程序名称：考虑碳交易与电网交互波动惩罚的共享储能电站优化配置与调度模型
实现平台：python---Jupyter Notebook
代码简介：构建的优化模型实现了解决多用户共享储能电站的容量配置与运行调度协同优化问题。该模型在传统经济性目标的基础上，创新性地引入碳交易机制与电网交互功率波动惩罚机制，实现了经济效益、环境效益与电网友好性的多目标协同优化。模型考虑的系统包含多个电力用户（如工业用户、商业用户等），每个用户配备分布式光伏发电和风力发电设备，同时接入共享储能电站进行能量管理。共享储能电站作为一种新型储能商业模式，允许多个用户共同投资建设和使用储能设施，通过规模效应降低投资成本，同时通过优化调度实现用户间的能量互补，提高储能设施的利用效率。碳交易机制的引入使得用户在购电决策时需要考虑碳排放成本，激励用户更多地使用可再生能源和储能设施，从而降低系统整体的碳排放量。电网交互功率波动惩罚机制的引入则有效抑制了用户群与电网交互功率的剧烈波动，有利于维护电网的稳定运行。
模型以多个用户（num_users = 3）在96个时段（num_periods = 96）内的总成本最小化为目标，总成本由五部分构成：购电费用减去售电收入（C1，基于峰-平-谷电价gamma和售电价格gamma_sell）、用户向共享储能缴纳的服务费（C2，基于service_fee）、碳交易成本（C3，由实际购电碳排放与配额之差乘以碳交易价格carbon_price得到）、储能寿命衰减成本（C4，基于吞吐量乘以寿命衰减系数life_cost_factor）以及电网交互功率波动惩罚项（C_wave，由相邻时段净交换功率变化绝对值乘以惩罚系数wave_penalty构成）。决策变量包括各用户在各时段的购电功率（P_grid）、售电功率（P_sell）、储能放电功率（P_ess_b）、储能充电功率（P_ess_s）及其对应的二进制状态变量（U_sell, U_ess_b, U_ess_s），共享储能电站的荷电状态（E）、充放电功率（P_abs, P_relea）、容量配置（E_max）、功率配置（P_max）以及相应的充放电状态位（U_abs, U_relea）。约束条件涵盖用户功率平衡（光伏P_pv、风电P_wind、购售电、储能充放电与负荷P_load的平衡）、储能荷电状态连续性及上下限（0.1~0.9倍E_max）、充放电互斥、购售电互斥，并引入Big-M法处理二进制变量；同时通过引入辅助变量wave_delta对相邻时段净交换功率的波动绝对值进行线性化处理，将其融入约束体系。模型采用混合整数线性规划方法，调用PULP_CBC_CMD求解器进行优化求解。求解后提取关键结果（如E_max_value, P_max_value），并对各用户的功率平衡、成本构成、储能运行状态进行可视化分析。最后，针对碳交易价格（carbon_price）、波动惩罚系数（wave_penalty）和碳排放配额比例（quota_factor）进行灵敏性分析，探讨其对储能配置容量与总成本的影响规律。
本模型在传统共享储能优化配置与调度模型的基础上，创新性地引入了碳交易机制和电网交互功率波动惩罚机制，具有以下特点和优势：（1）多目标协同优化。本模型实现了经济效益、环境效益与电网友好性的多目标协同优化。通过合理设置各成本项的权重系数，可以在不同优化目标之间进行权衡，满足不同场景下的决策需求。（2）碳交易机制创新。碳交易机制的引入使得模型能够量化用户群的碳排放成本，激励用户减少从电网购电、增加可再生能源消纳和储能利用。该机制与国家"双碳"战略目标高度契合，为共享储能电站的低碳运营提供了有效的经济激励手段。通过碳交易价格的调节，可以引导用户行为向低碳方向转变，实现环境效益与经济效益的双赢。（3）电网友好性设计。电网交互功率波动惩罚机制的引入有效抑制了用户群与电网交互功率的剧烈波动，提高了系统的电网友好性。考虑了大规模分布式资源接入对电网运行的影响，通过经济手段引导用户群的用电行为更加平滑有序，有利于减轻电网调峰调频压力，提高电力系统的运行稳定性。这对于促进分布式能源的大规模消纳具有重要的现实意义。（4）线性化建模技术。采用 Big-M 法和辅助变量法等线性化技术，将原本非线性的约束条件转化为线性约束，使得模型可以采用成熟的混合整数线性规划（MILP）求解器进行高效求解。保证了模型的计算效率，又确保了优化结果的全局最优性，为模型的实际应用奠定了坚实的理论基础。
参考文献：《基于共享储能电站的工业用户日前优化经济调度》《考虑精细化碳交易的共享储能多微网系统经济调度》《计及碳交易与灵活性的多微电网---共享储能双层优化配置模型》《计及需求响应和电动汽车共享储能的园区综合能源系统低碳运行优化策略》《基于需求响应与碳交易机制的多微网综合能源系统优化调度研究》《 绿证-电-碳耦合市场下计及需求响应与租赁共享储能的VPP鲁棒优化调度策略》
代码获取方式：【原创改进代码】考虑碳交易与电网交互波动惩罚的共享储能电站优化配置与调度模型
算例结果
