本發(fā)明涉及能源系統(tǒng)，具體為一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、綜合能源系統(tǒng)(integrated?energy?system,ies)能夠在滿足需求側(cè)電、熱、氣等類型負(fù)荷的基礎(chǔ)上，規(guī)劃調(diào)度各能源設(shè)備出力，進(jìn)而降低系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行成本，提高清潔能源利用率。然而，風(fēng)電消納能力的不足卻給ies調(diào)度帶來了挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有提高風(fēng)電消納的方法主要為電轉(zhuǎn)氣技術(shù)(power-to-gas,p2g)，p2g可將夜間高發(fā)的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為氫氣或天然氣存儲(chǔ)，用來緩解高成本時(shí)段的負(fù)荷。但傳統(tǒng)p2g模式下電轉(zhuǎn)氣的效率較低，供能模式單一，從而導(dǎo)致能源的浪費(fèi)和棄風(fēng)成本的增加。

2、公開號(hào)為cn115809787a的發(fā)明公開了一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，包括：構(gòu)建兩階段p2g模型；構(gòu)建需求響應(yīng)模型；引入階梯式碳交易機(jī)制，根據(jù)兩階段電轉(zhuǎn)氣p2g模型和階梯式碳交易機(jī)制構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)調(diào)度模型；根據(jù)電、熱負(fù)荷數(shù)據(jù)利用預(yù)構(gòu)建的需求響應(yīng)模型進(jìn)行求解得到優(yōu)化后的電、熱負(fù)荷曲線；根據(jù)優(yōu)化后的電、熱負(fù)荷曲線，風(fēng)電出力預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、氣負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，階梯式碳交易機(jī)制，利用預(yù)構(gòu)建的綜合能源系統(tǒng)調(diào)度模型進(jìn)行求解，得到n種綜合能源系統(tǒng)調(diào)度方案，計(jì)算n種綜合能源系統(tǒng)調(diào)度方案的運(yùn)行成本及碳排放量；確定最終的綜合能源系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃。

3、如上述發(fā)明所示，現(xiàn)有的綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法一般是根據(jù)p2g技術(shù)的基本理念，精細(xì)化構(gòu)建了p2g兩階段運(yùn)行模型，計(jì)算n種綜合能源系統(tǒng)調(diào)度方案的運(yùn)行成本及碳排放量；確定最終的綜合能源系統(tǒng)調(diào)度計(jì)劃。但是這種方式在優(yōu)化需求側(cè)資源時(shí)僅針對(duì)日前調(diào)度階段，未充分考慮需求響應(yīng)資源在不同時(shí)間尺度下的響應(yīng)能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，解決了現(xiàn)有的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：

3、步驟一：獲取至少一個(gè)歷史周期內(nèi)的清潔能源電廠、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、燃?xì)忮仩t及儲(chǔ)能設(shè)備的數(shù)據(jù)，建立綜合能源系統(tǒng)中所包含的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、燃?xì)忮仩t及儲(chǔ)能設(shè)備等機(jī)組調(diào)度模型；

4、步驟二：基于多元負(fù)荷的可調(diào)度特性和不同時(shí)間尺度下的響應(yīng)能力，構(gòu)建基于日前價(jià)格型需求響應(yīng)模型；

5、步驟三：基于價(jià)格型需求響應(yīng)模型和階梯型碳交易機(jī)制，建立含補(bǔ)償系數(shù)的綜合能源系統(tǒng)階梯式碳交易機(jī)制模型；

6、步驟四：利用構(gòu)建的綜合能源系統(tǒng)調(diào)度模型進(jìn)行求解，通過階梯式碳交易機(jī)制模型調(diào)節(jié)碳交易成本，得到綜合能源系統(tǒng)調(diào)度方案。

7、優(yōu)選的，所述一個(gè)歷史周期至少為一個(gè)月，所述清潔能源電廠包括風(fēng)力發(fā)電廠、光伏發(fā)電廠以及水力發(fā)電廠，通過在獲取清潔能源點(diǎn)成數(shù)據(jù)時(shí)，還包括相應(yīng)發(fā)電廠下的天氣狀況數(shù)據(jù)。

8、優(yōu)選的，所述熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組數(shù)據(jù)包括機(jī)組啟停約束、爬坡約束、功率限值約束、旋轉(zhuǎn)備用約束、節(jié)點(diǎn)功率平衡約束、發(fā)電基礎(chǔ)成本數(shù)據(jù)。

9、優(yōu)選的，所述碳交易價(jià)格數(shù)據(jù)包括電力系統(tǒng)所需碳排放配額以及一個(gè)單位的碳排放配額的成本，同時(shí)碳交易數(shù)據(jù)還包括電力系統(tǒng)碳稅數(shù)據(jù)，所述電力需求數(shù)據(jù)包括一個(gè)歷史周期內(nèi)不同時(shí)間段下的需求數(shù)據(jù)。

10、優(yōu)選的，所述需求響應(yīng)模型為價(jià)格型需求響應(yīng)模型。

11、優(yōu)選的，所述價(jià)格型需求響應(yīng)模型包括：

12、

13、式中：ei,j為交叉彈性系數(shù)，表示用戶對(duì)其他時(shí)段電價(jià)變化的響應(yīng)，為非負(fù)值；ei,i為自彈性系數(shù)，表示用戶對(duì)當(dāng)前時(shí)段電價(jià)的響應(yīng),為負(fù)值；為需求響應(yīng)后i時(shí)刻的負(fù)荷變化量；為i時(shí)刻的初始負(fù)荷；δρj、δρi分別為j時(shí)刻和i時(shí)刻的電價(jià)變化量；分別為j時(shí)刻和i時(shí)刻的初始電價(jià)；

