CN114463130B - 基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，包括建立供能模型、建立储能模型、建立需求侧模型、建立碳交易模型、构建能源调度模型、能源调度步骤。本发明考虑多种能源复杂耦合关系和多元柔性负荷在时间维度上的潜在可调度能力，综合需求响应作为激发用户用能灵活性的有效方式，采用阶梯型碳交易机制对不同碳排放区间设置阶梯碳价，能够进一步限制系统的碳排放，在降低运行成本的同时有效减少养殖场综合能源系统碳排放量；能够提高系统的运行经济性，促进节能减排。
Description
技术领域
本发明涉及一种能源系统调度方法，尤其涉及一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，属于能源技术领域技术领域。
背景技术
近年来，随着世界各国经济的快速发展，环境污染和能源短缺的问题进一步凸显出来。在“双碳”目标的背景下，推动能源转型，构建清洁低碳、安全高效的能源体系是必由之路。养殖场沼气综合能源系统主要利用养殖场的有机废弃物资源化的沼气作为驱动能源，能够高效耦合负荷侧电、热、气多种能源需求。一个系统化的沼气工程同时具备处理污染、产生能源和综合处理利用三方面的主要功能。
中国专利CN109524957A“考虑碳交易机制和柔性负荷的综合能源系统优化调度方法”公开了一种考虑碳交易机制和柔性负荷的综合能源系统优化调度方法，以能源中心模型为基础，将碳交易机制引入综合能源系统调度模型中，建立了以碳交易成本、柔性负荷调度成本和系统能耗成本为目标的综合能源系统低碳经济调度模型；但仅以固定碳价方式的传统碳交易机制进行交易，市场的引导作用有限。
中国专利CN112417652A“一种电-气-热综合能源系统优化调度方法及系统”公开了一种电-气-热综合能源系统优化调度方法及系统，基于电-气-热低碳经济调度模型构建低碳优化模型的目标函数和约束条件，优化低碳参数，对综合能源系统进行低碳调度。但负荷侧没有考虑综合需求响应对系统运行成本的影响，用户用能灵活性不高。
目前，有关综合能源系统的研究主要集中在经济运行方面。为实现节能减排，引入碳交易机制来兼顾系统的经济型和低碳性十分重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，综合能源系统包括供能侧、储能装置、回收式制热装置、碳捕集设备和需求侧；供能侧包括热电联供系统中的内燃机组、燃气锅炉、电网供电，电网供电包括风力发电机和光伏发电机；储能装置包括蓄电装置、蓄热罐和储气罐；需求侧包括用电负荷需求、用热负荷需求和用气负荷需求；用电负荷包括刚性电负荷和柔性电负荷；热负荷包括刚性热负荷和柔性热负荷；碳捕集设备用来捕获内燃机组和燃气锅炉排放出来的二氧化碳，在消耗部分二氧化碳的同时，还可获得相应碳排放额度；内燃机组在运行过程中，产生的电能满足用电负荷需求的同时，发电余热部分通过回收式制热装置满足用热负荷需求；
包括以下步骤：
步骤1：建立供能模型：
内燃机组的供能模型为：
式中：PICE,e(t)、PICE,h(t)分别为t时段内燃机组提供的发电出力和回收烟气的余热量；Pg,ICE(t)为t时段内燃机组的沼气输入功率；ηICE,e，ηICE,h分别为内燃机的电效率和内燃机的热效率；
分别为内燃机组的沼气输入功率上限和下限；
分别为内燃机组的爬坡上限和下限；
燃气锅炉模型为：
式中：PGB,h(t)为t时段燃气锅炉的输出热功率；Pg,GB(t)为t时段燃气锅炉的沼气输入功率；ηGB为燃气锅炉的热效率；
分别为燃气锅炉的输入功率上限和下限；
分别为燃气锅炉的爬坡上限和下限；
步骤2：建立储能模型：
式中：
为第n种储能装置t时段的储能容量；
为第n种储能装置t-1时段的储能容量；
为第n种储能装置t时段的充能功率和放能功率；
分别为第n种储能装置的充能效率、放能效率；
分别为第n种储能装置的最大充能功率和最大放能功率；
分别为第n种储能装置的充能状态控制变量、放能状态控制变量；
分别为第n种储能装置容量的上限和下限；
步骤3：建立需求侧模型：
式中：i表示负荷类型，i∈{e,h,g}，分别表示用电负荷、用热负荷、用气负荷；Pi,load(t)为第i种负荷t时段的需求量；
为第i种负荷t时段的固定型负荷需求量；
为第i种负荷t时段的可时移型负荷需求量；
为第i种负荷t时段的可中断型负荷需求量；
可时移型负荷需求模型为：
式中：
和
