【摘 要】
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由于近年来现代工业化进程发展迅速,温室气体的大量排放导致生态环境愈加恶劣、全球性气候变暖愈加严重。我国为实现“双碳”目标制定了一系列低碳政策,推进能源结构转型、绿色清洁能源高效开发的发展,解决当前电力行业碳排放的关键议题。在当前低碳经济背景下,本文对计及低碳能源设备的多能微网进行容量优化配置,并基于Stackelberg-Nash博弈对多能微网群的多方电能交互运行进行优化研究。首先,介绍了多能微网
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由于近年来现代工业化进程发展迅速,温室气体的大量排放导致生态环境愈加恶劣、全球性气候变暖愈加严重。我国为实现“双碳”目标制定了一系列低碳政策,推进能源结构转型、绿色清洁能源高效开发的发展,解决当前电力行业碳排放的关键议题。在当前低碳经济背景下,本文对计及低碳能源设备的多能微网进行容量优化配置,并基于Stackelberg-Nash博弈对多能微网群的多方电能交互运行进行优化研究。首先,介绍了多能微网的发展现状、分布鲁棒优化方法和博弈论在多能微网中应用的研究现状。为了使能源高效清洁利用,构建了电、热、气、冷多种能源在生产、运输、储存等过程中协同优化运行的多能微网,研究了各种能源转换设备的输出特性以及碳捕集、电转气设备与热电联产机组互联后的运行特征,引入电、热负荷用户的需求响应以增强能源供应侧与需求侧之间的互动,并建立了阶梯型碳交易模型对多能微网的碳排放量进行制约。其次,探讨了计及碳捕集设备接入的多能微网容量优化配置方案,采用基于多离散场景的分布鲁棒优化方法对风电出力的不确定性进行处理,构建计及碳捕集的多能微网两阶段分布鲁棒配置模型,再通过列和约束生成算法对该分布鲁棒模型进行求解。仿真算例表明,本文所提模型可以在风电不确定因素的最恶劣概率分布下对多能微网进行优化配置,提高了多能微网的安全性和稳定性,同时改善多能微网的低碳性与经济性。最后,为了研究多能微网群与配电系统运营商之间的主从关系以及微网群内部的电能合作,针对碳交易机制下能源交易时的利益交互关系,提出基于Stackelberg-Nash博弈的多微网双层优化运行模型及其求解方法。对于模型构建层面,在配电系统运营商与微网群之间构建基于Stackelberg的上层主从博弈模型,在多能微网系统各微网之间采用基于纳什议价的下层合作博弈模型。对于模型求解问题,上层主从博弈模型采用二分法求解,得出配电系统运营商与多微网系统之间的最优交易电量和支付电价,再采用交替方向乘子法（alternating direction method of multipliers,ADMM）计算微网群内部的最优交易电量和支付电价。最后仿真算例表明,所提方法能提高配电系统运营商的收益,同时降低多能微网群的成本,可有效均衡运营商与微网群的运行策略,并验证该优化运行模型能实现低碳性和经济性两方面的共赢。
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