综合能源系统调度模型：低碳与灵活的双重探索

CBgPxXIID

23人浏览 · 2026-03-11 20:00:00

CBgPxXIID · 2026-03-11 20:00:00 发布

MATLAB代码：计及碳捕集电厂低碳特性及需求响应的综合能源系统多时间尺度调度模型关键词：碳捕集电厂综合灵活运行方式需求响应日前调度实时调度参考文档：《计及碳捕集电厂低碳特性的含风电电力系统源-荷多时间尺度调度方法》非完全复现，只做了日前日内部分，并在上述基础上改进升级为电热综合电源系统仿真平台：MATLAB yalmip+cplex 主要内容：代码主要做的是一个虚拟电厂/微网多时间尺度电热综合能源系统低碳经济调度模型，源侧在碳捕集电厂中装设烟气旁路系统与溶液存储器，形成碳捕集电厂综合灵活运行方式进而与风电协调配合；荷侧调用不同响应速度的价格型、激励型需求响应资源克服多时间尺度下碳捕集电厂综合灵活运行方式的局限，通过源荷资源协调优化，从而提高系统的低碳性能。其次，构建源荷协调的日前-日内两阶段低碳经济调度模型，优化系统的负荷及分配计划。代码非常精品，注释保姆级

在碳中和的大背景下，能源系统的优化调度成为了学术界和工业界关注的焦点。今天，我将分享一个基于MATLAB的多时间尺度综合能源系统调度模型，重点探讨如何结合碳捕集电厂的低碳特性与需求响应机制，实现系统的高效运行。

一、模型的整体框架

这个模型的核心目标是在电热综合能源系统中，实现源荷资源的协调优化。模型分为两个主要阶段：日前调度和日内调度，分别对应不同的时间尺度。通过这两个阶段的优化，可以有效提高系统的低碳性能和经济性。

模型的源侧包含碳捕集电厂和风电场，而荷侧则引入了不同类型的需求响应资源。通过这些资源的协调配合，系统可以在多时间尺度下保持灵活性和高效性。

二、源侧的灵活运行方式：碳捕集电厂的创新设计

碳捕集电厂的核心在于其烟气旁路系统和溶液存储器的配置。这些设备使得电厂能够灵活调整运行方式，从而更好地适应风电的间歇性。

在代码中，我们通过以下部分模拟了碳捕集电厂的灵活运行：

% 碳捕集电厂的运行约束
CC_power = CCGT_power - CC_bypass_flow * efficiency_bypass;
CC Storage Capacity:
CC_storage = CC_storage_prev + CC_capture_rate - CC_release_rate;

这段代码描述了碳捕集电厂的输出功率和存储容量的动态平衡。通过调节烟气旁路的流量和溶液存储器的捕集/释放速率，电厂可以在不同时间尺度下灵活调整其运行方式。

三、荷侧的响应机制：需求响应的多样化应用

需求响应在模型中扮演了重要角色，尤其是在应对碳捕集电厂运行方式的局限性时。我们引入了价格型和激励型两种需求响应资源，分别对应不同的响应速度和应用场景。

在代码中，需求响应的优化部分如下：

% 需求响应优化
DR_load = DR_baseline * (1 - DR_price_response * price_signal - DR_incentive_response * incentive_signal);

这段代码展示了需求响应负荷如何根据价格信号和激励信号进行调整。通过这种机制，荷侧能够快速响应源侧的变化，从而提高系统的整体灵活性。

四、多时间尺度调度模型的构建与求解

模型的核心是一个两阶段优化问题，分别为日前调度和日内调度。日前调度主要负责制定长期的负荷分配计划，而日内调度则在更短的时间尺度上进行精细化调整。

在代码中，我们使用YALMIP和CPLEX进行求解，以下是部分核心代码：

% 目标函数：低碳经济性
obj = sum((发电成本 + 碳排放成本) for all 时段);

% 约束条件
model = [发电约束, 传输约束, 储能约束, 需求响应约束];

% 求解
options = optimoptions('CPLEX', 'MaxTime', 3600);
results = optimize(model, obj, options);

通过上述代码，模型能够从多个维度（如发电成本、碳排放成本）优化系统的运行方式，并通过CPLEX高效求解。