双碳目标下综合能源系统低碳运行优化调度
在能源和环境问题日益突出的背景下，低碳化成为了全球能源领域的主要发展方向。为了实现能源系
统的高效运行和低碳排放，综合能源系统（IES）的优化调度变得尤为重要。本文基于双碳目标，采
用 Matlab、Yalmip 和 Cplex 等工具，提出了一种改进的分时优化机制，结合碳交易和双层需求响
应优化，实现了综合能源系统的低碳运行。
首先，本文采用了四个场景作为控制变量，对综合能源系统进行调度优化。场景一考虑了系统运维成
本，包括机组的启停成本、设备的维护成本等。场景二考虑了购能成本，即从外部购买能源的成本。
场景三考虑了碳交易成本，通过碳交易市场进行碳排放权交易，以实现碳排放的减少。场景四为成本
最优的目标函数，将系统运维成本、购能成本和碳交易成本综合考虑。
在考虑的机组和设备方面，本文包括了燃气轮机、余热锅炉、ORC 余热回收装置、燃气锅炉、热泵、
电制冷机、储电系统和储热系统。同时，为了考虑到能源的爬坡功率，本文还引入了储能爬坡功率的
概念，以更好地优化系统的运行。
本文的主要创新点在于改进的分时优化机制和双层需求响应优化。分时优化机制根据不同时间段的能
源需求和能源价格，对综合能源系统进行精细调度，以实现能源的高效利用和低碳排放。双层需求响
应优化则考虑了能源用户的需求弹性和响应能力，通过合理分配能源供给和需求，优化系统的运行效
果。
在具体实现上，本文采用了 Matlab、Yalmip 和 Cplex 等工具进行建模和求解。Matlab 是一种强
大的数学建模和计算工具，通过 Matlab 可以方便地对系统进行模拟和优化。Yalmip 是一种建模语
言，可以方便地对数学优化问题进行描述和求解。Cplex 是一种商业求解器，可以对数学优化问题进
行高效求解。
在实验和验证方面，本文使用了实际的数据文档，并参考了相关的文献。通过对实际数据的分析和建
模，验证了本文提出的改进的分时优化机制和双层需求响应优化的有效性和可行性。
综上所述，本文基于双碳目标，提出了一种改进的分时优化机制，结合碳交易和双层需求响应优化，
实现了综合能源系统的低碳运行。通过对系统的运维成本、购能成本和碳交易成本进行综合考虑，优
化了能源的利用效率和减少了碳排放。未来的研究方向可以进一步深入研究综合能源系统的优化调度
问题，以实现更高效的能源利用和更低碳的运行。
