1. 电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学)
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纸质出版:2026
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刘博洋, 秦文萍, 王杰, 等. 基于概率碳流分析的综合能源系统两阶段低碳经济调度[J]. 智慧电力, 2026,54(1):1-12.
刘博洋, 秦文萍, 王杰, et al. 基于概率碳流分析的综合能源系统两阶段低碳经济调度[J]. 2026, 54(1): 1-12.
刘博洋, 秦文萍, 王杰, 等. 基于概率碳流分析的综合能源系统两阶段低碳经济调度[J]. 智慧电力, 2026,54(1):1-12. DOI: 10.20204/j.sp.2026.01001.
刘博洋, 秦文萍, 王杰, et al. 基于概率碳流分析的综合能源系统两阶段低碳经济调度[J]. 2026, 54(1): 1-12. DOI: 10.20204/j.sp.2026.01001.
在新能源高比例接入的背景下,综合能源系统(IES)的碳排放特性因其强不确定性而难以精准刻画,这对实现“双碳”目标构成了严峻挑战。为解决高维复杂系统的概率碳流分析难题,提出了一种基于正交拉丁超立方采样的随机响应面法(OLHS-SRSM),并以此驱动IES进行两阶段低碳经济调度。在预调度阶段,OLHS-SRSM通过改善采样点的均匀性与正交性,高效评估了源-荷不确定性下节点碳排放强度(NCI)的概率特性,生成了机组初始出力计划,显著提升了高维场景下的计算精度与效率。在再调度阶段,模型在固定碳配额与阶梯碳价约束下,引入基于Shapley值法的碳排放责任分摊机制,并耦合低碳需求响应(LCDR),实现了对NCI的动态修正与源荷协同减排。基于某省含电-气-热-氢网络的E39-G20-H6系统的算例分析表明:所提OLHS-SRSM方法与传统蒙特卡洛模拟相比,在保证误差小于2%的前提下,求解效率提升约72.52%,有效克服了“维数灾难”问题;与单一阶段或其他对比场景相比,所提两阶段策略在阶梯碳价信号与动态NCI的引导下,可在不牺牲经济性的同时,进一步降低系统总碳排放,验证了所提模型在新能源高渗透环境下具有良好的低碳调控能力与工程应用潜力。
Against the backdrop of high penetration of renewable energy,the carbon emission characteristics of integrated energy systems (IES) are difficult to accurately characterize due to their strong uncertainty,posing a severe challenge to achieving the “dual carbon” goals.To address the challenge of probabilistic carbon flow analysis for high-dimensional complex systems,a stochastic response surface method based on orthogonal Latin hypercube sampling (OLHS-SRSM) is proposed,which is then employed to drive a two-stage low-carbon economic dispatch for IES.In the pre-dispatch stage,OLHS-SRSM efficiently assesses the probabilistic characteristics of node carbon intensity (NCI) under source-load uncertainties by improving the uniformity and orthogonality of sampling points,generating the initial unit output schedule and significantly enhancing computational accuracy and efficiency in high-dimensional scenarios.In the re-dispatch stage,under the constraints of fixed carbon quotas and tiered carbon pricing,the model introduces a carbon emission responsibility allocation mechanism based on the Shapley value method and couples it with low-carbon demand response (LCDR),achieving dynamic correction of NCI and synergistic source-load emission reduction.Case studies on an E39-G20-H6 system incorporating electricity-gas-heat-hydrogen networks in a provincial region demonstrate that:compared to traditional Monte Carlo simulation,the proposed OLHS-SRSM method improves solving efficiency by approximately 72.52% while ensuring an error of less than 2%,effectively overcoming the "curse of dimensionality"; compared to single-stage or other benchmark scenarios,the proposed two-stage strategy,guided by tiered carbon pricing signals and dynamic NCI,can further reduce total system carbon emissions without compromising economic efficiency.These results verify that the proposed model possesses sound low-carbon regulation capability and engineering application potential in environments with high renewable energy penetration.
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