电功率，p
gt
(t)、h
gt
(t)分别为t时刻燃气轮机总的发电功率和发热功率，h
gb
(t)为t时刻燃气锅炉总的发热功率；
[0039]
实际碳排放量计算模型为：
[0040]
sc＝e
buy
+e
gt
+e
gb
[0041][0042][0043][0044]
其中，sc为园区总的实际碳排放量，e
buy
为外购电对应的碳排放额；e
gt
为燃气轮机的实际碳排放量；e
gb
为燃气锅炉的实际碳排放量；ε为单位外购电的实际碳排放量；λ
h2
为单位发热量的实际碳排放量。
[0045]
优选的，s4中园区综合能源系统低碳经济优化模型包括第一目标函数、第二目标函数和约束条件；
[0046]
第一目标函数为考虑电动汽车单位充电成本最低的目标函数，具体为：
[0047][0048][0049][0050]
其中，se为调度时间内电动汽车总充电成本；ze为调度时间内电动汽车总充电量；d
ev
(t)为t时刻电动汽车单位充电电量价格，p
ev
(t)为t时刻电动汽车的充电功率，s
ec
(t)为t时刻电动汽车出售碳配额获取的收益；
[0051]
第二目标函数为园区综合能源系统日运行总成本最小的目标函数，具体为：
[0052]
f＝min(f
cd
+f
wg
+ce)
[0053]
其中，f
cd
为系统设备运维成本，f
wg
为系统外购电和购气成本，ce为系统碳交易成本。
[0054]
优选的，系统设备运行成本包括电转气设备、燃气轮机和燃气锅炉的运维成本。
[0055]
优选的，约束条件包括系统功率约束、设备运行约束、电动汽车充电负荷约束和清洁能源出力约束；
[0056]
系统功率约束包括电功率平衡约束、热功率平衡约束和气功率平衡；
[0057]
设备运行约束包括p2g设备约束、燃气轮机约束、燃气锅炉约束和外部网络约束；
[0058]
清洁能源出力约束包括风、光出力约束。
[0059]
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，具有以下有益效果：
[0060]
1.本发明引入电动汽车碳配额到园区综合能源系统中，将电动汽车作为灵活调整的柔性负荷加入园区综合能源系统的调度过程，一方面对用户充电行为起到激励引导作用，电动汽车用户调节充电时间，适应清洁能源消纳从而获取更高的碳配额收益，以此降低园区综合能源系统日运行成本；另一方面，会对园区综合能源系统可持续发展带来至关重要的影响，使电动汽车有序充电，解决大规模电动汽车接入电网进行无序充电时增大电网的控制难度、降低电压质量和电力系统稳定性等问题，充分发挥电动汽车灵活、可观的储能潜力；
[0061]
2.本发明不仅限于电动汽车的充电特性给电网运行所造成的影响，而是将电动汽车的充电特性以及碳配额考虑到园区综合能源系统场景中，场景更多样化，应用更广；
[0062]
3.本发明建立的阶梯型碳交易机制模型，考虑了电转气设备、燃气轮机、燃气锅炉、电动汽车等共同构建园区综合能源系统低碳经济模型，减少园区综合能源系统的碳排放量，提高风光消纳水平和电动汽车用户利益最大化。
附图说明
[0063]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0064]
图1附图为本发明提供的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法示意图；
[0065]
图2附图为本发明提供的园区综合能源系统框架示意图图；
[0066]
图3附图为本发明提供的碳交易运行流程示意图。
具体实施方式
[0067]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
[0068]
本发明实施例公开了一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，包括以下步骤：
[0069]
s1.建立园区综合能源系统框架；
[0070]
s2.根据电动汽车碳配额模型实时获取电动汽车拥有的碳排放配额，并获得电动汽车出售碳配额获取的收益；
[0071]
s3.根据园区碳交易机制及成本模型获得园区免费碳排放配额、园区实际碳排放量和园区阶梯碳交易成本；
