(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210902170.3 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区回龙观 (72)发明人 刘念　刘靓颖　 (74)专利代理 机构 北京方圆嘉 禾知识产权代理 有限公司 1 1385 专利代理师 王月松 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) (54)发明名称 一种基于电-碳共享的园区能量优化方法及 系统 (57)摘要 本发明涉及一种基于电 ‑碳共享的园区能量 优化方法及系统， 该方法包括： 获取用户侧基本 负荷模型、 产能模型 以及碳排放量模型， 构建用 户侧收益模型； 基于园区碳配额总量、 用户同类 型典型日均值碳排放量构建园区碳配额分配模 型； 根据运营商的电能收益和碳配额收益， 构建 运营商效用模型； 构建斯塔伯格主从博弈模型， 基于用户侧收益模型和运营商效用模 型， 确定斯 塔伯格主从博弈模型的目标函数； 对目标函数进 行优化， 园区运营商和用户进行博弈， 达到博弈 均衡点， 根据博弈均衡点确定用户最优负荷策略 和运营商最优电 ‑碳定价策略， 实现电 ‑碳共享的 园区能量优化。 本发明能够保持园区能量与碳配 额供需均衡， 提升清洁能源消纳率， 降低园区碳 排放量。 权利要求书4页 说明书15页 附图3页 CN 115186926 A 2022.10.14 CN 115186926 A 1.一种基于电 ‑碳共享的园区 能量优化方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取园区内的用户 侧基本负荷模型、 用户 侧产能模型以及用户 侧碳排放量模型， 并基 于所述用户侧基本负荷模型、 所述用户侧产能模型以及所述用户侧 碳排放量模型， 构建基 于能流‑碳流耦合的用户侧收益模型； 基于设定时间内园区碳配额总量、 用户同类型典型日均值碳排放量， 构建园区碳配额 分配模型； 根据园区内运营商的电能收益和碳配额收益， 构建运营商效用模型； 构建斯塔伯 格主从博弈模型， 基于所述用户 侧收益模型和所述运营商效用模型， 确定 斯塔伯格主从博弈模型 的目标函数； 所述斯塔伯格主从博弈模型中， 园区运营商通过优化 园区内共享电价、 碳价及碳配额影响用户收益， 用户通过改变负荷消 耗来影响园区运营商 利收益， 所述园区运营商与所述用户进行 博弈； 对所述目标函数进行优化， 进行所述园区运营商和所述用户的博弈， 直至达到博弈均 衡点； 所述博 弈均衡点处所述 运营商与所述用户的收益达 到最大值； 将所述博弈均衡点处对应的用户负荷策略确定为用户最优负荷策略， 将所述博弈均衡 点处对应的买卖电价和碳价策略确定为运营商最优电 ‑碳定价策略， 实现电 ‑碳共享的园区 能量优化。 2.根据权利要求1所述的基于电 ‑碳共享的园区能量优化方法， 其特征在于， 所述获取 园区内的用户侧基本负荷模型、 用户侧产能模型以及用户侧碳 排放量模型， 具体包括： 对于用户侧的第 n个用户， 获取用户侧基本负荷模型； 所述用户侧基本负荷模型表示第 n个用户在t时段的总消耗负荷； 所述第n个用户的总消耗负荷为第n个用户的可调节负荷、 可削减负荷和固定负荷之和； 获取用户侧产能模型； 所述用户侧产能模型表示第n个用户在t时段生产的总能源； 所 述第n个用户在t时段生产的总能源为第n个用户在t时段生产的清洁能源和t时段自备电厂 发电量之和； 获取用户 侧碳排放量模型； 所述用户 侧碳排放量模型表示用户在t时段所生产的碳排 放量； 通过获取自备电厂的碳排放强度、 第n个用户在t时段的自备电厂发电量、 第i个碳排 放源的碳排放强度、 碳排放源i所消 耗的非清洁能源以及t时段加权碳排放强度初值， 并结 合所述第n个用户任一时段的总消耗负荷和所述第n个用户在 任一时段生产的总能源， 确定 第n个用户在t时段的碳 排放量。 3.根据权利要求2所述的基于电 ‑碳共享的园区能量优化方法， 其特征在于， 所述t时段 加权碳排放强度初值的计算公式为： 其中， δt为t时段加权碳排放强度初值， αt表示t时段主网碳流追踪得到的碳排放强度，权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115186926 A 2表示当前时刻所有用户初始状态的净购电量， 表示当前时刻所有用户初始状态的 净售电量， Rn,t为第n个用户在t时段生产的总能源， 为第n个用户在t时段的初始总消耗 负荷。 4.根据权利要求1所述的基于电 ‑碳共享的园区能量优化方法， 其特征在于， 所述用户 侧收益模型的表达式为： 其中， 表示园区用户的收益， kn ln(1+Ln,t)表示园区用户消耗电能Ln,t生产的效 益， kn表示第n个用户的效益系数， ε表示自备电厂每生产单位电能所需的成本， 表示当有剩余能源时用户的收益， 表示生产能源不足时需要 购买电能的成本， 为用户参与碳配共 享的收益， 为园区内售电价格， 为园区 内购电价格， 为园区共享碳价， Mn,t为园区用户t时段的剩余碳配 额， Rn,t为第n个用户在t 时段生产的总能源， Ln,t为第n个用户在t时段的总消耗负荷。 5.根据权利要求1所述的基于电 ‑碳共享的园区能量优化方法， 其特征在于， 所述园区 碳配额分配模型的表达式为： 其中， CEAn,d表示用户的初始免费碳排放配额， 为同类型典型日均值总碳排 放量， 表示第n个用户同类型典型日均值碳排放量， 表示第n个用户同类型典型日 在t0时段的负荷均值， C ERd表示d天园区碳配额总量， μ表示配额系数。 6.根据权利要求1所述的基于电 ‑碳共享的园区能量优化方法， 其特征在于， 所述运营 商效用模型的表达式为： 其中， 表示t时刻园区运营商的收益， 为t时刻园区运营商的电能收益， 为t 时刻园区运营商的碳配额收益， 表示t时刻园区用户的总净买电量， 表示t时刻园区 用户的总净卖电量， 表示t时刻园区用户的总净负荷， 为园区内售电价格， 为园权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115186926 A 3