摘要
2030 年前实现“碳中和”，2060 年前实现“碳达峰”，是我国为应对全球性气候危机做出的庄严承诺，提高可再生能源渗透率、规划并建设综合能源系统是落实“双碳”政策的有效途径。综合能源系统内部耦合的多个供能子系统互联互补，满足用户多样化用能需求的同时提高了能源利用效率，但其故障也能通过耦合设备跨系统传播，影响综合能源系统安全平稳运行。如何提高综合能源系统可靠性逐渐成为当下研究热点。 为提升综合能源系统经济效益、环境效益和可靠性，本文提出一种计及可靠性的综合能源系统低碳经济调度策略。首先，阐述了能源系统的发展趋势，对国内外综合能源系统低碳经济调度和风险限制调度的学术研究成果进行归纳总结；其次，描述综合能源系统的能量转换关系以及基本数学模型，并简要介绍多目标优化原理和多目标优化问题的处理方法，为后续研究工作提供了理论和方法基础；然后，提出一种基于碳足迹的碳交易机制改进方法，并将其引入综合能源系统低碳经济调度模型中；最后，建立一种综合能源系统可靠性评价指标，并据此提出了计及可靠性的综合能源系统多目标优化调度策略。文中主要工作如下： （1）对综合能源系统内设备全寿命周期碳足迹进行评估，基于设备碳足迹对现有碳交易机制初始碳排放权配额进行修正，将改进后的碳交易机制引入综合能源系统低碳经济调度模型中。 （2）基于场景对可再生能源进行不确定性建模，并得到各场景出现概率，基于信息熵原理由场景概率、设备故障率等数据得到各设备可靠性得分，据此结合各设备输出功率占比建立了一种综合能源系统可靠性评估模型，并将其作为多目标优化调度的可靠性目标函数。 （3）建立兼顾经济效益、环境效益和可靠性的综合能源系统多目标优化调度模型，基于 NSGA-Ⅲ算法对该模型进行寻优求解并得到由该问题可行解组成的 Pareto 前沿，采用基于CRITIC-AHP方法混合赋权的TOPSIS法筛选出符合系统运行要求的折中解。 本文提出的综合能源系统优化调度策略，降低综合能源系统运行成本的同时，能够最小化系统自身碳足迹、实现深度减排的目标，还能够提升系统持续供能和风险管控能力，在提升系统能源利用率方面也具有一定效果。本文所提综合能源系统多目标优化调度策略，对加快经济低碳、安全高效的能源系统建设速度具有实际意义。
NETL