[0072]
s4.根据园区综合能源系统框架、电动汽车出售碳配额获取的收益和园区阶梯碳交易成本，通过园区综合能源系统低碳经济优化模型，获得电动汽车单位充电成本最低且园区综合能源系统日运行总成本最小的运行策略。
[0073]
为了进一步实施上述技术方案，园区综合能源系统包括能源供给侧、能源转换设备和负荷侧设备；
[0074]
能源供给侧包括风电设备、光伏设备、电力网络和天然气网络；能源转换设备包括p2g设备、燃气锅炉和燃气轮机；负荷侧设备包括电动汽车和电气热负荷
[0075]
为了进一步实施上述技术方案，s2中电动汽车拥有的碳排放配额为行驶相同里程，电动汽车耗能充电产生的碳排放量与燃油汽车的碳排放量相比的差值，具体为：
[0076]
t时刻电动汽车拥有的碳排放配额为：
[0077]hev
(t)＝e
gas-e
ev
(t)
[0078]
则，t时刻电动汽车出售碳配额获取的收益为：
[0079]sev
(t)＝q
evhev
(t)
[0080]
其中，e
gas
为燃油汽车行驶与电动汽车调度后总充电量可行驶里程数相同里程的碳排放量，e
ev
(t)为t时刻ev充电量的碳排放量，q
ev
为电动汽车碳配额交易的价格。
[0081]
在本实施例中，转化设备用电、常规负荷用电和电动汽车充电过程中均会消纳风电，根据该园区内时段外购电和燃气轮机出力之和在总出力占比来作为电动汽车时段充电电量中外购电和燃气轮机电量的占比，从而计算电动汽车充电的碳排放量占比系数，从宏观角度来定义电动汽车的实际碳排放量。
[0082]
为了进一步实施上述技术方案，燃油汽车行驶与电动汽车调度后总充电量可行驶里程数相同里程的碳排放量为：
[0083]egas
＝p
ev
(t)δtl
eveg
[0084]
t时刻ev充电量的碳排放量：
[0085][0086][0087][0088]
pc(t)＝p
wt
(t)+p
pv
(t)
[0089]
其中，δt为单位时段时长，p
ev
(t)为t时刻电动汽车的充电功率，l
ev
为单位电量电
动汽车行驶的里程数，eg为燃油汽车边际碳排放因子，为t时刻电动汽车充电中外购电和燃气锅炉出力之和在总出力占比，p
buy
(t)为t时刻表示向电网购电的功率，pc(t)为t时刻风光有功出力之和，p
gt
(t)为t时刻燃气轮机总出力，r为燃气轮机的总台数，p
i，gt
(t)为t时刻第i个燃气轮机的有功出力，e
ev
(t)为电动汽车充电时的碳排放量，e
th
为电动汽车边际碳排放因子，等同火电单位电量碳排放因子。
[0090]
为了进一步实施上述技术方案，s3中园区碳交易机制及成本模型包括免费碳排放额计算模型、实际碳排放量计算模型和阶梯型碳交易成本计算模型；
[0091]
在实际应用中，碳交易机制包括传统碳交易和阶梯碳价交易，其中单一碳价交易的特点是碳交易价格固定；而阶梯型价交易的特点是不同的碳排放量对应不同的阶梯区间，碳排放量越多，所对应的区间价格也随之增加，从而系统的碳交易成本越高，因此阶梯型碳交易相较于单一碳价交易对系统碳排放量有更强的抑制作用。
[0092]
阶梯型碳交易成本计算模型具体为：
[0093][0094]
其中，mc为园区总的免费碳排放额，sc为园区总的实际碳排放量，a为碳排放区间长度，δ为不同阶梯碳交易价格的增长量，σ为碳交易价格。
[0095]
在实际应用中，在碳交易机制中，预先给参与交易的主体分配碳排放额度；目前，园区的免费碳排放额度根据各能源设备的供热量或供电量的分配形式进行分配，认为园区综合能源系统的免费碳排放配额主要包括外购电、燃气轮机、燃气锅炉；在本实施例中，为减少综合能源系统外购电，在构建的系统中使用外购电力需要购买碳排放权；对于燃气轮机，其供电量免费碳排放额可折算成供热量，即折算供热量和原来供热量之和得出总热量，按总热量来进行配额；对于燃气锅炉，仅根据供热量来进行免费配额。
[0096]
为了进一步实施上述技术方案，免费碳排放额计算模型为：
[0097]
mc＝d
buy
+d
gt
+d
gb
[0098][0099][0100][0101]
其中，d
buy
为电网购电对应的免费碳排放额，d
gt
为燃气轮机的免费碳排放额，d
gb
