計及氫能多元利用和綠證-碳聯(lián)合交易的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運行

葛淑娜，張彩玲，王 爽，栗俊杰，張 巖，韓 偉，段文巖

（1.鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 機電工程學(xué)院，河南 鄭州 451100；2.河南森源電氣股份有限公司，河南 許昌 461500；3.國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院，河南 鄭州 450000）

0 引言

隨著全球變暖、能源危機等問題不斷凸顯，大力推動可再生能源消納和氫能多元利用對實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標(biāo)及電力系統(tǒng)綠色轉(zhuǎn)型有重要意義［1-2］。綜合能源系統(tǒng)（integrated energy system，IES）能耦合多種能源和各種轉(zhuǎn)換裝置，能滿足負(fù)荷的多元化需求，并可接入高比例可再生能源，為提升可再生能源消納以及降低碳排量提供了有利的技術(shù)支撐［3］。

氫能作為一種低碳、清潔的二次綠色能源，在IES 優(yōu)化運行中有著廣泛的應(yīng)用前景［4］。目前，關(guān)于氫能在IES 中應(yīng)用的研究主要聚焦于電制氫技術(shù)、氫儲能以及氫能多階段利用。文獻［5］為提升可再生能源的消納水平，研究可再生能源制氫技術(shù)。文獻［6］針對電轉(zhuǎn)氣的運行特性，提出電-氫IES日前優(yōu)化調(diào)度模型，同時兼顧新能源消納和運行經(jīng)濟性。文獻［7］將電轉(zhuǎn)氣過程精細(xì)化為電制氫、氫制甲烷和氫制熱電3 個環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮了氫能的多方面效益，進一步提高了風(fēng)電消納能力。文獻［8］提出一種考慮氫能利用和電、熱柔性負(fù)荷的氫能IES 低碳運行方法，并分析氫能利用機理。文獻［9］構(gòu)建考慮氫能利用和需求響應(yīng)的IES 低碳協(xié)同優(yōu)化調(diào)度模型，實現(xiàn)了IES 經(jīng)濟、低碳運行。然而，在利用氫能時，電解水和氫氣甲烷化過程會產(chǎn)生大量熱量，現(xiàn)有研究較少考慮這部分熱量的利用，無法發(fā)揮氫能環(huán)節(jié)的最大利用效率。此外，大多研究僅聚焦于電制氫、氫制甲烷和氫制熱電3 個環(huán)節(jié)，而忽略了燃?xì)鈸綒鋵ES優(yōu)化運行的作用。

除了通過引入氫能實現(xiàn)IES 低碳運行外，碳排放交易（carbon emission trading，CET）機制和綠證交易（green certificate trading，GCT）機制的應(yīng)用也為IES 低碳運行提供了重要的政策支持［10］。CET 機制是實現(xiàn)IES 低碳運行的關(guān)鍵手段之一。文獻［11］在電-氣IES 模型中引入CET 機制，通過懲罰高碳火電機組引導(dǎo)清潔機組的積極上網(wǎng)。文獻［12］對CET機制進行改進，提出含獎勵系數(shù)和懲罰系數(shù)的獎懲階梯型CET 機制，進一步限制了IES 的碳排放量。文獻［13］同時引入綜合需求響應(yīng)策略和CET 機制，通過聯(lián)合需求側(cè)資源和政策手段實現(xiàn)IES 的低碳運行。隨著高比例可再生能源接入電力系統(tǒng)，提升風(fēng)電、光伏的消納水平對降低碳排放量具有重要意義，而GCT 機制為提升可再生能源消納提供了有效途徑。文獻［14］基于GCT 機制，提出計及可再生能源消納責(zé)任權(quán)重的IES 運行優(yōu)化模型，提高了綠電占比和系統(tǒng)經(jīng)濟性。文獻［15］分析綠證價格對可再生能源的消納作用，提出考慮GCT 機制的IES 優(yōu)化調(diào)度模型。文獻［16］為提升風(fēng)電消納水平，提出計及GCT 機制和CET 機制的IES 低碳經(jīng)濟調(diào)度模型，分析2種交易機制同時作用對IES的影響。然而，現(xiàn)階段大多研究僅單獨考慮CET 機制或GCT 機制對IES優(yōu)化運行的影響，或簡單將2 種機制同時作用于IES，未充分考慮CET機制和GCT機制的相關(guān)特性。

