【国网深度研究】面向电-碳市场协同的负荷响应机制与效益分析初探VIP专享

负荷特征和调节能力,以消纳风电比例最大和系统运行成本最低为约束条件,建立源荷互动模式下的调峰多目标优化模型。以上需求响应机制和模型的经济优化调度中均未考虑碳权成本的影响,对响应电网运行需求的成本评估不足。在面向负荷参与电力-碳权市场(简称电-碳市场)运营方面,文献[10]从电力市场出发,将碳权交易市场作为其衍生市场,开展以电力不平衡量为依据的独立碳权交易市场机制研究,提出了耦合电力交易的碳权责任市场规则。文献[11-12]以区块链技术作为支撑,提出碳电市场协同运行和交易的市场机制研究,为碳电市场协同低碳运营提供参考,但是并未对负荷主体参与市场响应后的用电经济性进行建模,且未明确负荷侧用电碳排放成本的核算方式。在发电碳排放转移核算方面,文献[13-14]通过电能量转移路径拓扑和潮流信息确定发电碳排放转移量并核算对应的成本转移量,但是未考虑市场交易后的电量分割和新能源并网带来的影响。负荷侧市场主体参与电力需求响应交易很少从碳排放转移和碳市场对负荷响应行为产生影响。基于此,本文立足于负荷侧开展面向电-碳市场融合的协同机制和市场效益分析研究,提出电-碳市场系统协同运行模型,为电-碳市场协同提供物理-信息交互的基础;基于人口规模方案,建立负荷侧用电碳排放核算模型,为后续用电碳排放成本核算提供模型支撑;结合发电至用电的输电拓扑,提出随电能量转移的碳权核算方法,为用电碳排放量核算提供方法;面向电-碳市场协同的负荷响应机制与效益分析初探庞腊成1,2,吉斌1,2,徐帆1,2,昌力1,2,曹荣章1,2(1.南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司),江苏省南京市211106;2.智能电网保护和运行控制国家重点实验室,江苏省南京市211106)摘要:为清洁高效地维护电网供需平衡,在电力市场考虑用电碳排放成本并构建市场化的源荷互动交易环境,提出负荷主体参与调控响应交易的用电碳排放核算模型、电-碳市场协同方式、用电碳排放成本核算及响应市场收益分析方法,通过弹性电价耦合需要调控响应的不平衡电量,实现跟踪调控响应需求而调整结算电价的功能。通过算例验证了所提电-碳市场协同机制和方法能够耦合不平衡电量,改变用电成本和碳排放收益,激励负荷主体参与调控响应。为负荷弹性资源纳入调控范畴、提高调控经济性和环保效益提供了市场化调控负荷弹性资源的价格手段和市场收益分析方法。关键词:电力市场;碳权市场;协同交易;效益分析;数据互动;需求响应0引言2021年7月起,中国拥有了全球最大的碳权交易市场,其中电力行业占40%,但人均用电碳权交易量相比欧洲等发达地区依旧不足[1]。面向“双碳”目标的能源转型催生了适应高比例新能源为主体和终端电气化高替代率的新型电力系统,将导致发、用电结构的重大调整。当前,电力系统调控运行方式可能存在经济受限、安全削弱、稳定不足以及环境效益低的潜在风险[2-4]。“双碳”目标下,社会主体直接或间接向大气排放二氧化碳的权利(简称碳权)被赋予市场价值,可结合新型电力系统实践路径将传统电力电量平衡转变成“一二次能源综合平衡+需求侧管理”的新模式,以市场引导方式实现电力系统平衡由“源随荷动”转变为“不确定发电与不确定负荷双向匹配”,提高火电出力效率和新能源消纳比例,充分发挥负荷维护供需平衡和节能降碳的作用,适应未来电网安全、低碳、经济的发展需求。目前,面向负荷响应的研究以电力负荷特征建模和电力经济优化调度为主。文献[5-7]考虑负荷主体用电与电网运行的特征互补性,设计面向负荷主体的响应机制和调度方法。文献[8]提出一种分时电价激励下的源荷互动规则,以系统运行成本最低为目标,构建了日前调度优化模型。文献[9]考虑62(c)1994-2022chinaAcademicJournalElectronicpublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net收稿日期:2022-02-08;修回日期:2022-07-15。上网日期:2022-10-19。国家电网公司科技项目(5100-202155294A-0-0-00)。DOI:10.7500/AEPS20220208003第46卷第22期2022年11月25日Vol.46No.22Nov.25,2022为3种:第1种是事前碳权预存方式,电力用户通过碳市场购买一定的碳权量,当备...

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