基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113379121A(43)申请公布日2021.09.10(21)申请号202110639589.XG06Q10/06(2012.01)(22)申请日2021.06.08G06Q50/06(2012.01)G06F30/28(2020.01)(71)申请人国网甘肃省电力公司电力科学研究G06F111/04(2020.01)院G06F113/14(2020.01)地址730070甘肃省兰州市安宁区万新北G06F113/08(2020.01)路249号G06F119/14(2020.01)申请人国网甘肃省电力公司G06F119/08(2020.01)(72)发明人马喜平张惠智沈渭程胡殿刚董开松甄文喜陈柏旭张伟朱宏毅刘丽娟魏博赵耀同焕珍张赛(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人徐瑶(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)权利要求书4页说明书9页附图3页(54)发明名称基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法(57)摘要本发明公开了一种基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、设置目标函数；步骤2、建立约束条件；步骤3、基于步骤1和步骤2，最终得到电‑气综合能源系统中优化调度结果，包括以下物理量：电网购买的电功率；从气网购买的气流量；IEGS中设备电功率：包括微型燃气轮机、蓄电池、电锅炉、电转气等设备；IEGS中设备气流量：包括微型燃气轮机、电转气设备的气流量；IEGS中设备热功率：包括电锅炉、热交换机在内的热功率电功率。本发明以低碳运行和经济性为目标研究其进行优化调度的策略，为能源系统的低碳化运行提供解决方案。CN113379121ACN113379121A权利要求书1/4页1.基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、设置目标函数；步骤2、建立约束条件；步骤3、基于步骤1和步骤2，最终得到电‑气综合能源系统中优化调度结果。2.根据权利要求1所述的基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤1具体如下：电气热综合能源系统综合运行总成本包括购电、购气、系统设备运行、弃风光发电惩罚及碳交易费用，目标函数为：式中：Fe(t)表示购电成本；Fgas(t)表示购气成本；Foc(t)表示系统设备运行成本；FPM(t)表示弃风光发电惩罚成本；表示碳交易成本。3.根据权利要求2所述的基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤1中，购电成本Fe(t)：式中：Cgrid(t)表示购电单价；Pgrid(t)表示电网购买的电功率；购气成本Fgas(t)：式中：CNG(t)表示购气单价；qgrid(t)表示从气网购买的气流量；系统设备运行成本FOC(t)：式中：fi(t)表示i设备在t时刻的运行成本；2CN113379121A权利要求书2/4页式中：表示i设备的折旧系数；表示i设备的单位维护成本；表示P2G设备运行时单位时长消耗的水量单价；表示P2G设备运行时单位时长销售的氧气单价；PPV(t)表示光伏发电功率；PWT(t)表示风能发电功率；弃风光发电惩罚成本FPM(t)：式中：γPV表示弃光发电惩罚系数；λWT表示弃风发电惩罚系数；表示光伏发电功率；表示风能发电功率；碳交易成本其中式中：Egrid(t)表示火力发电厂的碳排放量；EMT(t)表示燃气轮机的碳排放量；表示火力发电厂的允许碳排放量；表示燃气轮机的允许碳排放量；3CN113379121A权利要求书3/4页表示碳交易单价；a1、b1、c1表示火力发电厂的碳排放系数；a2、b2、c2表示燃气轮机的碳排放系数；表示允许碳排放系数。4.根据权利要求3所述的基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中约束条件包括：新能源发电约束、储能设备约束、耦合设备的约束、天然气约束、能量平衡约束，其中，能量平衡约束包括电气母线平衡约束条件、天然气母线平衡约束条件、热平衡约束条件、冷平衡约束条件、燃气轮机输出的余热量与吸收式制冷机和热交换器的输入热量平衡条件、碳捕集系统捕获二氧化碳量与电转气消耗二氧化碳量的平衡条件、二氧化碳排放平衡条件。5.根据权利要求4所述的基于低碳目标的电气热综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述步骤2中新能源发电约束具体如下：储能设备约束：式中：SOCES表示蓄电池的储能量；耦合设备的约束：式中：Pi表示IEGS中i设备电功率；Qi表示IEGS中i设备热功率；天然气约束：式中：qi，j表示天然气动态模型中管道i节点j时刻的天然气流量；pi，j表示天然气动态模型中管道i节点j时刻的天然气压强；能量平衡约束：电气母线平衡约束条件：4C