为燃气锅炉的免费碳排放额，ω为单位外购电的免费碳排放额，λ
h1
为单位发热量的免费碳排放额，θ为电量的折算系数，p
buy
(t)为t时刻的外购电功率，p
gt
(t)、h
gt
(t)分别为t时刻燃气轮机总的发电功率和发热功率，h
gb
(t)为t时刻燃气锅炉总的发热功率；
[0102]
园区综合能源系统的实际碳排放量主要由外购电、燃气轮机、燃气锅炉这3种碳排放量组成；
[0103]
实际碳排放量计算模型为：
[0104]
sc＝e
buy
+e
gt
+e
gb
[0105][0106][0107][0108]
其中，sc为园区总的实际碳排放量，e
buy
为外购电对应的碳排放额；e
gt
为燃气轮机的实际碳排放量；e
gb
为燃气锅炉的实际碳排放量；ε为单位外购电的实际碳排放量；λ
h2
为单位发热量的实际碳排放量。
[0109]
在本实施例中，t为一天24h；δt为单位时段时长，为1h。
[0110]
为了进一步实施上述技术方案，s4中园区综合能源系统低碳经济优化模型包括第一目标函数、第二目标函数和约束条件；
[0111]
第一目标函数为考虑电动汽车单位充电成本最低的目标函数，通过电动汽车碳配额引导电动汽车负荷曲线优化，使电动汽车用户在满足充电需求的基础上，调节充电时间，增加风光消纳，来获得更高的碳配额收益，具体为：
[0112][0113][0114][0115]
其中，se为调度时间内电动汽车总充电成本；ze为调度时间内电动汽车总充电量；d
ev
(t)为t时刻电动汽车单位充电电量价格，p
ev
(t)为t时刻电动汽车的充电功率，s
ev
(t)为t时刻电动汽车出售碳配额获取的收益；
[0116]
第二目标函数为园区综合能源系统日运行总成本最小的目标函数，具体为：
[0117]
f＝min(f
cd
+f
wg
+ce)
[0118]
其中，f
cd
为系统设备运维成本，f
wg
为系统外购电和购气成本，ce为系统碳交易成本。
[0119]
为了进一步实施上述技术方案，系统设备运行成本包括电转气设备、燃气轮机和燃气锅炉的运维成本。
[0120]
在本实例中，系统设备运行成本为：
[0121][0122]
其中，μ
p2g
为电转气设备的运维成本，μ
gt
为燃气轮机的运维成本，μ
gb
为燃气锅炉的
运维成本；
[0123]
系统外购电、购气成本为：
[0124][0125]
其中，l
p
、lg分别表示外购电、购气价格，g
buy
(t)表示t时刻系统向天然气网购买的气功率，单位为kw。
[0126]
为了进一步实施上述技术方案，约束条件包括系统功率约束、设备运行约束、电动汽车充电负荷约束和清洁能源出力约束；
[0127]
系统功率约束包括电功率平衡约束、热功率平衡约束和气功率平衡；
[0128]
系统功率平衡约束的表达式为：
[0129]
p
pv
(t)+p
wt
(t)+p
buy
(t)+p
gt
(t)＝p
ev
(t)+p
load
(t)+p
p2g
(t)
[0130]hgt
(t)+h
gb
(t)＝h
load
(t)
[0131]gp2g
(t)+g
buy
(t)＝g
gt
(t)+g
gb
(t)+g
load
(t)
[0132]
其中，p
pv
(t)、p
wt
(t)分别表示t时刻光伏和风能的有功出力，p
p2g
(t)表示p2gt时刻消耗的电功率；h
gt
(t)、h
gb
(t)分别表示t时刻燃气轮机、燃气锅炉产生的热功率；g
p2g
(t)表示t时刻p2g产生的天然气功率；g
gt
(t)、g
gb
(t)表示t时刻燃气轮机、燃气锅炉消耗的天然气功率；p
load
(t)、h
load
(t)、g
load
(t)表示t时刻系统的电、热、气负荷需求；
[0133]
设备运行约束包括p2g设备约束、燃气轮机约束、燃气锅炉约束和外部网络约束；
[0134]
p2g设备约束包括电转气的电转气转化效率和设备出力约束为：
[0135][0136]
0≤p
p2g
(t)≤p
p2gn
(t)
[0137]
其中，为p2g转换效率；g
p2g
(t)为p2g的输出天然气功率；p
p2gn
(t)为电转气设备的额定功率；
[0138]
