农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行优化模型

来源:《系统工程理论与实践》 时间:2026-05-25

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摘要:农村清洁能源多能互补系统是推动农村能源转型并实现“碳中和”目标的重要物理载体。本文考虑农村能源供需特性及产业结构构成,建立了农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行优化及效益分配模型。首先,基于多类型能源主体的运行特性,建立了计及农村能源产业特点的农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行模式;然后计及现行清洁发展政策下的碳-绿证联动交易机制,提出了多能互补系统鲁棒优化调度模型;最后,基于认可度理念搭建了多主体利益协调优化策略模型。研究结果表明:通过农村清洁能源多能互补系统内部的能源互补互济,多主体协同运作模式能够最大程度地实现能源的就地消纳,同时使得参与碳-绿证联动机制的效益得到有效提升;而利益均衡策略确保了多方利益诉求,且将风险与成本等因素考虑在内,更具可操作性及可行性。

关键词:农村清洁能源多能互补系统;运行优化模型;利益均衡策略

一、研究背景与意义

农村能源体系供需矛盾在“碳中和”目标和乡村振兴政策的推动下日益加剧,建设农村清洁能源多能互补系统将是协调供需两侧并实现农村能源转型的有效手段。然而,农村地区经济可承受能力有限,有限的投资能力使得不同类型的清洁能源项目的开发与运维通常归属于不同利益主体;且农村清洁能源项目通常受惠于政府的经济扶持政策,多以能源扶贫模式进行经营。为维系农村清洁能源多能互补系统运行的可行性与可持续性,如何在我国现行清洁发展机制及减排政策下,构建农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行机制及利益协调策略是破题关键,可为农村能源转型提供理论依据,具有重要现实意义。

二、主要内容

首先,针对生物质多联产系统、综合能源服务商及能源扶贫机构三类主体,提出了多模式下的农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行机制。其次,统筹碳交易政策与绿证交易政策的双重作用,构建了计及碳-绿证联动机制的农村清洁能源多能互补系统鲁棒调度优化模型。最后,考虑不同利益主体的贡献与需求,统筹多种利益均衡方法并基于认可度方法提出了农村清洁能源多能互补系统多主体综合利益均衡优化策略。基于以上方法与模型,选取典型农村清洁能源多能互补系统进行了算例仿真与模拟。

三、主要结论及政策建议

(1)农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行模式产生合作效益增量,每个参与主体的利益均有所增加。在多主体协同运行机制的作用下,通过系统内部源网荷储的互补与耦合实现了对内协同,对外统一的运行策略,减少了对外部市场依赖的同时促进了清洁能源的就地利用,使得联盟与个体的效益都得到了显著提升。此外,该机制还可减少应对不确定性条件的风险规避费用,有利于系统的稳定性。

(2)多主体协同模式使得农村清洁能源多能互补系统参与现行碳-绿证联动机制能够获得更多经济利润。多主体协同运行模式通过能源耦合与供需协调实现了更多绿色能源的高效利用,尤其是独具农村特色的生物质资源,借助碳-绿证联动机制还可将减排效益变成额外的利益增长点,是一种缓解农村能源系统独立运营压力的有效举措。

(3)鲁棒优化模型的成本偏差值是合理权衡系统运行效益与风险规避成本的关键参数。研究结果表明系统总效益值与碳-绿证联动效益均会随着成本偏差值的变化而波动,呈现负相关关系。农村清洁能源多能互补系统的运营决策者可根据风险偏好态度设定合理的成本偏差参数值,从而实现运行效益与风险成本的合理权衡。

四、边际贡献与未来拓展

本文的边际贡献如下。

(1)提出了农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行机制,该机制结合乡村振兴战略和能源扶贫政策,不仅提升了农村能源体系运行长久性又为其落地实践提供了理论依据。

(2)构建了计及碳-绿证联动机制的农村清洁能源多能互补系统鲁棒调度优化模型,可为清洁能源补贴政策退坡趋势下如何维系农村清洁能源多能互补系统的运营提供了理论参考。

(3)提出了农村清洁能源多能互补系统多主体综合利益均衡优化策略,实现了相对公平的合作增量效益分配,可有效提升不同能源主体达成协同运行的合作意愿。

本文的未来拓展如下。

本文开展农村清洁能源多能互补系统多主体协同调度优化模型及其利益协调方法的研究。未来可在宏观政策导向下进一步针对多实际场景及多分类尺度的农村能源体系的运行优化模型展开研究,比如农民生活、农业生产及产业生产等场景,旨在将更多的农村能源主体引入到运行优化模型中。

五、写作、投稿过程的心得体会

我们团队致力于农村能源转型与政策研究,本文在碳中和与乡村振兴的宏观政策导向下开展农村清洁能源多能互补系统多主体协同调度优化及利益协调策略研究。我们历经一年时间完成初稿并经过细致打磨之后,将论文投递给到贵期刊。在审稿过程中,我们收获了两位专家及编委老师们的宝贵意见,对于研究意义、模型构建以及算例仿真等方面给予了非常有价值的修改建议。经过严格的审稿与修改,我们的论文质量得到显著提升。系统工程理论与实践是中国管理类期刊的权威期刊,我们深感荣幸能与这样的学术刊物和专业的审稿团队交流,未来将能继续在该领域深耕细作,期待贡献更多有意义的学术成果。


本文摘编自《系统工程理论与实践》2026年,第46卷,第2期论文农村清洁能源多能互补系统多主体协同运行优化模型(点击题目链接全文)

作者:厉松芮1,*(通信作者), 博士, 讲师, 研究方向: 能源系统分析与优化, 能源经济;朱春旭2, 博士研究生, 研究方向: 能源供应链管理;张立辉2, 博士, 教授, 研究方向: 能源经济管理;谭忠富2, 博士, 教授, 研究方向: 能源经济管理;德格吉日夫3,博士后, 研究员, 研究方向: 能源规划优化, 能源经济与政策

      1. 中国石油大学(华东) 经济管理学院, 青岛 266580

      2. 华北电力大学 经济与管理学院, 北京 102206

      3. 电力规划设计总院, 北京 100190

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