一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115879618A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211560626.9G06F113/04(2020.01)(22)申请日2022.12.07(71)申请人国网山东省电力公司泰安供电公司地址271099山东省泰安市泰山区东岳大街201号(72)发明人耿建(74)专利代理机构银川瑞海陈知识产权代理事务所(普通合伙)64104专利代理师张海霞(51)Int.Cl.G06Q10/04(2023.01)G06Q30/0201(2023.01)G06Q50/06(2012.01)G06F30/20(2020.01)G06F119/06(2020.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化方法(57)摘要本发明公开一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化方法，包括以下步骤：建立综合能源系统的内层优化运行模型，考虑冷、热、电的能量平衡和蓄电、蓄热设备等运行的约束条件；构建综合能源系统电/热混合储能的外层优化配置模型，在分析投资成本、维护成本、运行成本等经济性目标的基础上，将碳排放目标加入优化目标函数中；向模型中输入实际数据，求解得出总成本的变化趋势图。有益效果为：在考虑多种经济性目标的基础上，创新性地考量了碳排放因素，为避免多目标优化权重选择的主观性，将碳排放折算为成本因素，结果计算精准，优化效果好。CN115879618ACN115879618A权利要求书1/3页1.一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化方法，其特征在于，包括以下步骤：建立综合能源系统的内层优化运行模型，考虑冷、热、电的能量平衡和蓄电、蓄热设备等运行的约束条件；构建综合能源系统电/热混合储能的外层优化配置模型，在分析投资成本、维护成本、运行成本等经济性目标的基础上，将碳排放目标加入优化目标函数中，以分析碳排放因素对综合能源系统储能优化配置的影响；向模型中输入实际数据，通过Matlab中的混合整数规划工具箱进行求解，得出总成本的变化趋势图，从而得到总成本最小时的最佳功率值与最佳容量值。2.如权利要求1所述的一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化方法，其特征在于：所述综合能源系统的内层优化运行模型如下：Cope＝Cgrid+Cfuel‑Csold(I)式中：Cope为总运行成本(投资成本)；Cgrid为电网购电成本；Cfuel为购买天然气的成本；Csold为向电网售电的收益；Pgrid,t为电网的电价；Pgrid,t为购电功率；Δt为时间；png,t为天然气价格；Ggt,t为微燃气轮机的燃气热值；Ggb,t为燃气锅炉的燃气热值；Hng为天然气热值；psold,t为售电价格；Psold,t为售电功率。3.如权利要求2所述的一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化方法，其特征在于：所述冷功率平衡约束为：COacHac，t+COecPec，t＝CL，t(5)式中：COac为吸收式制冷机的制冷系数；Hac，t为输入吸收式制冷机的热功率；COec为电制冷机系数；Pec，t为输入电制冷机的电功率；CL，t为冷负荷；所述热功率平衡约束为：Hhr，t+Hgb，t‑Hac，t+Htst，t＝HL，t(6)式中：Hhr，t为余热回收装置吸收的热功率；Hgb，t为燃气锅炉产生的热功率；Hac，t为输入吸收式制冷机的热功率；Htst，t为蓄热槽的冲放热热功率；HL，t为热负荷；所述电功率平衡约束为：Pmt，t+Pgrid，t‑Pec，t+Pb，t‑Psold，t＝PL，t‑PPV，t‑PW，t(7)式中：Pmt，t为微燃机输出；Pgrid，t为电网购电；Pec，t为电制冷机输入电功率；Pb，t为蓄电池充放电功率；Psold，t为电网售电；PL，t为用户用电需求；PPV，t为光伏发电功率；PW，t为风力发电功率；所述微燃机约束为：2CN115879618A权利要求书2/3页Pmt，t＝Ggt，tηmt(8)式中：ηmt为微型燃气轮机的转换效率；和为微型燃气轮机最小和最大输出功率；所述蓄电池约束为：式中：Eb，t为蓄电池的容量；σb为蓄电池的自放电率；ηb为蓄电池的充放电效率；所述蓄热槽的运行约束为：式中：Etst,t为蓄热槽的容量；σtst为蓄热槽的自放热率；ηtst为蓄热槽的充放热效率。4.如权利要求1所述的一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化方法，其特征在于：所述综合能源系统电/热混合储能的外层优化配置模型的目标函数如下：minF＝F1+F2(16)其中：式中：Cinv和Cm为投资成本和维护成本；cb,p、cb,e、ctst,e、cb,m,p、cb,m,e、ctst,m,e为储电系统的功率、能量和储热系统能量的单位投资成本与维护成本；Pb,N、Eb,N、Etst,N为储