針對上述問題，本文提出一種計及氫能精細(xì)化多元利用和綠證-碳聯(lián)合交易的IES低碳經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度策略。首先，為發(fā)揮氫能的多方面效益，分別構(gòu)建電制氫、氫制甲烷、氫轉(zhuǎn)熱電以及燃?xì)鈸綒涞臍淠芫?xì)化多元利用模型；其次，分析CET 機制和GCT 機制的相關(guān)特性，提出綠證-碳聯(lián)合交易機制；然后，綜合考慮IES 的低碳性和經(jīng)濟性，構(gòu)建以GCT 成本、購能成本、CET成本、棄風(fēng)懲罰成本以及運行維護成本之和最低為目標(biāo)的IES 低碳經(jīng)濟調(diào)度模型；最后，通過算例仿真設(shè)置不同的調(diào)度方案進行對比，分別驗證所提氫能精細(xì)化多元利用模型和綠證-碳聯(lián)合交易機制在低碳性和經(jīng)濟性方面的有效性，以實現(xiàn)IES的低碳經(jīng)濟運行。

1 氫能精細(xì)化多元利用模型

本文提出的氫能精細(xì)化多元利用模型見圖1。電解槽（electrolytic，EL）基于電解水環(huán)節(jié)，通過利用夜間富裕的風(fēng)電資源進行制氫，并將產(chǎn)生的氫氣分別輸送至甲烷反應(yīng)器（methane reactor，MR）、摻氫熱電聯(lián)產(chǎn)（combined heat and power，CHP）及氫燃料電池（hydrogen fuel cell，HFC）中進行氣、熱、電等不同能源的生產(chǎn)。儲氫罐（hydrogen energy storage，HES）可在氫能利用過程中對氫氣進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)能量的平移。在氫能利用環(huán)節(jié)中，考慮到電解水和氫氣甲烷化會產(chǎn)生部分熱量［17-18］，本文在電解制氫和氫制甲烷過程中引入余熱回收裝置對產(chǎn)生的余熱進行回收利用，并供給熱網(wǎng)管道補充熱能。

圖1 氫能精細(xì)化多元利用模型Fig.1 Refinement diversified utilization model of hydrogen energy

1.1 考慮熱回收的EL模型

本文以堿性EL為例，對電解制氫環(huán)節(jié)進行精細(xì)化建模。EL 的運行過程可分為電解過程和熱回收過程［18］，電解過程是基于電化學(xué)反應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)換為氫能，在該過程中存在部分余熱散失，為此，本文在制氫環(huán)節(jié)中增設(shè)余熱回收裝置進行熱回收，則計及熱回收的EL運行模型［19］可表示為：

在熱回收過程中，電解制氫過程中的熱量可通過換熱器傳輸至熱網(wǎng)中供應(yīng)熱負(fù)荷?？紤]到熱傳輸過程中存在損耗，熱傳輸模型可表示為：

式中：P(t)為t時刻注入熱網(wǎng)的熱功率；ηh為換熱效率分別為t時刻EL輸出熱功率和熱傳輸損耗。

為反映EL內(nèi)溫度與熱量之間的關(guān)系，可通過準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)熱模型表示傳熱過程中EL的溫度變化，即：

式中：Δt為時間間隔；REL、CEL分別為集總熱阻和集總熱容；TOL(t)為t時刻的外界溫度。

由式（3）知，P(t)的變化會導(dǎo)致TEL(t)的變化，從而影響P(t)和PeL(t)的分配比。EL 運行綜合效率ηEL可表示為輸出總功率和輸入總功率之比，即：

為了保障EL 正常穩(wěn)定運行，TEL(t)需保持在一定范圍內(nèi)，即：

1.2 考慮熱回收的MR模型

由于MR 的甲烷化屬于強放熱反應(yīng)，故反應(yīng)器中的溫度控制至關(guān)重要［20］。MR 甲烷化反應(yīng)的熱量關(guān)系可表示為：

式中：ΔH為產(chǎn)生單位摩爾甲烷而釋放的熱量。

MR 中的反應(yīng)原料和產(chǎn)物需滿足物質(zhì)量平衡關(guān)系，即：

式中：n(t)為t時刻MR 產(chǎn)生甲烷的摩爾速率；υcMR(t)為t時刻MR 消耗二氧化碳的速率；N分別為二氧化碳、甲烷和氫氣的相對分子量；υ(t)為t時刻MR 產(chǎn)生甲烷的速率；υ(t)為t時刻MR 消耗氫氣的速率；λ為MR 產(chǎn)生的甲烷和氫氣物質(zhì)的量比例。