燃气轮机约束包括燃气轮机的气转电转化约束、出力约束和爬坡约束：
[0139][0140][0141]
0≤p
gt
(t)≤p
gtn
(t)
[0142][0143]
其中，分别为燃气轮机的电输出效率和输出热电比；p
gtn
(t)为燃气轮机的额定功率；分别为燃气轮机爬坡速率的上、下限；
[0144]
燃气锅炉约束包括燃气锅炉的电转热转化约束、出力约束和爬坡约束：
[0145][0146]
0≤p
gb
(t)≤p
gbn
(t)
[0147][0148]
其中，为燃气锅炉的热效率，p
gbn
(t)为燃气锅炉的额定功率，(t)为燃气锅炉的额定功率，分
别为燃气锅炉爬坡速率上、下限制；
[0149]
外部网络约束包括外购电和外购天然气约束：
[0150][0151][0152]
其中，分别为t时刻系统外购电功率上、下限；分别为t时刻系统外购天然气上、下限；
[0153]
电动汽车充电负荷约束为：
[0154][0155][0156]
其中，y
ev
(t)为t时刻正在充电的电动汽车数量，为一辆电动汽车的最大充电功率值，y
ev
为总电动汽车数量，u
max
为一辆电动汽车电池储存容量的最大值，pn为电动汽车自由充电时的充电需求总和；
[0157]
清洁能源出力约束包括风、光出力约束：
[0158][0159][0160]
其中，分别为风、光出力最大值。
[0161]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0162]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.建立园区综合能源系统框架；s2.根据电动汽车碳配额模型实时获取电动汽车拥有的碳排放配额，并获得电动汽车出售碳配额获取的收益；s3.根据园区碳交易机制及成本模型获得园区免费碳排放配额、园区实际碳排放量和园区阶梯碳交易成本；s4.根据园区综合能源系统框架、电动汽车出售碳配额获取的收益和园区阶梯碳交易成本，通过园区综合能源系统低碳经济优化模型，获得电动汽车单位充电成本最低且园区综合能源系统日运行总成本最小的运行策略。2.根据权利要求1所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，园区综合能源系统包括能源供给侧、能源转换设备和负荷侧设备；能源供给侧包括风电设备、光伏设备、电力网络和天然气网络；能源转换设备包括p2g设备、燃气锅炉和燃气轮机；负荷侧设备包括电动汽车和电气热负荷3.根据权利要求1所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，s2中电动汽车拥有的碳排放配额为行驶相同里程，电动汽车耗能充电产生的碳排放量与燃油汽车的碳排放量相比的差值，具体为：t时刻电动汽车拥有的碳排放配额为：h
ev
(t)＝e
gas-e
ev
(t)则，t时刻电动汽车出售碳配额获取的收益为：s
ev
(t)＝q
ev
h
ev
(t)其中，e
gas
为燃油汽车行驶与电动汽车调度后总充电量可行驶里程数相同里程的碳排放量，e
ev
(t)为t时刻ev充电量的碳排放量，q
ev
为电动汽车碳配额交易的价格。4.根据权利要求3所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，燃油汽车行驶与电动汽车调度后总充电量可行驶里程数相同里程的碳排放量为：e
gas
＝p
ev
(t)δtl
ev
e
g
t时刻ev充电量的碳排放量：t时刻ev充电量的碳排放量：t时刻ev充电量的碳排放量：p
c
(t)＝p
wt
(t)+p
pv
(t)其中，δt为单位时段时长，p
ev
(t)为t时刻电动汽车的充电功率，l
av
为单位电量电动汽车行驶的里程数，e
g
为燃油汽车边际碳排放因子，为t时刻电动汽车充电中外购电和燃气锅炉出力之和在总出力占比，p
buy
(t)为t时刻表示向电网购电的功率，p
c
(t)为t时刻风光有功出力之和，p
gt
(t)为t时刻燃气轮机总出力，r为燃气轮机的总台数，p
i，ct
(t)为t时刻第i个
燃气轮机的有功出力，e
ev
(t)为电动汽车充电时的碳排放量，e
th
