基于动态碳排放因子的综合能源系统低碳需求响应方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115936390A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211675771.1(51)Int.Cl.(22)申请日2022.12.26G06Q10/0631(2023.01)G06Q50/06(2012.01)(71)申请人国网内蒙古东部电力有限公司供电服务监管与支持中心地址028000内蒙古自治区通辽市经济技术开发区海力锦大街以南、保康路以东申请人华北电力大学国家电网有限公司(72)发明人韩雪松李文杰石研刘春明王巳腾张禄晞李雨桐王春玲杨凤玖郑涛李吉平邢磊赵树野孙核柳王文文(74)专利代理机构南京创略知识产权代理事务所(普通合伙)32358专利代理师刘文艳权利要求书8页说明书17页附图3页(54)发明名称基于动态碳排放因子的综合能源系统低碳需求响应方法(57)摘要本发明公开了基于动态碳排放因子的综合能源系统低碳需求响应方法，首先构建综合能源系统发电机组模型，再根据构建的综合能源系统发电机组模型建立以发电成本最小为目标的机组出力，并获得发电机组最优出力；本发明通过构建电‑热耦合的动态碳排放因子，并将电力系统碳排放量从源侧传递到荷侧，再同时实时更新，使得用户能对自身用电行为产生的碳排放量有清晰的认知，从而极大程度的减少了高碳排放行为，接着建立满足可感知、公平性、激励性和可激励性原则的低碳需求响应机制，使得用户能进一步的调整用电时间，并最大程度的减少可转移负荷和可削减负荷，进而达到节能减排的效果，适合被广泛推广和使用。CN115936390ACN115936390A权利要求书1/8页1.基于动态碳排放因子的综合能源系统低碳需求响应方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤(A)，构建综合能源系统发电机组模型；步骤(B)，根据构建的综合能源系统发电机组模型建立以发电成本最小为目标的机组出力，获得发电机组最优出力；步骤(C)，构建电网络和热网络的碳排放流追踪模型，得出节点碳势和碳排放流量；步骤(D)，对得出的电力网络节点碳势和热力网络节点碳势进行空间上的平均化处理，得到电‑热耦合动态碳排放因子；步骤(E)，基于得到的电‑热耦合动态碳排放因子，建立低碳需求响应机制；步骤(F)，基于构建的低碳需求响应机制，建立可转移负荷模型和可削减负荷模型；步骤(G)，根据建立的可转移负荷模型和可削减负荷模型进行减碳效益评估，完成综合能源系统的低碳需求响应作业。2.根据权利要求1所述的基于动态碳排放因子的综合能源系统低碳需求响应方法，其特征在于：步骤(A)，构建综合能源系统发电机组模型，其中发电机组模型包括风电机组出力模型、光伏机组出力模型、生物质能机组出力模型、火电机组出力模型和CHP机组出力模型，具体步骤如下，步骤(A1)，构建风电机组出力模型，其中风电机组出力模型与场地条件有着密切相关，且轮毂处实际风速与监测点髙度的风速也有差别，具体步骤如下，步骤(A11)，对实测风速进行转换，如公式(1)所示，其中，vref和v(k)分别为第k时刻监测点的实测风速和轮毂处风速，H和Href分别为轮毂高度和实测点高度，α为地表粗糙程度描述因子；步骤(A12)，采用分段函数对风电机组功率输出与风速之间的关系进行建模，如公式(2)所示，其中，Prated为风电机组的额定输出功率，vmin为风电机组的最小启动风速，vmax为切除风速，vrated为风电机组额定功率输出所需的最小风速；步骤(A13)，计算风电机组的发电成本CWT，如公式(3)所示，CWT＝awt×PWT(3)其中，awt为风电机组的发电成本系数；步骤(A2)，构建光伏机组出力模型，其中光伏机组出力模型是将光伏电池转换成等效电路模型，再研究其UI特性，具体步骤如下，2CN115936390A权利要求书2/8页步骤(A21)，构建串并联电阻的精确仿真模型，且光伏阵列输出功率与光照强度、温度和标准测试条件有关，其中光伏电池的输出功率如公式(4)所示，其中，PPV为光伏电池在光照强度为G时的输出功率，Gstc为STC工况下的光照强度，TSTC为STC工况下的光伏电池表面温度，Pstc为STC工况下的最大输出功率，G为光照强度，k为功率温度系数，T为光伏电池的表面温度；步骤(A22)，计算光伏机组的发电成本CPV，如公式(5)所示，CPV＝apv×PPV(5)其中，apv为风电机组的发电成本系数；步骤(A3)，构建火电机组出力模型，其中火电机组是以煤炭、油类和可燃气体为燃料加热锅炉内的水，并使之增温，再用蒸气推动气轮的方式发电，具体步骤如下，步骤(A31)，计算火电发电机的供电量EHOT(t)，如公式(6)所示，EHOT(t)＝PHOT(t)△t(6)其中，PHOT为火电机组的发电功率；步骤(A32)，计算火电机组的发电成本CHOT，如公