考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115375138A(43)申请公布日2022.11.22(21)申请号202211006804.3(22)申请日2022.08.22(71)申请人东北电力大学地址132012吉林省吉林市船营区长春路169号(72)发明人陈海鹏陈晋冬李扬高凤凯杨硕实杨玉龙蔡婷婷赵立权钟铁水思源(74)专利代理机构深圳众邦专利代理有限公司44545专利代理师李茂松(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q40/04(2012.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度方法(57)摘要本发明属于新能源开发技术领域，具体为考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度方法，首先建立以火电机组、CHP机组、风电机组、蓄电池、电锅炉等子系统构成的区域综合能源系统模型；将碳交易机制引入区域综合能源系统调度模型中，针对多能源下的不同机组碳排放不同，对阶梯碳排放机制加以改进；通过区域综合能源系统碳排放权模型、目标函数、约束条件建立了考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度模型；最后以三北地区某区域综合能源系统作为研究对象进行了算例分析，其结构合理，能够降低区域综合能源系统的能耗和碳排放，提高系统运行的经济性能和环保性。CN115375138ACN115375138A权利要求书1/3页1.考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1：建立区域综合能源系统模型；步骤2：引入阶梯式碳交易机制；步骤3：建立考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度模型：步骤4：对模型进行算例分析。2.根据权利要求1所述的考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度方法，其特征在于：所述步骤1中，区域综合能源系统由火电机组、CHP机组、风电机组、蓄电池、电锅炉和储热罐构成；热负荷由CHP机组、电锅炉和储热罐实现灵活供热。3.根据权利要求1所述的考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度方法，其特征在于：所述步骤2中，阶梯式碳交易以初始的碳排放配额为基准，分别向两边每隔一段距离就划分一个区间，划分若干碳排量区间。当碳排放越大或越小时，其所在的碳交易区间就距离基准碳交易配额越远，其碳交易价格就越高，在这个区间中由碳交易带来的成本或是收益也会越多，故有利于控制碳排量。针对多能源下的不同机组碳排放不同以及为进一步控制发电企业的碳排强度，对阶梯碳排放机制加以改进，鼓励燃煤机组向燃气轮机转变，同时关停小容量燃煤机组；改进的阶梯式碳交易如公式(1)所示；式中：FC为碳交易的成本或是收益；λ为当日碳交易的价格；d为每个碳排放量区间长度；σ为每个阶梯的碳交易价格增长幅度，即每上升一个阶梯，碳交易价格增加σλ；EG为发电企业的燃气机组实际碳排放量；EC为发电企业的燃煤机组实际碳排放量；Μ为碳交易价格动态调整系数；μ为碳交易价格动态调整系数。4.根据权利要求1所述的考虑动态碳交易价格的区域综合能源系统优化调度方法，其特征在于：所述步骤3中，首先建立区域综合能源系统碳排放权模型，整个区域综合能源系统可以获得碳交易配额的部分主要为火电机组、CHP机组与风电机组，需要优化的碳交易成本部分主要包括火电机组与CHP机组，其中火电机组均为燃煤机组，CHP机组均为燃气机组；(1)火电厂机组碳排放配额交易模型火电厂的碳排放配额采用与其发电量成比例的模型，如公式(2)所示；式中：EpMT为火电机组碳排放配额；ηe为单位发电量碳排放配额；PMTi(t)为第i个火电机组在时段t的发电量；(2)风电机组碳排放配额交易模型风电场虽然没有碳排放，但是依然可以获得碳排放配额，风电机组的碳配额与火电厂的碳配额计算相似，如公式(3)所示；2CN115375138A权利要求书2/3页式中：EpWT为风电机组碳排放配额；PWTi(t)为第i个风电机组在时段t的发电量；(3)CHP机组碳排放配额交易模型CHP机组可以在发电的同时利用余热提供热能，与不同的发电机组不同，因此在计算碳排放配额时要考虑到机组的供热功率，因此需要将其发电量折算成供热量，并根据总的等效发热量分配碳排放配额，碳排放额如公式(4)所示；式中：EpCHP为CHP机组碳排放配额；ηh为单位供热碳排放配额；PCHPi(t)为第i个CHP机组在时段t的发电量；QCHPi(t)为第i个CHP机组在时段t的供热量；ceh为发电量折算成供热量的系数；然后以区域综合能源系统规划模型在调度周期内的各机组运行维护成本、储能设备的运行成本以及碳交易成本之和最小为目标函数，调度周期为24小时，模型的目标函数如公式(5)所示；式中：PCj(t)＝PCHPj+δQCHPj；α、β、σ为CHP机组的燃料成本系数；m1