电力论文哪里有？本文主要研究计及垃圾水热碳化的综合能源系统优化调度，旨在提高系统运行经济性和低碳性。
第1章 绪论
1.2 国内外研究现状
1.2.1 综合能源系统的国内外研究现状
专注于单一行业或单一技术的能源运营可能会阻碍未来包含大量可再生能源的系统的能源利用效率和经济性。综合能源系统可以改变传统能源系统单一且彼此分离的状况。因此，世界上许多国家都制定了建立多种能源系统的雄心勃勃的计划。如美国的综合能源系统计划，英国的“Energy Systems Catapult”，德国的“E-Energy”，瑞士的“Vision of Future Energy Networks”，中国的“互联网+”智慧能源等。
综合能源系统可分为四部分，多能源供给、多能源耦合、多元储能、多类型需求。多能源供给部分多以风光作为可再生能源来源，最近开始有研究人员研究地热，生物质能，潮汐等潜力很大的能源对综合能源系统的影响。Wang等[12]在考虑风光的同时还整合了城市污水作为能源来源，以提高能源利用率和降低运行成本为目标构建污水资源化综合能源系统优化运行模型，其中污水的多级利用包括使用热泵回收污水中的余热，对污泥进行厌氧产沼以及沼气三联供，仿真结果表明所建模型可降低运行成本9%以上，可再生能源利用率提高5%以上。Gevez等[13]考虑了地热能作为热源，与太阳能塔光热发电联合为系统供给电和热。多能源耦合部分由热电联产、锅炉、热泵、电转气等设备组成。为提高系统运行经济性，还考虑海水淡化与甲醇制造。Mu等[14]将能量枢纽耦合矩阵的耦合因子从常数扩展为随负荷率变化的时变耦合因子，提出了基于效率修正模型的动态能量枢纽模型，仿真结果表明，与恒定能量效率相比，所提模型的求解精度得到提升。文献[15-16]考虑了两种不同类型的能量枢纽，区别在于所包含的设备不同，故而耦合矩阵也不同。多元储能部分一般考虑短期存储，由电池，热水箱，储气罐构成，也有学者研究其他形式储能以及中长期储能。白珈于等[17]提出一种通过先进绝热压缩空气储能供给热、电负荷的系统可行域分析方法，分析了可行域特征及其影响因素，为热-电联合综合能源系统运行分析提供一种新的标尺。
第3章 计及垃圾水热碳化的综合能源系统优化配置
3.2 系统结构
IES-HTC由能源输入部分、能源转换部分、能源输出部分组成，实现垃圾处理、可再生能源消纳与能源的综合利用，其结构图如图3-1所示。其中，能源输入部分包括自然能源（风能和太阳能）、生物质能（干、湿垃圾）以及电网和气网；能源转换部分包括光伏板（Photovoltaic, PV）、风机（Wind turbine, WT）、燃气轮机（Gas turbine, GT）、燃气锅炉（Gas boiler, GB）、垃圾处理单元（Waste treatment unit, WTU）、电制冷机（Electric chiller, EC）、吸收式制冷机（Absorption chiller, AC）、蓄电池（Electric storage, ES）、储热水箱（Heat storage, HS）和储冷装置（Cold storage, CS）；能源输出部分包括电负荷、冷负荷和热负荷。
第4章 计及垃圾水热碳化和综合需求响应的综合能源优化调度策略
4.1 引言
在第3章中侧重于供能侧的研究，重点讨论了垃圾水热碳化引入的合理性，本章节在其基础上考虑用户侧的需求响应和碳交易市场。为达成碳减排目标，碳交易市场是将温室气体排放权作为一种商品，买方购买温室气体排放额减缓自身碳排放量进而达到碳减排的效果。杨欢红等在工业园区的背景下，建立含废物处理的电热气能源结构并引入碳交易机制[73]，随后又在其基础上将甲醇合成系统代替传统P2G单元以解决氢气不能大量传输的难题，同时采用随机优化方法处理风力波动带来的不确定性问题[74]，但在研究过程中并未注意到垃圾焚烧是碳减排的特性，而且并未考虑和用户侧的互动。孙慧娟等[32]在考虑垃圾焚烧烟气处理的同时引入碳捕集-P2G-燃气机组协同运行框架以及可切断电负荷，充分挖掘系统削峰填谷的潜力来提高运行经济性，但仅考虑了电负荷的需求响应。本章研究工作的主要贡献如下所示：
在含垃圾水热碳化的综合能源系统中引入碳交易市场，构建奖惩碳交易成本模型，同时考虑用户侧需求响应，建立可削减可转移可替代负荷模型。采用线性函数刻画各出力单元的碳配额和碳排放量，提出以系统运行成本最小为目标的优化调度策略。通过仿真结果分析碳交易市场和用户侧需求响应对含垃圾水热碳化的综合能源系统的影响。
4.2 碳交易市场与综合需求响应
4.2.1 碳交易市场
2021年6月25日，全国碳交易市场的启动表明碳交易成为碳减排的重要举措。然而目前关于碳交易的研究多数是基于固定碳价做的，虽然成本计算方便，但是不利于调动各部门的减排积极性[75]，因此本小节在碳交易市场的基础上建立包含奖惩机制的阶梯型碳交易模型。
1）碳交易成本模型
根据碳交易市场运行机制构建系统碳交易成本模型
基于奖惩原则，将碳配额清算时的差额分为多个梯度，设置相应的奖励系数补贴碳排放少的部门和相应的惩罚系数处罚碳排放超标的部门，借此来调动碳减排积极性，同时也促使各部门调整调度策略或改换清洁低碳技术。
2）碳排放分配额
目前碳排放分配额的分配方法包括无偿分配、有偿分配以及无偿和有偿混合分配。无偿分配指政府按照科学的分配原则讲碳配额免费发放给各部门；有偿分配则是将碳配额以一定的价格出售给各部门，往往需要额外的成本。
结论
在“双碳”背景下，各行业进入转型升级、提质增效的阶段，综合能源系统是解决传统电力系统能源利用率不高的有效措施。一方面垃圾资源化利用迫在眉睫，一方面水热碳化处理作为单独系统，其热能需求来源于天然气、煤炭的燃烧，耗能大，产出效益不明显。本文为将垃圾水热碳化引入综合能源系统开展以下工作：
1）以包含垃圾处理任务为约束，提出计及垃圾水热碳化的综合能源优化配置模型及运行机制，在考虑风光荷不确定性的基础上建立双层规划模型，并用鲁棒优化理论和对偶理论处理不确定性项。上层以年度总成本最小为目标进行设备容量配置；下层以系统日总运行成本最小为目标进行优化调度，上下层分别采用白鲸算法和CPLEX求解器求解。最后，通过仿真算例比较垃圾水热碳化和厌氧发酵的差异，分析所提模型在能源利用、削峰填谷、鲁棒性方面的优势，验证了将其引入综合能源系统的合理性。
2）为了探究用户侧综合需求响应和碳交易市场对含垃圾水热碳化综合能源系统优化调度的影响，应用电热协同的综合需求响应，考虑奖惩阶梯型碳交易成本和弃风惩罚成本，提出了计及垃圾水热碳化和综合需求响应的优化调度模型。将模型中分段函数线性化处理后采用CPLEX求解。仿真结果表明，水热碳化和综合需求响应都可以促进风电消纳，而水热碳化无需对用户进行额外补偿而更有优势；垃圾焚烧受含水率限制，其碳减排效果不如所提模型优越；无垃圾处理的综合能源系统对碳价变化更为敏感，因此本文所提模型更易在未来碳交易市场上受益。
参考文献（略）
