[發明專利]基于碳自然循環消納的清潔能源系統容量優化方法及系統在審

申請號：	202010902085.8	申請日：	2020-09-01
公開（公告）號：	CN111932028A	公開（公告）日：	2020-11-13
發明（設計）人：	冉亮;李國鋒;費斯奇;袁鐵江	申請（專利權）人：	大連理工大學
主分類號：	G06Q10/04	分類號：	G06Q10/04;G06Q50/06
代理公司：	北京高沃律師事務所 11569	代理人：	劉鳳玲
地址：	116086 遼***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于自然循環清潔能源系統容量優化方法
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【權利要求書】：

1.一種基于碳自然循環消納的清潔能源系統容量優化方法，其特征在于，包括：

以最小化清潔能源系統的費用為目標，以清潔能源系統的二氧化碳排放量、功率平衡和設備運行限值為約束條件，建立清潔能源系統模型；

對所述清潔能源系統模型進行優化求解，得到優化后的裝機容量。

2.根據權利要求1所述的基于碳自然循環消納的清潔能源系統容量優化方法，其特征在于，所述以最小化清潔能源系統的費用為目標，以清潔能源系統的二氧化碳排放量、功率平衡和設備運行限值為約束條件，建立清潔能源系統模型，具體包括：

根據如下公式確定目標函數：

minF＝C_P+C_Am+C_R

其中，

C_P＝CRF×∑C_kN_k

C_Am＝∑C_FN_k+∑C_V∑N(k，t)

式中，F為目標函數，C_P為系統總投資費用，CRF為折現系數，C_k為第k個設備的單位價格，N_k為第k個設備的裝機容量，C_Am為系統運行維護費用，C_F為第k個設備的固定維護費用，C_V為第k個設備的可變維護費用，N(k，t)為第k個設備在t時刻運行負荷，C_R為燃料費用，C_o為化石燃料的燃料費用系數，P_in，ch(t)為t時刻化石燃料發電機組的實際運行功率，T為總時間。

3.根據權利要求2所述的基于碳自然循環消納的清潔能源系統容量優化方法，其特征在于，所述以最小化清潔能源系統的費用為目標，以清潔能源系統的二氧化碳排放量、功率平衡和設備運行限值為約束條件，建立清潔能源系統模型，還包括：

根據如下公式確定基于碳自然循環消納的碳排放約束條件：

其中，

式中，為系統二氧化碳排放量，為系統二氧化碳排放量上限，δ_o為化石燃料燃燒的碳排放因子，為自然界最多消納二氧化碳上限，K_e為電力在各行業中二氧化碳排放分配系數，W_all為全球電力產量，W_f為基于碳自然循環消納的清潔能源系統電力產量；

根據如下公式確定功率平衡約束條件：

L_E＝P_C+P_WT+P_PV+P_B

L_H＝P_H，hp

L_C＝P_C，hp

式中，L_E為用戶電負荷需求，P_C為化石燃料發電機組出力，P_WT為風力發電機出力，P_PV為光伏出力，P_B為儲能電池實際充放電功率，L_H為用戶熱負荷需求，P_H，hp為地源熱泵供熱功率，L_C為用戶冷負荷需求，P_C，hp為地源熱泵制冷功率；

根據如下公式確定設備運行限值約束條件：

P_chmin≤P_ch(t)≤P_chmax

P_dismin≤P_dis(t)≤P_dismax

P_socmin≤P_soc(t)≤P_socmax

式中，I_τ為元件τ的運行數量，為元件τ最大運行數量，E_τ為元件τ的運行功率，為元件τ的最小運行功率，為元件τ的最大運行功率，P_i為第i種發電設備功率，為第i種發電設備功率上限，P_ch(t)為t時刻儲能電池充電功率，P_chmin為儲能電池充電功率下限，P_chmax為儲能電池充電功率上限，P_dis(t)為t時刻儲能電池放電功率，P_dismin為儲能電池放電功率下限，P_dismax為儲能電池放電功率上限，P_soc(t)為t時刻儲能電池荷電狀態，P_socmin為儲能電池荷電狀態下限，P_socmax為儲能電池荷電狀態上限。