一种考虑碳减排的多区域综合能源系统的优化调度方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115238473A(43)申请公布日2022.10.25(21)申请号202210770688.6(22)申请日2022.06.30(71)申请人华北电力大学（保定）地址071003河北省保定市市辖区永华北大街619号华北电力大学(72)发明人刘英培黄寅峰(74)专利代理机构石家庄冀科专利商标事务所有限公司13108专利代理师李羡民(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)G06F111/04(2020.01)G06F111/06(2020.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种考虑碳减排的多区域综合能源系统的优化调度方法(57)摘要本发明公开了一种考虑碳减排的多区域综合能源系统优化调度方法，所述方法为挖掘碳交易在多区域综合能源系统调度问题中的减碳潜力，提出了一种碳交易成本联合计算模型，接着考虑碳减排构建了多区域综合能源系统综合调度模型，最后求解该模型得到最优调度计划。本发明考虑了碳交易过程中碳排放权的购买上限以及不同区域综合能源系统之间的供求互动，不仅提高了多区域综合能源系统中低碳排强度系统的减碳能力，还使高碳排强度系统的经济成本有所降低，对于多区域综合能源系统的优化生产、运行、碳减排具有一定的指导意义。CN115238473ACN115238473A权利要求书1/2页1.一种考虑碳减排的多区域综合能源系统的优化调度方法，其特征在于，所述方法首先在考虑碳交易过程中碳排放权的购买上限以及不同区域综合能源系统之间供求互动的基础上构建多区域综合能源系统的碳交易成本联合计算模型；然后以总成本最小为目标构建优化调度模型；最后通过求解所述优化调度模型，得到最优的多区域综合能源系统调度结果。2.根据权利要求1所述的考虑碳减排的多区域综合能源系统的优化调度方法，其特征在于，所述碳交易成本联合计算模型的构建如下：采用基准线法计算单个RIES的无偿碳配额：式中，E为单个RIES的碳配额；λe是单位发电量的无偿碳配额系数；t表示时段；ΩG是RIES中燃煤发电机的集合；k为发电机的编号；PGk,t是燃煤发电机的功率；λh是单位供热量的无偿碳配额系数；K是发电量转换成供热量的折算系数；是热电联产机组的发电功率；是热电联产机组的供热功率；是燃气锅炉的供热功率。计算单个RIES的碳排放：式中，D为单个RIES的碳排放；λGk是发电机k的碳排放系数；是发电机k所配备碳捕集系统的运行功率，当发电机k为燃煤机组时，λr是碳捕集系统捕集单位碳排放所需的电量；λP2G是电转气设备的转换系数；PP2G,t是电转气设备的用电功率；λCHP是热电联产机组的碳排放系数；λGB是燃气锅炉的碳排放系数。3.根据权利要求1所述的考虑碳减排的多区域综合能源系统的优化调度方法，其特征在于，所述单个RIES进行碳交易时需要考虑碳市场的碳排放权购买上限，其碳排放权购买量不能超过该上限；因此，得到多区域综合能源系统中第i个RIES的碳交易成本计算公式如下：式中，ycar,i是第i个RIES的碳交易成本；Ccar是碳价；Di和Ei分别是第i个RIES的碳排放和碳配额；τ是处罚价格与碳价的比值；Db,i是碳排放权的购买量；Dc,i是碳排放权购买上限。4.根据权利要求1所述的考虑碳减排的多区域综合能源系统的优化调度方法，其特征在于，多区域综合能源系统中各RIES之间存在着碳排放权供求互动。第i个RIES的碳排放权购买上限由多区域综合能源系统中其他RIES共同决定。由此得到第i个RIES的碳交易成本联合计算公式如下：2CN115238473A权利要求书2/2页式中，n是RIES的集合；Dj和Ej分别是第j个RIES的碳排放和碳配额；是其他RIES所共同决定的第i个RIES的碳排权购买上限。对上式进行线性化处理，有：式中，m1和m2为无穷大正数；n1和n2为两个0‑1决策变量。5.根据权利要求1所述的考虑碳减排的多区域综合能源系统的优化调度方法，其特征在于，在构建以总成本最小为目标的多区域综合能源系统综合调度模型时，模型的约束条件包括发电机运行约束、风电出力约束、光伏发电约束、天然气传输约束、电转气设备约束、电锅炉约束、热电联产机组约束、燃气锅炉约束、储能装置约束和电负荷、热负荷、气负荷的功率平衡约束。6.根据权利要求1所述的多区域综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述优化模型采用商业求解器GUROBI求解。7.根据权利要求1所述的多区域综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述优化调度方法中可采取的调度手段包括：调节燃煤机组或碳捕集机组的出力；调节风力发电或光伏发电的并网功率；调节电锅炉、电转气设备、热电联产机组或燃气锅