碳交易机制下考虑需求响应的综合能源系统优化运行
摘要：综合能源系统是实现“双碳”目标的有效途径，为进一步挖掘其需求侧可调节潜力对碳减排的作
用，本研究提出了一种碳交易机制下考虑需求响应的综合能源系统优化运行模型。首先，基于负荷响
应特性，分析了需求响应的价格型和替代型，建立了相应的需求响应模型。其次，采用基准线法为系
统无偿分配碳排放配额，并考虑燃气轮机和燃气锅炉的实际碳排放量，构建了适用于综合能源系统的
碳交易机制。最后，以综合能源系统的购能成本、碳交易成本及运维成本之和最小为目标函数，建立
了低碳优化运行模型，并通过 4 类典型场景对模型的有效性进行了验证。研究结果表明，合理分配价
格型和替代型需求响应及燃气轮机产热比例有利于提高系统运行经济性，而制定合理的碳交易价格可
以实现系统经济性和低碳性的协同。
关键词：碳交易机制；需求响应；综合能源系统；优化运行
1. 引言
随着全球碳减排目标的提出，综合能源系统作为应对气候变化的重要手段，受到了广泛关注。综合能
源系统的优化运行能够最大程度地提高能源的利用效率，减少碳排放。其中，需求响应作为一种潜在
的节能减排途径，具有巨大的调节潜力。然而，目前综合能源系统优化运行中对需求响应的考虑还相
对不足，尤其是在碳交易机制下的优化运行。
2. 方法
2.1. 需求响应分类
根据负荷响应特性，我们将需求响应分为价格型和替代型两类。价格型需求响应基于价格弹性矩阵，
通过调节能源价格来实现用户需求的调整。替代型需求响应则考虑了用能侧电能和热能的相互转换，
通过改变能源的类型来实现用户需求的调整。
2.2. 碳交易机制构建
为了引入碳交易机制，我们采用基准线法对系统无偿分配碳排放配额。同时，考虑燃气轮机和燃气锅
炉的实际碳排放量，建立了一种适用于综合能源系统的碳交易机制。该机制通过设定适当的碳交易价
格来引导用户减少碳排放。
2.3. 优化运行模型
以购能成本、碳交易成本及运维成本之和最小为目标函数，建立了综合能源系统的低碳优化运行模型
。该模型考虑了需求响应、碳交易机制以及系统运行的复杂性，能够有效地指导系统的运行决策。
3. 案例分析及结果验证
针对 4 类典型场景，我们进行了模型的案例分析及结果验证。通过对需求响应灵敏度、燃气轮机热分
配比例以及不同碳交易价格下系统的运行状态进行分析，我们验证了所提模型的有效性。
