[發明專利]碳排放權交易下碳捕集機組的廠內優化運行方法

有效

• 申請號: 201310018696.6
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103106621A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 周任軍;劉陽升
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電廠運行與控制方法領域，涉及一種考慮碳排放權交易的碳捕集電廠運行方法。

技術背景

我國是全球CO₂排放量最大的國家之一，在大力發展低碳經濟的背景下，電力行業是CO₂減排的主力軍，而碳捕集與封存(Carbon?Capture?and?Storage,CCS)技術則被認為是實現電力低碳化發展的有效方法之一。在CCS技術的支撐下，火力發電廠引入單獨的碳捕集系統后即成為碳捕集電廠。碳捕集電廠的捕集能量一般占電廠發電功率的20%左右，因此捕集能量成本和碳排放量之間的合理協調以實現碳捕集電廠的靈活、經濟運行是一個亟需解決的問題。國內外學者針對碳捕集電廠的靈活、經濟運行問題展開了初步探索，但目前還存在兩個問題需要解決。首先，碳捕集電廠是電力市場的主要參與者，在與碳排放交易市場接軌的過程中，從碳排放權交易價格敏感區間角度進行碳捕集電廠運行的市場響應建模尚未有研究涉及；其次，在總量控制與排放貿易的碳排放權交易體系下，由于火電廠的碳排放權配額有限，當碳排放量超過所分配的配額時，需要購買相應的碳排放權；而當碳排放配額有剩余時，則可售出碳排放權。從發電廠自身利益的角度來看，若不考慮碳捕集系統的調峰作用，當碳排放權價格過高時，應該增大與捕集能量相關的碳捕集水平以減少二氧化碳排放成本；而當二氧化碳排放權價格較低時，可降低碳捕集水平以減少能耗成本。碳捕集水平隨碳排放權價格變化而變化，但是碳排放權的價格處于波動狀態，具有很大的不確定性，因此碳捕集水平的合理優化存在較大困難。

發明內容

本發明針對上述缺陷公開了一種考慮碳排放權交易的碳捕集電廠運行方法，本發明的目的在于提出適用于歐盟碳排放權交易市場的碳捕集電廠靈活、經濟運行方法。

本發明的碳捕集電廠運行方法包含兩個部分內容：(1)建立了考慮碳排放權交易的碳捕集水平優化模型，該模型以碳捕集電廠的發電成本、碳排放權購買成本和售電損失成本構成的總運行成本最小為目標函數，約束條件考慮了碳捕集電廠的能量守恒約束、捕集能量約束和碳捕集水平約束，并通過該模型得到機組響應的碳排放權價格敏感區間；(2)采用α-超分位數方法求取碳排放權購買成本，建立考慮碳排放權價格不確定性的碳捕集水平隨機優化模型。

一種考慮碳排放權交易的碳捕集電廠運行方法包括以下步驟：

1)建立考慮碳捕集電廠的發電成本、碳排放權購買成本和售電損失成本的碳捕集水平優化模型，得出機組響應的碳排放權價格敏感區間；

2)采用α-超分位數方法求取碳排放權購買成本，建立碳捕集水平隨機優化模型。

所述步驟1)具體包括以下步驟：

1.1)建立目標函數minF＝f_cost+f_trade+f_loss，即發電廠的總運行成本最小作為目標函數；f_cost為發電成本；

f_trade為碳排放權購買成本；f_loss為售電損失成本；

f_cost＝f(P^N+P^C)=a(P^N+P^C)²+b(P^N+P^C)+c

f_trade=S·(1-β)e_G(P^N+P^C)

f_loss=kP^C

式中，a、b、c為碳捕集機組發電成本系數；P^N為凈輸出功率；P^C為捕集能量；S為碳排放權價格；β為碳捕集水平；e_G為單位電量的碳排放強度；k為上網電價；

1.2)建立碳捕集電廠的能量守恒約束條件：