分别为第i种负荷t时段可时移负荷后和第i种负荷t时段可时移型负荷参与用户侧需求响应的量；
分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入系数和转出系数；
分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入功率和转出功率；
分别为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的上下限；
可中断型负荷需求模型为：
式中：
和
分别为第i种负荷t时段可中断型负荷需求和第i种负荷t时段可中断负荷参与用户侧需求响应量；
为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的系数；
为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的功率；
为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的最大值；
步骤4：建立碳交易模型：
系统参与的碳交易量为：
Et＝Ea-E (7)
式中：E、Ee,buy、EICE、EGB、Eg,load分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的碳排放权配额；γe、γh分别为产生单位电、热功率的碳排放权配额；γg,load为产生单位沼气功率的碳排放权配额；γe,h为电、热功率转换参数；Pe,buy(t)为t时段上级购电量；Pg,load(t)为t时段产生沼气量，T为调度周期中的时段数；Ea、Ee,buy,a、EICEGB,a、Eg,load,a分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的实际碳排放量；PICEGB(t)为t时段内燃机组、燃气锅炉的等效输出功率，a1，b1，c1为上级电网的碳排放计算参数；a2，b2，c2为耗沼气型机组的碳排放计算参数；ξg为单位沼气等效碳排放参数；
碳捕集设备模型为：
PT(t)＝Cp(t)υpηp (10)
式中：PT(t)为碳捕集能耗；Cp(t)为t时段碳捕集量；υp为捕集单位体积二氧化碳所需电能，ηp为碳捕集率；
步骤5：构建能源调度模型：
目标函数为：
fICE＝δICE,ePICE,e(t)+δICE,hPICE,h(t) (14)
fcon＝εcPC(t) (16)
式中：Pe,sell(t)为t时段的售电功率；βt为t时段的售电电价；αt为t时段的购电电价；δICE,e、δICE,h分别为内燃机组单位发电、回收制热运行维护成本；
为碳交易成本；χ为碳交易基价；ξ为碳排放量区间长度；ρ为价格增长幅度；PC(t)为可控负荷功率；εc为单位弃风弃光功率惩罚成本；δm、δb分别为可时移型负荷、可中断负荷参与用户侧需求响应的单位补偿系数；
约束条件包括：
1)电功率平衡约束
式中：Pe,load(t)为t时段的用电负荷；
为t时段可时移用电负荷，表示在一个调度周期内可时移电负荷的总量保持不变；σm,e为可时移用电负荷调整系数；
为t时段可中断用电负荷；σb为可中断用电负荷调整系数；
分别为储能装置充、放电功率；ωf为储能装置的放电效率；
分别为购电和售电的最大功率值；u1、u2分别为购电、售电状态控制变量。
2)热功率平衡约束
式中：Ph,load(t)为t时段的用热负荷；
为t时段可时移用热负荷，表示在一个调度周期内可时移热负荷的总量保持不变；σm,h为可时移用热负荷调整系数；
分别为蓄热装置蓄、放热功率；ζICE、ζGB分别为内燃机组和燃气锅炉的热系数；
为回收式制热的最大功率值；
3)沼气平衡约束
式中：
分别为单位发电量和单位产热量所需沼气量；
4)碳排放量平衡
式中：Ec1(t)、Ec2(t)、Ec3(t)分别为不同阶梯区间的碳排放量；Ec1,max、Ec2,max、Ec3,max分别为各区间的最大碳排放量；Ece(t)为t时段的碳排放量配额；Ece,max为各时段最大碳排放量配额；Ece,set为设定的系统总碳排放量配额；μICE、μGB、μT分别为内燃机组、燃气锅炉、碳捕集设备的碳排放计算系数；PT,max为最大碳捕集功率；
