一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116029518A(43)申请公布日2023.04.28(21)申请号202310052701.9H02J3/00(2006.01)(22)申请日2023.02.02(71)申请人河海大学地址210000江苏省南京市鼓楼区西康路1号(72)发明人张晓陈胜吕文涛梁泽宇刘容玎孙梦颖卓敏仪龚怡宁(74)专利代理机构南京千语知识产权代理事务所(普通合伙)32394专利代理师祁文彦(51)Int.Cl.G06Q10/0631(2023.01)G06Q30/0283(2023.01)G06Q50/06(2012.01)G06Q50/26(2012.01)权利要求书4页说明书10页附图4页(54)发明名称一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法(57)摘要本发明公开了一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，包括：采集园区综合能源系统的历史光伏出力数据与以光伏、蓄电池设备为主的单位投资成本；构建多能负荷增长长期不确定性及光伏出力短期不确定性场景；建立以园区枢纽为核心、园区广义储能资源的设备为主体的能源集线器模型；建立广义储能模型；计算园区规划年365天运行成本及扩建成本，输出最优规划及运行策略。本发明充分考虑了负荷增长长期不确定性与光伏出力短期不确定性，利用时间转移特性实现多能源跨时段高效利用，挖掘了园区内以数据中心和楼宇为主体的广义储能资源，有效促进了新能源消纳，保证综合能源系统规划调度方案兼顾经济性与环保性。CN116029518ACN116029518A权利要求书1/4页1.一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，其特征在于，包括：步骤1：采集园区综合能源系统的历史光伏出力数据与以光伏、蓄电池设备为主的单位投资成本；步骤2：根据已知的园区参数，以园区综合能源系统的扩建成本与运行成本之和为目标函数，构建多能负荷增长长期不确定性及光伏出力短期不确定性场景；步骤3：建立以园区枢纽为核心、园区广义储能资源的设备为主体的能源集线器模型；步骤4：根据蓄电池储能、数据中心热特性、楼宇热特性，建立广义储能模型；步骤5：计算园区规划年365天运行成本及扩建成本，输出最优规划及运行策略。2.根据权利要求1所述的一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，其特征在于，步骤2中构建多能负荷增长长期不确定性场景具体包括：按季节性差异生成上层多能负荷长期不确定性场景共三类，分别为过渡季、夏季和冬季；光伏出力短期不确定性场景具体包括：基于光伏历史出力数据，利用k‑means聚类法生成下层光伏出力短期不确定性场景共四类。3.根据权利要求2所述的一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，其特征在于，步骤2中所述目标函数为：式(A‑1)中，下标t表示调度时刻；为光伏机组扩建容量，为蓄电池机组扩建容量，为地源热泵机组扩建容量，为冷热电三联供机组的扩建容量；为光伏机组单位扩建成本，为蓄电池机组单位扩建成本，为地源热泵机组单位扩建成本，为冷热电三联供机组的单位扩建成本；Ωg为典型日集合，ωg为各典型日权重；ΩPV为光伏出力E场景集合，ωPV为光伏出力场景权重；Pt为t时段的上级电网购电量，为t时段的上级气网购气量；为t时段的电价，为t时段的气价；IE为单位购电量的碳排放成本，IG为单位购气量的碳排放成本；式(A‑1)中，前四项为各扩建机组年化扩建成本，分别为光伏机组、蓄电池机组、地源热泵机组和冷热电三联供机组，第五项为年运行成本，其中计及了购电与购气的碳排放成本；各规划变量约束为：式(A‑2)中，为光伏机组扩建容量上限，为蓄电池机组扩建容量上限，为地2CN116029518A权利要求书2/4页源热泵机组扩建容量上限，为冷热电三联供机组扩建容量上限，为原始光伏装机容量，为原始蓄电池容量，为原始冷热电三联供机组容量，为原始地源热泵机组容量；前四项为扩建机组投资上限约束，后四项为扩建机组运行上限约束。4.根据权利要求1所述的一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，其特征在于，步骤3具体包括：园区能流平衡约束为：LC式中，Pt为t时段冷负荷需求，为t时段GSHP机组工业供冷量，为t时段CCHPLH机组供冷量；Pt为t时段热负荷需求，为t时段CCHP机组供热量；为t时段GSHP机PV组供热量；为t时段气锅炉供热量，为t时段电锅炉供热量；Pt为t时段光伏出力，disLEGSHPPt为t时段蓄电池充电量，Pt为t时段电负荷需求，Pt为t时段工业GSHP机组耗电量，EBchBDPt为t时段电锅炉耗电量，Pt为t时段蓄电池机组放电量，Pt为t时段楼宇GSHP机组耗电DCCCHP量，Pt为t时段数据中心耗电量；为t时段CCHP机组提供的电量；Pt为t时段CCHPGB机组