考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法.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CN113962828A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111244985.9G06N3/00(2006.01)(22)申请日2021.10.26(71)申请人长春工程学院地址130012吉林省长春市朝阳区宽平大路395号(72)发明人王晖刘健纪秀吕帅帅孟祥萍和思铭耿英楠安喆廖旭李子杰(74)专利代理机构长春市吉利专利事务所(普通合伙)22206代理人王楠楠李晓莉(51)Int.Cl.G06Q50/06(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q10/04(2012.01)权利要求书4页说明书14页附图12页(54)发明名称考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法(57)摘要本发明公开了考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，属于能源规划技术领域，本发明针对风光荷储微网经济性与碳排放存在相矛盾的问题，为了全面展现两目标最优解相互间关系，本发明在给定风光荷储的功率及容量限制等约束条件下，建立了经济和碳排放双目标日优化调度模型。采用改进多周期余弦收敛因子的多目标灰狼优化算法MOGWO求解该帕累托前沿分布，增强了多目标灰狼算法的多目标最优边界的搜索能力。最终，在系统处于无储能储热系统、有储能无储热系统、有储热无储能系统以及有储能有储热系统四种情况下的双目标帕累托前沿中，可根据地方政策需求，按权重选择某一帕累托前沿点所对应的最优解作为各设备日调度计划出力值。CN113962828ACN113962828A权利要求书1/4页1.考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：获取用于建立考虑碳消耗的综合能源系统优化模型的优化协调系统参数数据，所述优化协调系统参数数据包括风机发电机组、光伏发电机组、微燃机、固态储热装置和电池储能装置的系统及设备经济技术参数数据，不同时段热负荷和电负荷参数数据，不同时段风机风速和功率参数数据，不同时段国家电网电价参数数据以及二氧化碳排放价格参数数据；步骤2：以二氧化碳排放最低和综合能源系统运行成本最低为双层目标函数，根据步骤1中所述的优化协调系统参数数据以及电力平衡、固态储热、电池储能和热力平衡的约束条件，建立考虑碳消耗的综合能源系统优化模型；所述综合能源系统运行成本包括电网成本和设备运行成本；所述二氧化碳排放包括电网发电耗碳排放和微燃机发电耗碳排放；步骤3：利用多目标灰狼优化算法MOGWO对考虑碳消耗的综合能源系统优化模型进行求解，并在无储能储热系统、有储能无储热系统、有储热无储能系统以及有储能有储热系统四种模式下分析对比综合能源系统的碳排放和系统运行成本情况，在满足步骤2所述的约束条件下获得系统最优协调控制策略，进而得出微燃机、风机、固态储热装置和储能电池调度计划出力值，从而实现降低碳排放的同时保证综合能源系统运行成本最低目标。2.根据权利要求1所述的考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，其特征在于：步骤1中，所述的系统及设备经济技术参数数据包括风机切入风速Vci、风机额定风速Vr、风机切出风速Vco、天然气热值、天然气单价、微燃机发电功率、微燃机发热效率、微燃机启动效率、微燃机最大功率、固态储热最大放热功率、固态储热最大储热功率、固态储热最小容量、固态储热最大容量、锂电池储电最大放电功率、锂电池储电最大充电功率、锂电池最小容量、锂电池最大容量、电网发电耗煤率、微燃机发电耗煤率和电热转化效率。3.根据权利要求2所述的考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，其特征在于：步骤2中，以二氧化碳排放最低和综合能源系统运行成本最低为双层目标函数的建立过程如下：目标函数1：minf1＝Cgrid+Csheb(1)式中，f1是综合能源系统运行成本最低目标函数；Cgrid为电网成本；Csheb为设备运行成本；目标函数2：minf2＝Tgrid+Tmt(2)Tgrid＝Egrid·δgrid(3)δgrid＝b/(1+a)(4)Tmt＝Emt·δmt(5)式中，f2是综合能源系统二氧化碳排放最低目标函数；Tgrid为向电网买的电所包含的排放的二氧化碳碳；Tmt为微燃机燃烧天然气所释放的二氧化碳；Egrid为向电网买电总量；δgrid为向电网买的电中的电煤转化系数；a为新能源与火电在电网中的发电量比例值；b为火电发1KWh电量带来的二氧化碳排放；Emt为微燃机发电总量；δmt为微燃机发电与碳排放间的系数比，称为微燃机的电碳转化系数；具体的综合能源系统运行成本计算过程如下：2CN113962828A权利要求书2/4页预先设定采集的数据间隔为1小时(1)电网成本电网成本由向电网买卖电量与双向分时电价乘积得到，某一时刻风光发电的电量大于综合能源系统所需电量时，向电网卖电，此时卖电量乘以该时