因此，利用MR 甲烷化過程中的熱量可得到MR的產(chǎn)熱功率、余熱回收功率和產(chǎn)氣功率，即：

式中：P(t)為t時刻MR 產(chǎn)熱功率；ηMR為MR 甲 烷化效率；MH為氫氣的相對分子質(zhì)量；P(t)為t時刻甲烷化過程回收的熱量；ηMR，re為余熱回收裝置的熱回收效率；P(t)為t時刻MR 產(chǎn)氣功率；P(t)為t時刻MR耗氫功率。

1.3 HFC模型

HFC可將氫氣燃燒產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為電能和熱能，充分發(fā)揮氫能燃燒效率高且不產(chǎn)生二氧化碳的優(yōu)勢。本文采用熱電比可調(diào)的HFC模型，即：

1.4 摻氫CHP模型

相關(guān)研究表明，天然氣摻氫體積控制在20 % 之內(nèi)可有效降低燃?xì)赓從艹杀竞吞寂欧帕浚?1］。本文為了進一步提升氫能的利用效率，在IES 中引入燃?xì)鈸綒溲b置，構(gòu)建摻氫CHP系統(tǒng)，即：

式中：PCHP(t)為t時刻輸入摻氫CHP 的混合燃?xì)夤β?；δmix為混合燃?xì)獾牡蜔嶂捣謩e為t時刻通過燃?xì)鈸綒溲b置輸入摻氫CHP 的氫能和天然氣量；LH、Lmh分別為氫氣和天然氣的低熱值；ξ(t)為t時刻的燃?xì)鈸綒浔壤?/p>

摻氫CHP模型可表示為：

2 綠證-碳聯(lián)合交易機制

2.1 CET機制

我國主要采用基準(zhǔn)線法對IES 碳配額額度進行分配，僅考慮使用過程中產(chǎn)生的碳排放量，認(rèn)為IES中的碳排放來自外部購電和燃?xì)鈾C組［7，11］，其中外部購電主要為燃煤機組。IES碳配額分配模型為：

式中：D為IES 從外部電網(wǎng)購電的無償碳配額；T為調(diào)度周期的總時刻數(shù)；αe、αh分別為單位電量和單位熱量碳排放分配額系數(shù)；PGrid(t)為t時刻系統(tǒng)的購電功率；φe-h為電-熱折算系數(shù)；D為燃?xì)忮仩t的無償碳配額；P(t)為t時刻燃?xì)忮仩t的輸出熱功率；D為IES總的碳配額；D為CHP的無償碳配額。

考慮到IES 中的MR 在運行過程中會吸收部分二氧化碳，IES的實際碳排放量模型可表示為：

式中：E為外購電力的碳排放量；x1、y1、z1為燃煤機組碳排放計算系數(shù)；x2、y2、z2為燃?xì)鈾C組碳排放計算系數(shù)；PAll(t)為t時刻燃?xì)鈾C組輸出總功率；E為MR吸收的碳排放量；φMR為MR 吸收二氧化碳的效率系數(shù)；E為IES 總的碳排放量；E為燃?xì)鈾C組碳排放量。

因此，IES的CET成本可表示為：

式中：FCET為IES承擔(dān)的CET成本；cCET為CET價格。

2.2 GCT機制

綠證是我國對新能源上網(wǎng)電量的認(rèn)證，同時也是用戶消費綠電的憑證。通常將GCT 機制與新能源配額制度組合，通過規(guī)定新能源發(fā)電在用戶用電量中的比例促進用戶消費一定比例的綠電。與CET機制類似，GCT 機制也是通過交易發(fā)揮市場在資源優(yōu)化配置中的作用。當(dāng)電力系統(tǒng)中的綠證數(shù)量低于所分配的綠證配額時，電力系統(tǒng)需購買綠證，以達到綠證配額指標(biāo)；相反，則電力系統(tǒng)可出售多余的綠證，以獲取收益。GCT成本可表示為：