为电动汽车边际碳排放因子。5.根据权利要求1所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，s3中园区碳交易机制及成本模型包括免费碳排放额计算模型、实际碳排放量计算模型和阶梯型碳交易成本计算模型；阶梯型碳交易成本计算模型具体为：其中，m
c
为园区总的免费碳排放额，s
c
为为园区总的实际碳排放量，a为碳排放区间长度，δ为不同阶梯碳交易价格的增长量，σ为碳交易价格。6.根据权利要求5所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，免费碳排放额计算模型为：m
c
＝d
buy
+d
gt
+d
gbgbgb
其中，d
buy
为电网购电对应的免费碳排放额，d
gt
为燃气轮机的免费碳排放额，d
gb
为燃气锅炉的免费碳排放额，ω为单位外购电的免费碳排放额，λ
h1
为单位发热量的免费碳排放额，θ为电量的折算系数，p
buy
(t)为t时刻的外购电功率，p
gt
(t)、h
gt
(t)分别为t时刻燃气轮机总的发电功率和发热功率，h
gb
(t)为t时刻燃气锅炉总的发热功率；实际碳排放量计算模型为：s
c
＝e
buy
+e
gt
+e
gbgbgb
其中，s
c
为园区总的实际碳排放量，e
buy
为外购电对应的碳排放额；e
gt
为燃气轮机的实际碳排放量；e
gb
为燃气锅炉的实际碳排放量；ε为单位外购电的实际碳排放量；λ
h2
为单位发热量的实际碳排放量。7.根据权利要求1所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方
法，其特征在于，s4中园区综合能源系统低碳经济优化模型包括第一目标函数、第二目标函数和约束条件；第一目标函数为考虑电动汽车单位充电成本最低的目标函数，具体为：第一目标函数为考虑电动汽车单位充电成本最低的目标函数，具体为：第一目标函数为考虑电动汽车单位充电成本最低的目标函数，具体为：其中，s
e
为调度时间内电动汽车总充电成本；z
e
为调度时间内电动汽车总充电量；d
ev
(t)为t时刻电动汽车单位充电电量价格，p
ev
(t)为t时刻电动汽车的充电功率，s
ev
(t)为t时刻电动汽车出售碳配额获取的收益；第二目标函数为园区综合能源系统日运行总成本最小的目标函数，具体为：f＝min(f
cd
+f
wg
+c
e
)其中，f
cd
为系统设备运维成本，f
wg
为系统外购电和购气成本，c
e
为系统碳交易成本。8.根据权利要求7所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，系统设备运行成本包括电转气设备、燃气轮机和燃气锅炉的运维成本。9.根据权利要求7所述的一种考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，其特征在于，约束条件包括系统功率约束、设备运行约束、电动汽车充电负荷约束和清洁能源出力约束；系统功率约束包括电功率平衡约束、热功率平衡约束和气功率平衡；设备运行约束包括p2g设备约束、燃气轮机约束、燃气锅炉约束和外部网络约束；清洁能源出力约束包括风、光出力约束。

技术总结
本发明公开了考虑电动汽车碳配额的园区综合能源系统优化运行方法，包括以下步骤：S1.建立园区综合能源系统框架；S2.根据电动汽车碳配额模型实时获取电动汽车拥有的碳排放配额，并获得电动汽车出售碳配额获取的收益；S3.根据园区碳交易机制及成本模型获得园区免费碳排放配额、园区实际碳排放量和园区阶梯碳交易成本；S4.根据园区综合能源系统框架、电动汽车出售碳配额获取的收益和园区阶梯碳交易成本，通过园区能源系统低碳经济优化模型，获得电动汽车单位充电成本最低且园区综合能源系统日运行总成本最小的运行策略；本发明考虑电动汽车碳排放配额并建立阶梯型碳交易机制模型，实现园区综合能源系统总运行成本以及电动汽车单位充电成本最低。汽车单位充电成本最低。汽车单位充电成本最低。


技术研发人员：杨威 李佳姗 张安安 冯兴 李茜 张曦
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/10/7