考虑风-光-碳捕集-电转气综合能源系统低碳优化调度.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114781756A(43)申请公布日2022.07.22(21)申请号202210575944.6G06Q50/06(2012.01)(22)申请日2022.05.24(71)申请人国网山东综合能源服务有限公司地址250012山东省济南市市中区泺源大街229号金龙中心东楼11层1106室申请人上海交通大学(72)发明人王瑞琪梁慧媛周琪周卉张旭张晓峰艾芊(74)专利代理机构上海旭诚知识产权代理有限公司31220专利代理师郑立(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q30/02(2012.01)权利要求书4页说明书11页附图3页(54)发明名称考虑风-光-碳捕集-电转气综合能源系统低碳优化调度(57)摘要本发明公开了一种考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，包括：构建风‑光‑碳捕集‑电转气联合的综合能源系统，其包含风电、光伏、火电机组、碳捕集系统、CCHP机组、燃气锅炉、储能设备、电制冷设备、电转气设备；考虑综合能源系统参与碳交易市场，建立多能互补的综合能源系统的低碳优化调度模型；求解所述低碳优化调度模型的优化结果；根据所述优化结果，通过调节风光发电提供给碳捕集系统能耗的功率，实现对风光发电的灵活调度，将碳捕集过程捕获的二氧化碳用于电转气，以提高能源利用率。本发明通过风‑光‑碳捕集‑电转气联合和系统多种能源的互补，在保持经济性的情况下实现风光消纳和低碳减排。CN114781756ACN114781756A权利要求书1/4页1.一种考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、构建风‑光‑碳捕集‑电转气联合的综合能源系统，所述综合能源系统包括风电、光伏、火电机组、碳捕集系统、CCHP机组、燃气锅炉、储能设备、电制冷设备、电转气设备；步骤2、考虑综合能源系统参与碳交易市场，建立多能互补的综合能源系统的低碳优化调度模型；步骤3、求解所述低碳优化调度模型的优化结果；步骤4、根据所述优化结果，通过调节风光发电提供给碳捕集系统能耗的功率，实现对风光发电的灵活调度，将碳捕集过程捕获的二氧化碳用于电转气，以提高能源利用率。2.如权利要求1所述的考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述步骤1中所述储能设备包括储电、储热、蓄冷设备。3.如权利要求2所述的考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述步骤1中所述CCHP机组包括内燃机、余热锅炉、溴化锂制冷机组。4.如权利要求3所述的考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中所述低碳优化调度模型以综合运行成本最低为目标函数，所述综合运行成本包括碳交易成本、发电设备运行成本、购电成本、购气成本、储能充放电成本。5.如权利要求4所述的考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述碳交易成本由火电机组和CCHP机组的碳交易成本构成，所述火电机组和CCHP机组的碳交易成本由碳排放量和碳分配额决定。6.如权利要求5所述的考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述火电机组和CCHP机组的碳分配额如下表示：式中，分别为t时刻碳捕集机组、CCHP机组的碳分配额，σG、σCCHP分别为碳捕集机组、CCHP机组的单位电量碳排放配额，为t时刻碳捕集机组的净发电功率，为t时刻碳捕集机组的等效发电出力，为t时刻由火电提供的碳捕集能耗，为t时刻CCHP机组输出的电功率，T为调度周期，dT为时间间隔，为t时刻输入CCHP机组天然气量，ηE为CCHP机组的电效率，hgas为天然气低热值；火电机组和CCHP机组的碳排放量如下表示：式中，为t时刻CCHP机组的碳排放量，λG、λCCHP分别为碳捕集机组、CCHP机组单位出2CN114781756A权利要求书2/4页力的碳排放强度。7.如权利要求6所述的考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述碳交易成本如下表示：式中，cc为碳交易成本系数。8.如权利要求7所述的考虑风‑光‑碳捕集‑电转气联合的多能互补综合能源系统低碳优化调度方法，其特征在于，所述发电设备运行成本如下表示：式中，cY为单位电量的运行成本系数，为t时刻发电设备的发电功率；所述购电成本如下表示：式中，为t时刻的电价，为t时刻的购电功率；所述购气成本如下表示：式中，cg为天然气价格，为t时刻消耗的天然气量；所述储能充放能成本如下表示：式中，ces为储