【核心复现】基于合作博弈的综合能源系统电-热-气协同优化运行策略（Matlab代码实现）

news2024/11/23 21:14:47

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📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁

目录

💥1 概述

📚2 运行结果

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码实现

💥1 概述

文献来源：

摘要：在“双碳”背景下，为有效提高综合能源系统（IES）的能源利用率，减少碳排放量，同时提升系统运行的灵活性，提出一种基于合作博弈的IES优化运行模型。首先构建IES框架，针对电转气（P2G）、碳捕集、燃气轮机、热储能等设备进行建模；其次考虑系统内各主体之间存在协同合作的可能，将系统内各运营主体分为三方构建合作联盟，阐述能源互补提高整体收益的原理；最后建立基于合作博弈的IES协同优化调度模型，利用Shapley值法对合作剩余按贡献进行分配。该文通过内蒙古地区某综合能源系统实例仿真分析，验证了所提出的策略能有效减少各合作主体的运行成本及合作联盟的运行总成本，促进联盟内多主体开展合作，同时有效提升系统内风电消纳能力，减少系统碳排放量，可为电力系统低碳经济调度提供理论参考。

关键词：

综合能源系统;博弈论;碳捕集;可再生能源;电转气;优化调度;

目前，针对综合能源系统优化运行问题，已有诸多学者展开研究。文献［6-7］从系统运行灵活性与经济性出发，综合考虑了冷、热、电、气等多种能源形式的转换，并从日前、日内、实时等多个时间尺度建立综合能源系统优化调度模型，突出了综合能源系统多能互补、能流互济、运行灵活的特点，奠定了综合能源系统的基础框架；文献［8］从能源供给侧和需求侧的协调优化角度出发，建立了考虑冷热电需求耦合响应特性的综合能源系统优化调度模型，提升园区整体经济性的同时促进了可再生能源的消纳。然而，在上述传统综合能源系统中，由于耦合元件的局限性，系统内各种能量的流动与转换并不灵活，且风电的反调峰特性导致弃风问题尤为突出［9］，基于此，有学者提出在综合能源系统中引入电转气设备（power-to-gas，P2G）。P2G 既可作为耦合设备，实现电能与天然气能的相互转化，又可作为 IES 中的柔性负荷削峰填谷，还可搭配储气罐，成为储能设

备，并与储能电池协同配合，改善储能系统的可靠性。然而，现有文献对 P2G 的原料来源研究较少，碳捕集电厂作为风电的理想配合电源，其捕获的 CO2 可作为 P2G 的原料来源，在综合能源系统中实现碳再利用［10］，因此，构建含碳捕集，构建包含 P2G 与碳捕集的新型综合能源系统，逐渐成为当下的研究热点。文献［11-12］讨论了碳捕集技术降低碳排放的效果并结合需求响应提出 IES 低碳经济运行策略；文献［13-14］考虑碳捕集电厂的调峰特性，将一定供热区域内的碳捕集热电厂、风电供热设备、风电场与光伏电站组成虚拟电厂，建立了考虑碳捕集电厂综合灵活运行方式的低碳经济调度模型；文献［15-16］通过引入碳捕集电厂—电转气—燃气机组协同利用框架，实现了源荷之间的供需平衡和削峰填谷。