考虑阶梯式碳交易机制与电制氢的综合能源系统热电优化（完美复现）matlab-yalmip-cplex/gurobi

程序名称：考虑阶梯式碳交易机制与电制氢的综合能源系统热电优化

实现平台：matlab-yalmip-cplex/gurobi

简介：“双碳”背景下，为提高能源利用率，优化设备的运行灵活性，进一步降低综合能源系统（IES）的碳排放 水平，提出一种IES低碳经济运行策略。首先考虑IES参与到碳交易市场，引入阶梯式碳交易机制引导IES控 制碳排放；接着细化电转气（P2G）的两阶段运行过程，引入电解槽、甲烷反应器、氢燃料电池（HFC）替换传统 的P2G，研究氢能的多方面效益；最后提出热电比可调的热电联产、HFC运行策略，进一步提高IES的低碳性 与经济性。基于此，构建以购能成本、碳排放成本、弃风成本最小的低碳经济运行目标，将原问题转化为混合 整数线性问题，运用CPLEX商业求解器进行求解，通过设置多个运行情景，对比验证了所提策略的有效性。

具体细节可参考电力自动化设备论文《考虑阶梯式碳交易机制与电制氢的综合能源系统热电优化》

代码创新点：精品代码，非烂大家的版本！！！注释十分详细

部分代码与结果展示

clc
clear
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%% 决策变量初始化
P_CHP_e=sdpvar(1,24); %CHP的输出电功率
P_CHP_h=sdpvar(1,24); %CHP的输出热功率
P_g_CHP=sdpvar(1,24); %CHP消耗天然气功率
P_e_EL=sdpvar(1,24);  %EL设备的耗电量
P_EL_H=sdpvar(1,24);  %EL电解槽的产氢功率
P_H_MR=sdpvar(1,24);  %输入MR设备的氢能功率
P_MR_g=sdpvar(1,24);  %MR设备输出的天然气功率
P_H_HFC=sdpvar(1,24); %输入HFC设备的氢能功率
P_HFC_e=sdpvar(1,24); %HFC设备输出的电功率 
P_HFC_h=sdpvar(1,24); %HFC设备输出的热功率
P_DG=sdpvar(1,24); %风电消纳功率
P_g_GB=sdpvar(1,24); %输入GB设备的天然气功率
P_GB_h=sdpvar(1,24); %GB设备输出的热功率
%储能部分(电ES1、热ES2、气ES3、氢ES4)
P_ES1_cha=sdpvar(1,24);P_ES2_cha=sdpvar(1,24);P_ES3_cha=sdpvar(1,24);P_ES4_cha=sdpvar(1,24); %充放功率
P_ES1_dis=sdpvar(1,24);P_ES2_dis=sdpvar(1,24);P_ES3_dis=sdpvar(1,24);P_ES4_dis=sdpvar(1,24);
S_1=sdpvar(1,24);S_2=sdpvar(1,24);S_3=sdpvar(1,24);S_4=sdpvar(1,24); %各储能的实时容量状态
%引入充放标志二进制变量

本代码从IES参与到阶梯式碳交易市场、细化P2G两阶段运行过程以及考虑CHP、HFC热电比可调特性，构建了IES低碳经济优化调度模型，通过研究分析，得出以下结论。

1）考虑IES参与到碳交易市场能够在保证较低运行成本的同时，减少碳排放。阶梯式碳交易机制相较于传统碳交易定价模型对碳排放的约束力更强，能够起到更好地引导碳排放减排的效果，设置合理的碳交易参数可以起到引导系统碳排放的作用。

2）将P2G替换为EL、MR、HFC组合运行设备细化考虑P2G两阶段运行过程，在促进风电消纳的同时，能够发挥氢能高能效的优势，同时能够减少能量的梯级损耗；并且由于HFC可以分担一部分CHP、GB的供能需求，能够降低GB、CHP的碳排放水平，进一步减少碳排放。3）考虑CHP、HFC的热电比可调特性，能够根据实际的用能情况，实时调整自身出力水平，在灵活供能的同时，能够结合分时电价、气价改变热电比，降低运行成本，同时也可起到碳减排的作用。