步骤6：能源调度：求解所述步骤建立的目标函数，获得能源调度最佳方案，对能源进行调度使用。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明构建了考虑碳捕集设备对碳排放量的影响，考虑多种能源复杂耦合关系和多元柔性负荷在时间维度上的潜在可调度能力，在供能侧设备模型以及电、热、气综合需求响应模型的基础上构建了奖惩阶梯型碳交易机制模型，体现了多种异质能源的耦合能力与碳排放之间的潜在互动能力，更符合实际情况，调配方案更加合理；
(2)本发明综合考虑系统的碳排放与运行总成本，实现系统的低碳经济运行；
(3)本发明采用阶梯型碳交易机制对不同碳排放区间设置阶梯碳价，能够进一步限制系统的碳排放，在降低运行成本的同时有效减少养殖场综合能源系统碳排放量；
(4)本发明考虑多种能源复杂耦合关系和多元柔性负荷在时间维度上的潜在可调度能力，综合需求响应作为激发用户用能灵活性的有效方式，能够进一步提高系统的运行经济性，促进节能减排。
附图说明
图1是本发明实施例1的能源结构示意图；
图2是本发明的流程图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例用于养殖场。养殖场负荷需求多样、负荷特性复杂，为实现系统低碳运行，需要建立碳交易机制模型，促进能源结构的调整。养殖场涉及到电、热、气多种能源需求的生产、转移和利用，其综合能源系统结构如图1所示，供能侧包括热电联供系统中的内燃机组、燃气锅炉、新能源联合出力。本实施例中的新能源联合出力包括风力发电机和光伏发电机。储能装置包括蓄电装置、蓄热罐和储气罐三种装置。本实施例中的蓄电装置为蓄电池。
需求侧负荷主要有电、气、热三种形式。其中，电负荷包括刚性电负荷和柔性电负荷，刚性电负荷为设备用电，即场区设备机组所需电能。柔性电负荷为场区用电需求。热负荷包括刚性热负荷和柔性热负荷，刚性热负荷为厌氧发酵罐增温和牛卧床垫料烘干所需热能；柔性热负荷为场区用热需求。用气负荷为场区用气。碳捕集设备用来捕获内燃机组和燃气锅炉排放出来的二氧化碳。
内燃机组在运行过程中，产生的电能供给电负荷的同时，发电余热部分通过回收式制热装置加以利用，供给厌氧发酵罐、牛卧床垫料以及场区用热需求，供给热负荷实现热电联产。内燃机组的供能模型为：
式中：PICE,e(t)、PICE,h(t)分别为t时段内燃机组提供的发电出力和回收烟气的余热量；Pg,ICE(t)为t时段内燃机组的沼气输入功率；ηICE,e，ηICE,h分别为内燃机的电效率和内燃机的热效率；
分别为内燃机组的沼气输入功率上限和下限；
分别为内燃机组的爬坡上限和下限；
燃气锅炉模型为：
式中：PGB,h(t)为t时段燃气锅炉的输出热功率；Pg,GB(t)为t时段燃气锅炉的沼气输入功率；ηGB为燃气锅炉的热效率；
分别为燃气锅炉的输入功率上限和下限；
分别为燃气锅炉的爬坡上限和下限；
储能系统包括蓄电池、蓄热罐以及储气罐，由于三者模型相似，进行统一建模，在本实施例中，分别为第1至3种储能装置。储能系统模型需满足储能平衡约束、充、放能功率约束、储能上下限约束。储能系统模型为：
式中：
为第n种储能装置t时段的储能容量；
为第n种储能装置t-1时段的储能容量；
为第n种储能装置t时段的充能功率和放能功率；
分别为第n种储能装置的充能效率、放能效率；
分别为第n种储能装置的最大充能功率和最大放能功率；
分别为第n种储能装置的充能状态控制变量、放能状态控制变量；
分别为第n种储能装置容量的上限和下限。
用户侧需求响应考虑电、热、气3种负荷，3种负荷各自均可以实现时间维度上的转移。因此，其中任一负荷均可划分为3部分：固定型负荷、可时移型负荷和可中断型负荷。固定型负荷为基本负荷，可时移型负荷和可中断型负荷为柔性负荷。需求侧模型为：
式中：i表示负荷类型，i∈{e,h,g}，分别表示用电负荷、用热负荷、用气负荷；Pi,load(t)为第i种负荷t时段的需求量；
为第i种负荷t时段的固定型负荷需求量；
为第i种负荷t时段的可时移型负荷需求量；
为第i种负荷t时段的可中断型负荷需求量；
在任何时段，固定负荷不可转移，不可中断。
可时移型负荷可以在调度周期内按计划进行时间维度上的转移。其供电总量保持不变，供电时段灵活可变，补偿很小甚至不需补偿。可时移型负荷需求模型为：
式中：
和
分别为第i种负荷t时段可时移负荷后和第i种负荷t时段可时移型负荷参与用户侧需求响应的量；
分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入系数和转出系数；