式中：EIES為IES所需持有的綠證配額指標(biāo)；δe為IES的綠證數(shù)量配額系數(shù)；P(t)為t時刻系統(tǒng)所需總電量預(yù)測值；EWind為IES 可再生發(fā)電獲得的綠證數(shù)量；kgreen為風(fēng)機發(fā)電量與綠證數(shù)量之間相互轉(zhuǎn)化的量化系數(shù)，1 本綠證對應(yīng)1 MW·h 的風(fēng)電結(jié)算量；PWind(t)為t時刻風(fēng)機輸出電功率；FGCT為GCT 成本；cGCT為單位GCT價格。

2.3 綠證-碳聯(lián)合交易機制

由于新能源供能的碳減排量可通過計算得到［22］，因此可通過綠證聯(lián)動CET 和GCT 機制，實現(xiàn)綠證-碳聯(lián)合交易。一般而言，在考慮GCT和CET機制的基礎(chǔ)上，在碳排放權(quán)考核時，可通過新能源供能引起的碳減排量抵消部分碳排放，進而影響CET 機制。此時，綠證可同時參與CET 和GCT 機制，通過市場引導(dǎo)交易價格、需求量等因素實現(xiàn)兩機制的聯(lián)合互動，綠證-碳聯(lián)合交易機制的具體步驟如下。

1）計算IES 的碳排放量。根據(jù)式（13）—（15）計算IES 燃煤機組和燃?xì)鈾C組在運行過程中的碳排放量。

2）分析綠證的碳減排量。由于我國燃煤發(fā)電的占比較高，本文通過對比燃煤發(fā)電與新能源發(fā)電產(chǎn)生的碳排放當(dāng)量得到綠證引起的碳減排量［22］，即：

式中：Egreen為新能源發(fā)電引起的碳減排量；Dgreen、Dcoal分別為新能源供能和燃煤供能在各自產(chǎn)業(yè)鏈生命周期的碳排放當(dāng)量。

3）計算新能源抵消碳排放量后的CET成本。根據(jù)式（13）—（16），由于新能源供能抵消一部分碳排放量，則CET成本可表示為：

3 IES優(yōu)化模型

3.1 IES低碳經(jīng)濟目標(biāo)函數(shù)

IES 低碳經(jīng)濟優(yōu)化目標(biāo)綜合考慮經(jīng)濟性和環(huán)保性，以CET成本、GCT成本、購能成本、各設(shè)備運行維護成本以及棄風(fēng)懲罰成本之和最小為目標(biāo)，即：

式中：FIES為IES 的總成本；FBuy、EOper、FWind分別為購能成本、各設(shè)備運行維護成本和棄風(fēng)懲罰成本。GCT成本和CET成本分別如式（18）、（20）所示，其他成本如式（22）—（24）所示。

1）購能成本。

式中：c(t)為t時刻系統(tǒng)的購電電價；c(t)為t時刻系統(tǒng)購天然氣的單價；P(t)為t時刻輸入燃?xì)忮仩t的天然氣量；Vg為天然氣低熱值。

2）各設(shè)備運行維護成本。

式中：λi、γj分別為能源供應(yīng)設(shè)備i和儲能設(shè)備j的運行維護成本系數(shù)，儲能設(shè)備包括蓄電池、蓄熱槽和HES；Pi(t)為t時刻能源供應(yīng)設(shè)備i的輸出功率；Pj，chr(t)、Pj，dis(t)分別為t時刻儲能設(shè)備j的充、放能功率。

3）棄風(fēng)懲罰成本。

式中：αq為單位棄風(fēng)懲罰成本系數(shù)；P(t)為t時刻的風(fēng)電預(yù)測功率；P(t)為t時刻的風(fēng)電上網(wǎng)功率。

3.2 約束條件

本文模型的約束條件包括各設(shè)備運行約束、儲能容量約束以及電、熱、氣、氫能的功率平衡約束，如附錄A式（A1）—（A3）所示。

3.3 模型求解

由于式（14）包含平方項，屬于非線性約束，因此本文構(gòu)建的IES 優(yōu)化模型為混合整數(shù)非線性模型，可采用分段線性化方法［7］將約束轉(zhuǎn)換為線性約束，再采用Gurobi 工具箱對模型進行求解，具體處理方法可參考文獻［7］。