14、對(duì)于t個(gè)時(shí)間段的價(jià)格型負(fù)荷需求響應(yīng)模型為：

15、

16、式中：e為價(jià)格彈性矩陣。

17、優(yōu)選的，所述階梯型碳交易成本為：

18、

19、ec＝ez-ep2g；

20、

21、式中，cco2為綜合能源系統(tǒng)中碳交易成本，ec為綜合能源系統(tǒng)的實(shí)際碳排放總量，c為碳交易價(jià)格；h表示碳排放區(qū)間長度，μ和λ分別為獎(jiǎng)勵(lì)系數(shù)和懲罰系數(shù)，ez和ep表示火電機(jī)組、燃?xì)忮仩t和冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)際的碳排放量和無償?shù)奶寂欧排漕~；ep2g表示電轉(zhuǎn)氣設(shè)備吸收的二氧化碳量，η為碳捕獲系數(shù)。

22、優(yōu)選的，在現(xiàn)有碳交易機(jī)制基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步約束園區(qū)碳排，引入補(bǔ)償系數(shù)α，即實(shí)際碳排放量低于初始配額時(shí)，市場(chǎng)給予一定的補(bǔ)貼作為補(bǔ)償，基于此，構(gòu)建含補(bǔ)償系數(shù)的階梯式碳交易機(jī)制模型：

23、

24、eies＝ep-ea；

25、式中：eies為系統(tǒng)的實(shí)際碳排放量ep與初始碳配額ea的差值，為時(shí)刻系統(tǒng)的碳交易成本，為正表示購買額度，為負(fù)表示利用剩余額度獲得補(bǔ)貼；k為當(dāng)日碳交易基價(jià)，α為補(bǔ)償系數(shù)；β為價(jià)格增長幅度；d為每個(gè)階梯對(duì)應(yīng)的碳排放量區(qū)間長度。

26、有益效果

27、本發(fā)明提供了一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

28、1、該綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法考慮了多源儲(chǔ)能裝置，綜合能源系統(tǒng)可以通過多源儲(chǔ)能裝置在負(fù)荷低谷時(shí)期進(jìn)行蓄能，在負(fù)荷高峰時(shí)期進(jìn)行放能，故可以有效減少綜合能源系統(tǒng)向外部電網(wǎng)的購電量和設(shè)備的供能壓力，具有削峰填谷的作用，同時(shí)考慮價(jià)格型需求響應(yīng)策略和階梯型碳交易機(jī)制的日前優(yōu)化調(diào)度模型能夠在提高綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。

29、2、該綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法考慮了階梯型碳交易成本模型。相比傳統(tǒng)的碳交易成本模型，階梯型碳交易對(duì)系統(tǒng)具有更嚴(yán)格的碳排放量，由于綜合能源系統(tǒng)的總碳排放量低于免費(fèi)分配的碳配額，根據(jù)階梯型碳交易成本模型，綜合能源系統(tǒng)可以獲得一定的獎(jiǎng)勵(lì)，從而進(jìn)一步增加綜合能源系統(tǒng)中清潔機(jī)組出力。

技術(shù)特征：

1.一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述一個(gè)歷史周期至少為一個(gè)月，所述清潔能源電廠包括風(fēng)力發(fā)電廠、光伏發(fā)電廠以及水力發(fā)電廠，通過在獲取清潔能源點(diǎn)成數(shù)據(jù)時(shí)，還包括相應(yīng)發(fā)電廠下的天氣狀況數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組數(shù)據(jù)包括機(jī)組啟停約束、爬坡約束、功率限值約束、旋轉(zhuǎn)備用約束、節(jié)點(diǎn)功率平衡約束、發(fā)電基礎(chǔ)成本數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述碳交易價(jià)格數(shù)據(jù)包括電力系統(tǒng)所需碳排放配額以及一個(gè)單位的碳排放配額的成本，同時(shí)碳交易數(shù)據(jù)還包括電力系統(tǒng)碳稅數(shù)據(jù)，所述電力需求數(shù)據(jù)包括一個(gè)歷史周期內(nèi)不同時(shí)間段下的需求數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述需求響應(yīng)模型為價(jià)格型需求響應(yīng)模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：所述價(jià)格型需求響應(yīng)模型包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，本發(fā)明涉及能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。包括四個(gè)步驟，通過考慮多源儲(chǔ)能裝置，綜合能源系統(tǒng)可以通過多源儲(chǔ)能裝置在負(fù)荷低谷時(shí)期進(jìn)行蓄能，在負(fù)荷高峰時(shí)期進(jìn)行放能，故可以有效減少綜合能源系統(tǒng)向外部電網(wǎng)的購電量和設(shè)備的供能壓力，具有削峰填谷的作用。該綜合能源系統(tǒng)低碳優(yōu)化調(diào)度方法，考慮了階梯型碳交易成本模型。相比傳統(tǒng)的碳交易成本模型，階梯型碳交易對(duì)系統(tǒng)具有更嚴(yán)格的碳排放量，由于綜合能源系統(tǒng)的總碳排放量低于免費(fèi)分配的碳配額，根據(jù)階梯型碳交易成本模型，綜合能源系統(tǒng)可以獲得一定的獎(jiǎng)勵(lì)，從而進(jìn)一步增加綜合能源系統(tǒng)中清潔機(jī)組出力。

技術(shù)研發(fā)人員：李曉輝,趙冰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海臨港弘博新能源發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6