分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入功率和转出功率；各种可时移型负荷在一个调度周期内总量不变；
分别为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的上下限值，用于约束用户质量需求。
可中断负荷是指在用电高峰时段或紧急状况下，用户负荷中心利用可中断电价管理，可直接切除负荷，并由相关供电部门提供一定补偿。可中断型负荷需求模型为：
式中：
和
分别为第i种负荷t时段可中断型负荷需求和第i种负荷t时段可中断负荷参与用户侧需求响应量；
为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的系数；
为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的功率；
为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的最大值。
目前国内多地正在试行碳交易市场，健全碳交易市场机制可促进各行业的低碳减排。监管部门为了控制碳排放总量，对每个碳排放源发放免费的碳排放权配额，当实际产生的碳排放量低于该配额时，可将剩余的额度在碳交易市场进行出售；反之则需要购买超出的额度部分。
目前国内电力行业的碳配额方式主要采用无偿分配。本发明养殖场综合能源系统中的碳排放源主要包括上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐。初始碳配额模型为：
式中：E、Ee,buy、EICE、EGB、Eg,load分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的碳排放权配额；γe、γh分别为产生单位电、热功率的碳排放权配额；γg,load为产生单位沼气功率的碳排放权配额；γe,h为电、热功率转换参数；Pe,buy(t)为t时段上级购电量；Pg,load(t)为t时段产生沼气量，T为调度周期中的时段数。
厌氧发酵产生沼气的过程中也会产生碳排放，实际碳排放模型为：
式中：Ea、Ee,buy,a、EICEGB,a、Eg,load,a分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的实际碳排放量；PICEGB(t)为t时段内燃机组、燃气锅炉的等效输出功率，a1，b1，c1为上级电网的碳排放计算参数；a2，b2，c2为耗沼气型机组的碳排放计算参数；ξg为单位沼气等效碳排放参数。
综上所述，系统参与的碳交易量为
Et＝Ea-E (10)
加入碳捕集设备，可以对系统中内燃机组和燃气锅炉产生的二氧化碳进行捕集，在消耗部分二氧化碳的同时，还可获得相应碳排放额度，从而获取收益。碳捕集设备模型为：
PT(t)＝Cp(t)υpηp (11)
式中：PT(t)为碳捕集能耗；Cp(t)为t时段碳捕集量；υp为捕集单位体积二氧化碳所需电能，ηp为碳捕集率。
综合考虑了系统的购能成本fbuy、售能成本fsell、运行成本fICE、碳交易成本
可控负荷成本fcon、补偿成本fcom，构建系统运行总成本F最小的低碳经济调度目标。养殖场沼气热电联供系统经济调度模型的目标函数为：
fICE＝δICE,ePICE,e(t)+δICE,hPICE,h(t) (15)
fcon＝εcPC(t) (17)
式中：Pe,sell(t)为t时段的售电功率；βt为t时段的售电电价；αt为t时段的购电电价；δICE,e、δICE,h分别为内燃机组单位发电、回收制热运行维护成本；
为碳交易成本；χ为碳交易基价；ξ为碳排放量区间长度；ρ为价格增长幅度；PC(t)为可控负荷功率；εc为单位弃风弃光功率惩罚成本；δm、δb分别为可时移型负荷、可中断负荷参与用户侧需求响应的单位补偿系数。
本实施例考虑了系统中各设备运行约束条件和电、热、气以及碳排放量平衡。约束条件包括：
1)电功率平衡约束
式中：Pe,load(t)为t时段的用电负荷；
为t时段可时移用电负荷，表示在一个调度周期内可时移电负荷的总量保持不变；σm,e为可时移用电负荷调整系数；
为t时段可中断用电负荷；σb为可中断用电负荷调整系数；
分别为储能装置充、放电功率；ωf为储能装置的放电效率；
分别为购电和售电的最大功率值；u1、u2分别为购电、售电状态控制变量。
2)热功率平衡约束
式中：Ph,load(t)为t时段的用热负荷；