4 算例分析

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

為了驗證所提調(diào)度模型的經(jīng)濟、低碳效益，以某地區(qū)冬季典型日為例，以24 h 為一個調(diào)度周期進行仿真分析。典型的電、熱負(fù)荷曲線和風(fēng)電預(yù)測功率見附錄A 圖A1；分時電價見附錄A 表A1；各能源轉(zhuǎn)換設(shè)備參數(shù)見附錄A 表A2 和表A3；在CET 機制方面，αe、αh分別為0.728 t／（MW·h）和0.102 t／GJ［11］，單位CET 價格cCET=0.268 元／kg，燃煤機組的實際碳排放計算系數(shù)x1、y1、z1分別為36、-0.38、0.003 4［7］，燃?xì)鈾C組的實際碳排放計算系數(shù)x2、y2、z2分別為3、-0.04、0.001［7］；GCT價格cGCT= 220元／本［16］。

4.2 氫能多元利用效益分析

為了驗證本文所提氫能多元利用模型的有效性，設(shè)置以下4 種方案進行對比分析：方案1，采用電-熱-氣IES低碳經(jīng)濟調(diào)度模型，未考慮氫能利用模型；方案2，在方案1 的基礎(chǔ)上引入包含EL、HFC 和MR的氫能利用模型；方案3，在方案2的基礎(chǔ)上引入摻氫CHP，考慮氫能多元利用模型；方案4，在方案3的基礎(chǔ)上進一步考慮氫能多元利用環(huán)節(jié)的余熱回收。表1為4種方案下的各項成本對比結(jié)果。

表1 4種方案的成本對比結(jié)果Table 1 Cost comparison results among four schemes

1）方案1和方案2的對比分析。

方案1和方案2的電、熱能調(diào)度結(jié)果分別見附錄B 圖B1 和圖B2。在方案1 下，電、熱負(fù)荷的峰谷趨勢相反，即在電負(fù)荷谷值時段的熱負(fù)荷較高，由于CHP 的“以熱定電”特性，在夜間熱負(fù)荷較高時段的CHP 熱出力較高，這導(dǎo)致CHP 電出力較高，從而造成大量的棄風(fēng)現(xiàn)象。相較于方案1，方案2 在IES 優(yōu)化模型中引入了由EL、HFC 和MR 構(gòu)成的氫能利用環(huán)節(jié)，在夜間風(fēng)電功率較高時段，可通過EL 將風(fēng)電轉(zhuǎn)換為氫能，不僅提高了夜間風(fēng)電功率消納能力，還補充了電、熱負(fù)荷的供應(yīng)，降低了高峰負(fù)荷時段的供能壓力和系統(tǒng)購能成本。由表1 知，相較于方案1，方案2 的購氣成本、IES 總成本和碳排放量分別下降了7.64 %、9.06 % 和22.54 %，驗證了氫能利用環(huán)節(jié)的有效性。

2）方案2和方案3的對比分析。

相較于方案2，方案3通過在CHP系統(tǒng)中引入摻氫裝置構(gòu)建了摻氫CHP 系統(tǒng)。在方案2 下，氫能的利用只有HFC 和MR 這2 種途徑，但通過MR 生產(chǎn)氣能后在進行熱電生產(chǎn)時增加了能源的損耗，這導(dǎo)致能源利用效率不高。而方案3由于引入摻氫CHP 增加了氫能的利用途徑，形成了氫能的多元利用環(huán)節(jié)，可將HFC 消納后富裕的氫氣通過摻氫CHP 進行熱電生產(chǎn)，提升了能源利用效率。由表1 可知，相較于方案2，方案3 的IES 總成本和碳排放量分別下降了1.94 % 和2.20 %。

3）方案3和方案4的對比分析。

相較于方案3，方案4進一步考慮了氫能利用環(huán)節(jié)的余熱量回收。圖2為方案4的熱能調(diào)度結(jié)果，圖3為方案3和方案4下CHP和燃?xì)忮仩t的功率對比結(jié)果。由圖2 和圖3 可知：在方案3 下，由于在01:00 —06:00和23:00 — 24:00時段熱負(fù)荷較高，為了滿足該時段的熱負(fù)荷需求，燃?xì)忮仩t處于滿發(fā)狀態(tài)，不足的熱負(fù)荷需求則通過CHP 補充，因此，CHP 和燃?xì)忮仩t的功率均較高；方案4 由于引入了余熱回收裝置，在EL 和MR 運行過程中能回收部分熱量供應(yīng)熱負(fù)荷，因此緩解了CHP 和燃?xì)忮仩t的供能壓力。由表1可知，相較于方案3，方案4的棄風(fēng)懲罰成本、IES總成本以及碳排放量分別下降了62.74 %、3.05 % 和7.91 %?？梢?，考慮余熱回收的氫能多元利用模型能進一步提高系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性和低碳性以及能源利用效率。

