[發(fā)明專利]一種基于推測變差模型的低碳綜合能源市場仿真方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110112007.2
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112883557B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳勝;衛(wèi)志農(nóng);孫國強(qiáng);臧海祥
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q30/02;G06Q40/04;G06Q50/26
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱楨榮

本發(fā)明公布了一種基于推測變差模型的低碳綜合能源市場仿真方法，首先提出一種基于推測變差模型的電力市場與天然氣市場博弈模型，該模型假定能源生產(chǎn)者之間的競爭為產(chǎn)出量的競爭，同時單個生產(chǎn)者的決策行為受其余生產(chǎn)者策略的影響，同時計(jì)及了負(fù)荷的彈性系數(shù)；接著提出一種基于電力生產(chǎn)者碳配額交易的碳交易市場機(jī)制；同時本發(fā)明計(jì)及了燃?xì)廨啓C(jī)組同時參與電力市場、天然氣市場及碳交易市場。在所提市場框架中，各市場參與者構(gòu)成了非合作博弈的關(guān)系；最后提出一種直接法求解各市場參與者優(yōu)化問題的最優(yōu)性條件，進(jìn)而辨識綜合能源市場博弈的均衡點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綜合能源系統(tǒng)與電力市場領(lǐng)域，特別是一種基于推測變差模型的低碳綜合能源市場仿真方法。

背景技術(shù)

在燃煤機(jī)組逐步退役、新能源高比例滲透、能源系統(tǒng)低碳化、天然氣價格下降等因素驅(qū)動下，燃?xì)廨啓C(jī)組的發(fā)電比重有望逐步提升，因此電力系統(tǒng)與天然氣系統(tǒng)有望呈現(xiàn)深度耦合的趨勢。同時電轉(zhuǎn)氣技術(shù)的潛在應(yīng)用有望進(jìn)一步加深該耦合。在此背景下，燃?xì)廨啓C(jī)組的高比例并網(wǎng)導(dǎo)致電力系統(tǒng)與天然氣系統(tǒng)之間的協(xié)同運(yùn)行變得尤為重要。

值得注意的是，當(dāng)前電–氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)的構(gòu)建存在燃?xì)廨啓C(jī)組價格競爭力不足、子能源系統(tǒng)間信息壁壘、市場機(jī)制不完備等問題。同時，國家發(fā)改委于2020年3月16日發(fā)布了新的《中央定價目錄》，將原目錄中的“電力”與“天然氣”項(xiàng)目根據(jù)自然壟斷環(huán)節(jié)分別修改為“輸配電”與“油氣管道運(yùn)輸”，即逐步實(shí)現(xiàn)電力與天然氣的市場化定價。因此迫切需要設(shè)計(jì)完備的市場交易體系，為市場參與者提供公平合理的競爭環(huán)境，協(xié)同電力、天然氣及碳交易多個市場。尤其在我國當(dāng)前綜合能源系統(tǒng)、電力市場、碳交易體系等戰(zhàn)略方針下，解決上述問題對于我國新一代低碳能源系統(tǒng)的構(gòu)建具有重要意義。

相比于傳統(tǒng)燃煤機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)組擁有碳排放量低、靈活性強(qiáng)的優(yōu)勢，然而該優(yōu)勢在當(dāng)前機(jī)制中未能得到充分體現(xiàn)；另一方面，當(dāng)前對于新能源機(jī)組與燃?xì)廨啓C(jī)組的補(bǔ)貼機(jī)制過于主觀，難免造成對其余參與者的不公平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于推測變差模型的低碳綜合能源市場仿真方法，本發(fā)明計(jì)及了燃?xì)廨啓C(jī)組同時參與電力、天然氣及碳交易市場，實(shí)現(xiàn)了低碳綜合能源市場的協(xié)同出清；而綜合能源市場的仿真結(jié)果有望為市場政策的制定提供參考。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

根據(jù)本發(fā)明提出的一種基于推測變差模型的低碳綜合能源市場仿真方法，包括以下步驟：

步驟1、基于電力系統(tǒng)與天然氣系統(tǒng)歷史斷面數(shù)據(jù)，生成一年中一系列典型場景；

步驟2、生成各典型場景中的電力消費(fèi)者模型與天然氣消費(fèi)者模型；

步驟3、基于各典型場景及步驟2生成的電力消費(fèi)者模型與天然氣消費(fèi)者模型，構(gòu)建基于推測變差模型的電力生產(chǎn)者最優(yōu)決策模型、天然氣生產(chǎn)者最優(yōu)決策模型、輸電系統(tǒng)運(yùn)營商的優(yōu)化決策模型、輸氣系統(tǒng)運(yùn)營商的優(yōu)化決策模型；

步驟4、針對各電力生產(chǎn)者，構(gòu)建計(jì)及碳配額交易的碳交易模型；

步驟5、計(jì)算電力生產(chǎn)者最優(yōu)決策模型的最優(yōu)性條件、天然氣生產(chǎn)者最優(yōu)決策模型的最優(yōu)性條件、輸電系統(tǒng)運(yùn)營商的優(yōu)化決策模型的最優(yōu)性條件、輸氣系統(tǒng)運(yùn)營商的優(yōu)化決策模型的最優(yōu)性條件及步驟4中碳交易模型的最優(yōu)性條件；

聯(lián)立電力消費(fèi)者模型、天然氣消費(fèi)者模型、電力生產(chǎn)者最優(yōu)決策模型的最優(yōu)性條件、天然氣生產(chǎn)者最優(yōu)決策模型的最優(yōu)性條件、輸電系統(tǒng)運(yùn)營商的優(yōu)化決策模型的最優(yōu)性條件、輸氣系統(tǒng)運(yùn)營商的優(yōu)化決策模型的最優(yōu)性條件及步驟4中碳交易模型的最優(yōu)性條件求解得博弈均衡解；

步驟6、根據(jù)步驟5求得的博弈均衡解，輸出低碳綜合能源市場仿真的結(jié)果；

步驟2中，

電力消費(fèi)者模型為：