为t时段可时移用热负荷，表示在一个调度周期内可时移热负荷的总量保持不变；σm,h为可时移用热负荷调整系数；
分别为蓄热装置蓄、放热功率；ζICE、ζGB分别为内燃机组和燃气锅炉的热系数；
为回收式制热的最大功率值。
式中：
分别为单位发电量和单位产热量所需沼气量。
式中：Ec1(t)、Ec2(t)、Ec3(t)分别为不同阶梯区间的碳排放量；Ec1,max、Ec2,max、Ec3,max分别为各区间的最大碳排放量；Ece(t)为t时段的碳排放量配额；Ece,max为各时段最大碳排放量配额；Ece,set为设定的系统总碳排放量配额；μICE、μGB、μT分别为内燃机组、燃气锅炉、碳捕集设备的碳排放计算系数；PT,max为最大碳捕集功率。
求解所述步骤建立的目标函数，获得能源调度最佳方案，对能源进行调度使用。
为验证阶梯型碳交易机制的有效性，设置6种养殖场综合能源系统碳交易场景进行分析，具体如下：
场景1：考虑传统碳交易机制，不考虑碳捕集，不考虑碳配额；
场景2：考虑传统碳交易机制，考虑碳捕集，不考虑碳配额；
场景3：考虑传统碳交易机制，考虑碳捕集，考虑碳配额；
场景4：考虑阶梯型碳交易机制，不考虑碳捕集，不考虑碳配额；
场景5：考虑阶梯型碳交易机制，考虑碳捕集，不考虑碳配额；
场景6：考虑阶梯型碳交易机制，考虑碳捕集，考虑碳配额。
各场景的碳排放量和运行成本如表1所示。可以看出，养殖场综合能源系统在场景6下的总运行成本和总碳排放量最低。
为对比分析本发明所提综合需求响应对养殖场综合能源系统运行成本的影响，设置4种调度方案对比分析，具体如下：
方案1：不考虑电、热负荷需求响应；
方案2：仅考虑热负荷需求响应，不考虑电负荷需求响应；
方案3：仅考虑电负荷需求响应，不考虑热负荷需求响应；
方案4：同时考虑电、热负荷需求响应。
各方案运行成本如表2所示。可以看出，与不考虑综合需求响应相比较，系统考虑综合需求响应后总运行成本有效降低21.9％。
表1
表2
| 方案1 | 方案2 | 方案3 | 方案4 | |
| 系统总运行成本 | 1090.70 | 1057.60 | 885.44 | 852.32 |
Claims (2)
1.一种基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，综合能源系统包括供能侧、储能装置、回收式制热装置、碳捕集设备和需求侧；供能侧包括热电联供系统中的内燃机组、燃气锅炉、电网供电，电网供电包括风力发电机和光伏发电机；储能装置包括蓄电装置、蓄热罐和储气罐；需求侧包括用电负荷需求、用热负荷需求和用气负荷需求；用电负荷包括刚性电负荷和柔性电负荷；热负荷包括刚性热负荷和柔性热负荷；碳捕集设备用来捕获内燃机组和燃气锅炉排放出来的二氧化碳，在消耗部分二氧化碳的同时，还可获得相应碳排放额度；内燃机组在运行过程中，产生的电能满足用电负荷需求的同时，发电余热部分通过回收式制热装置满足用热负荷需求；
其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：建立供能模型：
内燃机组的供能模型为：
式中：PICE,e(t)、PICE,h(t)分别为t时段内燃机组提供的发电出力和回收烟气的余热量；Pg,ICE(t)为t时段内燃机组的沼气输入功率；ηICE,e，ηICE,h分别为内燃机的电效率和内燃机的热效率；
分别为内燃机组的沼气输入功率上限和下限；
分别为内燃机组的爬坡上限和下限；
燃气锅炉模型为：
式中：PGB,h(t)为t时段燃气锅炉的输出热功率；Pg,GB(t)为t时段燃气锅炉的沼气输入功率；ηGB为燃气锅炉的热效率；
分别为燃气锅炉的输入功率上限和下限；
分别为燃气锅炉的爬坡上限和下限；
步骤2：建立储能模型：
式中：
为第n种储能装置t时段的储能容量；
为第n种储能装置t-1时段的储能容量；
分别 为第n种储能装置t时段的充能功率和放能功率；
分别为第n种储能装置的充能效率、放能效率；
分别为第n种储能装置的最大充能功率和最大放能功率；
分别为第n种储能装置的充能状态控制变量、放能状态控制变量；
分别为第n种储能装置容量的上限和下限；
步骤3：建立需求侧模型：
式中：i表示负荷类型，i∈{e,h,g}，分别表示用电负荷、用热负荷、用气负荷；Pi,load(t)为第i种负荷t时段的需求量；
为第i种负荷t时段的固定型负荷需求量；
为第i种负荷t时段的可时移型负荷需求量；
为第i种负荷t时段的可中断型负荷需求量；
