(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111627914.7 (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 国网中兴有限公司 地址 100053 北京市西城区白广路二条一 号 (72)发明人 张荣强　袁海山　叶昀　陈有强　 孙靓　张超　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 代理人 朱忠范 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01)G06N 3/00(2006.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 基于碳交易及需求响应的能源系统运行优 化方法及系统 (57)摘要 本公开提供了一种基于碳交易及需求响应 的能源系统运行优化方法及系统， 包括： 分别构 建综合能源系统内外两层的数学模型， 其中， 所 述内外两层包括外层能源供应商和 内层灵活用 户； 分别基于碳交易机制和需求响应机制构建内 外两层优化模型； 其中， 内层优化模型 以消费者 剩余最大为目标， 同时考虑用户的用能满意度； 外层优化模 型中引入碳交易机制， 以系统收益最 大为目标优化能源销售价格、 能源设备出力情况 以及碳交易价格； 基于遗传算法嵌套线性规划的 方法对所述内外两层优化模型进行优化求解， 获 得能源供应商和灵活用户的决策变量。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 114386683 A 2022.04.22 CN 114386683 A 1.一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法， 其特 征在于， 包括： 分别构建综合能源系统内外两层的数学模型， 其中， 所述内外两层包括外层能源供应 商和内层灵活用户； 分别基于碳交易机制和需求响应机制构建内外两层优化模型； 其中， 内层优化模型以 消费者剩余最大为目标， 同时考虑用户的用能满意度； 外层优化模型中引入碳交易机制， 以 系统收益 最大为目标优化能源销售价格、 能源设备 出力情况以及碳交易 价格； 基于遗传算法嵌套线性规划的方法对所述内外两层优化模型进行优化求解， 获得能源 供应商和灵活用户的决策变量。 2.如权利要求1所述的一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法， 其特征 在于， 所述外层优化模型以系统总收益 最大为目标， 具体表示 为： 其中， 为能源供应商销 售的电能价格， 为能源供应商销 售的热能价格， 为能源 供应商销售的冷能价格， 为用户需求的冷能功率， 为需求响应后的热负荷需求， 为需求响应后的电负荷需求； 为能源供应商消耗天然气成本， 为能源供应商从电 网购买电能的成本， 为能源供应商各设备运行维护成本 。 3.如权利要求1所述的一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法， 其特征 在于， 所述内层优化模型为 最大化用户的效用函数和用能成本之差， 具体表示 为： 其中， 为用户的效用函数。 4.如权利要求1所述的一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法， 其特征 在于， 碳交易机制模型， 具体表示如下： 其中， 为基准碳排放价格， C(Ei)为发电机组i的碳交易花费； 其中， 其中， 为基准 碳排放价格； 其中， Ei为实际碳排放量， Qci为碳排放额， Nc为消耗煤炭的发电机组数量， Ng为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114386683 A 2消耗天然气的发电机组数量， N为发电机组总数量， η为碳配额增长系数， δ为碳交易额增长 系数。 5.如权利要求1所述的一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法， 其特征 在于， 所述基于遗传算法嵌套线性规划的方法， 具体采用粒子群算法与线性规划 求解相结 合， 其中， 所述粒子群算法采用GA ‑PSO算法， 所述线性 规划求解采用CPLEX求 解器。 6.如权利要求1所述的一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法， 其特征 在于， 所述外层数学模型包括若干设备运行模型， 所述设备运行模型包括但不限于燃气轮 机、 余热回收装置、 燃气锅炉、 吸 收式制冷机及电制冷机 。 7.如权利要求1所述的一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法， 其特征 在于， 所述内层数学模型为用户的需求响应模型， 包括用户根据电价和热价作出相应的电 负荷转移及热负荷削减。 8.一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化系统， 其特 征在于， 包括： 数学模型构建单元， 其用于分别构建综合 能源系统内外两层的数学模型， 其中， 所述内 外两层包括外层能源供应商和内层灵活用户； 优化模型构建单元， 其用于分别基于碳交易机制和需求响应机制 构建内外两层优化模 型； 其中， 内层优化模型以用户剩余最大为 目标， 同时考虑用户的用能满意度； 外层优化模 型中引入碳交易机制， 以系统收益最大为 目标优化能源销售价格、 能源设备出力情况以及 碳交易价格； 优化求解单元， 其用于基于遗传算法嵌套线性规划的方法对所述内外两层优化模型进 行优化求解， 获得能源供应商和灵活用户的决策变量。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有程序， 其特征在于， 该程序被处理器执行时实 现如权利要求1 ‑7任一项所述的一种基于碳交易及需求响应的能源系统运行优化方法。 10.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程 序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求 1‑7任一项所述的一种基于碳 交易及需求响应的能源系统运行优化方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114386683 A 3