基于阶梯碳交易的含 P2G-CCS 耦合和燃气掺氢的虚拟电厂优化调度
摘要：本文针对 P2G-CCS 耦合和燃气掺氢子系统，构建了掺氢燃气轮机、掺氢燃气锅炉、两段式电
转气和碳捕集系统的数学模型。在低碳政策层面，运用阶梯碳交易模型对系统碳排放进行约束。然后
，基于建模结果，提出了以碳交易成本、购气和煤耗成本、碳封存成本、机组启停成本和弃风成本之
和最低为目标函数的优化调度策略。此外，我们还附带了详细的复现过程说明文档和更多细致的图表
，以展示各种情景下的功率平衡情况。
1. 引言
随着能源需求的不断增加和全球环境保护意识的提升，对于清洁能源的需求不断增长。然而，由于可
再生能源的波动性和间歇性，其大规模应用仍然面临一系列挑战。为了解决这一问题，虚拟电厂的概
念应运而生。虚拟电厂利用多种能源形式的灵活性和互补性，通过优化调度实现电力系统的可靠、高
效和低碳运行。
2. 虚拟电厂模型建立
2.1. P2G-CCS 耦合子系统
P2G-CCS 耦合子系统包括掺氢燃气轮机、掺氢燃气锅炉、两段式电转气和碳捕集系统。针对每个子系
统，我们详细介绍了其数学模型和参数设定。
2.2. 阶梯碳交易模型
在低碳政策层面，我们引入了阶梯碳交易模型来对系统碳排放进行约束。该模型基于阶梯式碳减排目
标和碳配额分配方案，有效地引导减排行为和碳交易。
3. 优化调度策略
基于以上模型和约束条件，我们提出了以碳交易成本、购气和煤耗成本、碳封存成本、机组启停成本
和弃风成本之和最低为目标函数的优化调度策略。该策略将考虑各种成本因素，并在满足能源供需平
衡的前提下，实现系统的经济和环境效益的最优平衡。
4. 复现过程和结果分析
本文详细记录了复现过程，并附带了详细的复现过程说明文档。此外，我们通过大量的图表展示了不
同情景下系统的功率平衡情况，进一步分析了优化调度策略的有效性和稳定性。
5. 结论
本文基于阶梯碳交易的含 P2G-CCS 耦合和燃气掺氢的虚拟电厂优化调度问题进行了深入研究。通过
建立数学模型和引入阶梯碳交易模型，我们提出了一种以多个成本因素为考虑的优化调度策略。复现
过程和结果分析进一步验证了该策略的有效性和稳定性。本研究对于推动虚拟电厂技术的应用和推广
具有一定的实践意义。