可时移型负荷需求模型为：
式中：
和
分别为第i种负荷t时段可时移负荷后和第i种负荷t时段可时移型负荷参与用户侧需求响应的量；
分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入系数和转出系数；
分别为第i种负荷t时段可时移型负荷需求量的转入功率和转出功率；
分别为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的上下限；
可中断型负荷需求模型为：
式中：
和
分别为第i种负荷t时段可中断型负荷需求后和第i种负荷t时段可中断负荷参与用户侧需求响应量；
为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的系数；
为第i种负荷t时段可中断型负荷需求的功率；
为第i种负荷各时段参与用户侧需求响应的最大值；
步骤4：建立碳交易模型：
系统参与的碳交易量为：
Et＝Ea-E (7)
式中：E、Ee,buy、EICE、EGB、Eg,load分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的碳排放权配额；γe、γh分别为产生单位电、热功率的碳排放权配额；γg,load为产生单位沼气功率的碳排放权配额；γe,h为电、热功率转换参数；Pe,buy(t)为t时段上级购电量；Pg,load(t)为t时段产生沼气量，T为调度周期中的时段数；Ea、Ee,buy,a、EICEGB,a、Eg,load,a分别为系统、上级购电、内燃机组、燃气锅炉、厌氧发酵罐的实际碳排放量；PICEGB(t)为t时段内燃机组、燃气锅炉的等效输出功率，a1，b1，c1为上级电网的碳排放计算参数；a2，b2，c2为耗沼气型机组的碳排放计算参数；ξg为单位沼气等效碳排放参数；
碳捕集设备模型为：
PT(t)＝Cp(t)υpηp (10)
式中：PT(t)为碳捕集能耗；Cp(t)为t时段碳捕集量；υp为捕集单位体积二氧化碳所需电能，ηp为碳捕集率；
步骤5：构建能源调度模型：
目标函数为：
F＝min(fbuy-fsell+fICE+fCO2+fcom) (11)
fICE＝δICE,ePICE,e(t)+δICE,hPICE,h(t) (14)
fcon＝εcPC(t) (16)
式中：Pe,sell(t)为t时段的售电功率；βt为t时段的售电电价；αt为t时段的购电电价；δICE,e、δICE,h分别为内燃机组单位发电、回收制热运行维护成本；
为碳交易成本；χ为碳交易基价；ξ为碳排放量区间长度；ρ为价格增长幅度；PC(t)为可控负荷功率；εc为单位弃风弃光功率惩罚成本；δm、δb分别为可时移型负荷、可中断负荷参与用户侧需求响应的单位补偿系数；
约束条件包括：
1)电功率平衡约束
式中：Pe,load(t)为t时段的用电负荷；
为t时段可时移用电负荷，表示在一个调度周期内可时移电负荷的总量保持不变；σm,e为可时移用电负荷调整系数；
为t时段可中断用电负荷；σb为可中断用电负荷调整系数；
分别为储能装置充、放电功率；ωf为储能装置的放电效率；
分别为购电和售电的最大功率值；u1、u2分别为购电、售电状态控制变量。
2)热功率平衡约束
式中：Ph,load(t)为t时段的用热负荷；
为t时段可时移用热负荷，表示在一个调度周期内可时移热负荷的总量保持不变；σm,h为可时移用热负荷调整系数；
分别为蓄热装置蓄、放热功率；ζICE、ζGB分别为内燃机组和燃气锅炉的热系数；
为回收式制热的最大功率值；
3)沼气平衡约束
式中：ld、lh分别为单位发电量和单位产热量所需沼气量；
4)碳排放量平衡
式中：Ec1(t)、Ec2(t)、Ec3(t)分别为不同阶梯区间的碳排放量；Ec1,max、Ec2,max、Ec3,max分别为各区间的最大碳排放量；Ece(t)为t时段的碳排放量配额；Ece,max为各时段最大碳排放量配额；Ece,set为设定的系统总碳排放量配额；μICE、μGB、μT分别为内燃机组、燃气锅炉、碳捕集设备的碳排放计算系数；PT,max为最大碳捕集功率；
步骤6：能源调度：求解所述步骤建立的目标函数，获得能源调度最佳方案，对能源进行调度使用。
2.根基权利要求1所述的基于梯型碳交易机制和需求响应的能源系统调度方法，其特征在于：所述蓄电装置为蓄电池。
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