圖2 方案4的熱能調(diào)度結(jié)果Fig.2 Thermal energy dispatch results of Scheme 4

圖3 方案3和方案4下CHP和燃?xì)忮仩t的功率對比結(jié)果Fig.3 Power comparison results of CHP and gas boiler between Scheme 3 and Scheme 4

4.3 綠證-碳聯(lián)合交易機制的有效性分析

為了驗證所提綠證-碳聯(lián)合交易機制的有效性，設(shè)置如下方案進行對比分析：方案5，在方案4 的基礎(chǔ)上僅考慮CET 機制；方案6，在方案4 的基礎(chǔ)上僅考慮GCT 機制；方案7，在方案4 的基礎(chǔ)上同時考慮CET機制和GCT機制，但未考慮兩機制間的聯(lián)系；方案8，在方案4 的基礎(chǔ)上考慮本文所提綠證-碳聯(lián)合交易機制。各方案的對比結(jié)果如附錄B表B1所示。

1）方案4和方案5的對比分析。

相較于方案4，方案5引入了CET成本，由于IES內(nèi)部清潔機組占比較高，且燃?xì)鈾C組CHP 和燃?xì)忮仩t的碳配額大于其實際產(chǎn)生的碳排放量，因此，在引入CET 成本后，IES 可在CET 市場中出售富裕的碳配額，從而獲得一部分收益。此外，引入CET成本進一步限制了外購電力，增加了燃?xì)鈾C組如CHP 的上網(wǎng)能力。由表B1 可知，相較于方案4，方案5 的IES總成本和碳排放量分別下降7.22 % 和22.73 %，驗證了CET機制的有效性。

2）方案4和方案6的對比分析。

相較于方案4，方案6 引入了GCT 機制，由于模型中綠電占比較高，因此IES 能在GCT 市場中獲取部分收益，從而進一步提升風(fēng)電功率的消納能力，此時棄風(fēng)成本降為0。由表B1 可知，相較于方案4，方案6 的IES 總成本和碳排放量分別下降了4.63%和13.10 %。可知，GCT和CET機制的作用有相似之處。

3）方案5 — 8的對比分析。

相較于方案5 和方案6，方案7 在IES 優(yōu)化模型中同時引入了CET機制和GCT機制。由表B1可知，引入兩機制后，IES 能同時在CET 和GCT 市場中獲取收益，因此IES 總成本和碳排放量進一步降低。而方案8進一步考慮了CET 和GCT 機制間的相互影響，即在碳排放權(quán)考核時可通過新能源供能引起的碳減排量抵消部分碳排放，進而影響CET機制，因此進一步降低了IES的碳排放量，提高了IES購買綠證和機組出力的積極性，反映了CET 和GCT 機制聯(lián)合交易策略的低碳經(jīng)濟性。由表B1可知，相較于方案7，方案8 的IES 總成本和碳排放量分別下降了1.92 % 和7.85 %，驗證了本文所提機制的有效性。

5 結(jié)論

本文提出一種考慮氫能多元利用和綠證-碳聯(lián)合交易機制的IES 低碳經(jīng)濟協(xié)同優(yōu)化模型，充分利用IES 的能源耦合特性和高比例新能源的特點，研究氫能利用、CET 機制以及GCT 機制對IES 優(yōu)化運行的影響。通過算例仿真得到如下結(jié)論：氫能多元利用模型的引入能有效提升夜間風(fēng)電功率的消納能力，不僅避免了可再生資源的浪費，還降低了IES 的碳排放量，充分發(fā)揮了氫能的低碳清潔特性；通過在氫能利用環(huán)節(jié)中引入余熱回收裝置，有效利用了氫能生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換過程中釋放的余熱量，不僅降低了系統(tǒng)的運行成本和碳排放量，還提升了能源利用效率；CET 機制和GCT 機制的引入均對改善IES 的經(jīng)濟性和環(huán)保性有顯著作用，并且在考慮CET 與GCT 機制聯(lián)合交易后其效果更為明顯，對提升可再生能源消納水平具有重要意義。

在本文模型中，源、荷預(yù)測數(shù)據(jù)均來自確定性模型，忽略了源、荷不確定性對IES 優(yōu)化運行的影響，在后續(xù)研究中，筆者將重點考慮源、荷不確定性以及多時間尺度調(diào)度對IES運行的影響。

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