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碳市场背景下综合能源微电网运营策略研究

专业名称：电子信息

研究生姓名：胡泽斐

指导教师：朱永胜教授、苌群芳高工

摘要

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，需要深入推进能源低碳转型，构建以新能

源为主体的新型电力系统。但是大规模可再生能源接入电网，其不确定性、波动性等

特点对系统安全稳定运行带来了新的挑战，因此需要对系统传统的调度策略进行改进，

以适应新型能源电力系统发展需求。基于以上背景，本文以微电网低碳调度优化为切

入点，从综合能源微电网模型建立、能源调度策略、系统低碳运营等方面展开，延伸

至能源互联市场环境下包含电、气、热等综合能源多微电网系统的能源优化管理问题。

主要工作内容如下：

（1）搭建综合能源微电网系统模型。首先，根据光伏发电与风力发电的工作原理，

建立风光出力模型。其次，对热电联产机组与单独发电和供热方式相比的优势和运行

特性进行论述，进而构建燃气轮机和燃气锅炉供电、供热数学模型。最后，对储能系

统进行建模并阐述和分析其分类和典型应用场景。

（2）针对如何降低微电网碳排放、激励可再生能源消纳等问题，首先以微电网系

统为基础，根据传统碳交易机制和可再生能源配额制度，提出奖惩阶梯型碳交易和绿

色证书交易策略。其次，搭建考虑源荷互动的微电网系统低碳调度框架，构建考虑需

求响应的微电网低碳运营模型。最后通过分析不同方案的调度结果和碳交易参数来证

明所建模型能够有效地减少碳排放量，提升系统经济性和安全性。

（3）围绕如何调度多种能源以满足能源需求、实现系统低碳运行等问题，首先考

虑加入碳捕集和电转气设备，建立综合能源多微网系统。其次对各综合能源微网配备

微网能量管理系统，提出综合能源多微网系统能源共享框架。然后在电力-天然气多能

源市场和碳交易市场机制下，搭建考虑综合响应的综合能源多微网低碳调度模型，采

用交替乘子法对综合能源多微网进行分布式求解，得到系统优化调度策略。最后，通

过分析各综合能源微网优化调度结果、电能交互结果、以及设置不同调度方案，验证

所提模型的合理性、经济性和低碳性。

关键词：低碳；碳交易；微电网；综合能源微电网；交替乘子法；

Researchonoperationstrategyofintegratedenergymulti-

microgridsunderthebackgroundofcarbonmarket

Major:ElectronicInformation

Masterstudent:ZefeiHu

Supervisor:ProfessorYongshengZhuSeniorEngineerQunfangChang

Abstract

Withtheproposalofthegoalofreachingthepeakofcarbonandcarbonneutrality,itis

necessarytofurtherpromotethelow-carbontransformationofenergyandbuildanewpower

systemwithnewenergyasthemainbody.However,thecharacteristicsoflarge-scale

renewableenergyconnectedtothegrid,suchasvolatilityanduncertainty,bringnew

challengestothesafeandstableoperationofthesystem,soitisnecessarytoimprovethe