[發明專利]基于P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的多能源系統低碳優化調度模型建模方法

在審

• 申請號: 202211116067.2
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115526034A
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王燦;王帆;李欣然;甘友春;賀旭輝;張羽;張雪菲
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

基于P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的多能源系統低碳優化調度模型建模方法，包括以下步驟：步驟1：建立P2G與富氧燃燒電廠聯合運行模型，將P2G在制氫同時產生的氧氣用于富氧燃燒電廠聯合運行；步驟2：建立P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的能量關系模型；步驟3：綜合考慮系統發電成本、購氣成本、運行維護成本、碳交易成本以及碳封存成本，建立以系統日運行成本最小為目標函數的基于P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的多能源系統低碳優化調度模型。該方法使用了有著高捕集效率和低捕集成本的富氧燃燒技術，并將其與P2G技術相結合，不僅實現了對P2G過程中產生的氧氣充分利用，提高了系統的經濟性，而且減少了多能源系統的碳排放。

技術領域

本發明涉及低碳多能源系統優化運行技術領域，涉及一種基于P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的多能源系統低碳優化調度模型建模方法。

背景技術

電轉氣(P2G)的出現為發揮多能源系統的低碳潛力提供了技術支撐，P2G能夠將生產出的多余電能轉化為天然氣進行存儲或使用，為可再生能源的消納提供了一種新的方式。因此如何實現P2G的最優利用，減少多能源系統的碳排放，提高多能源系統的經濟性是需要研究的重要問題。

現有技術文獻中：文獻[1]《含電轉氣的區域綜合能源系統熱電優化調度》(崔楊，閆石，仲悟之，等.含電轉氣的區域綜合能源系統熱電優化調度[J].電網技術，2020，44(11)： 4254-4264.)細化了P2G過程，構建了P2G的兩階段運行模型，并在系統中引入氫燃料電池，實現了電、氫、天然氣的相互耦合，提高了P2G的利用效率，降低了能量轉化過程中的損耗。文獻[2]《計及碳捕集電廠綜合靈活運行方式的含P2G綜合能源系統低碳經濟調度》(王義軍，李夢涵，齊巖.計及碳捕集電廠綜合靈活運行方式的含P2G綜合能源系統低碳經濟調度[J/OL].電力自動化設備：1-12[2022-08-01].)提出了含儲液罐的P2G-碳捕集電廠的聯合運行模式，用儲液罐實現能量的時移，降低P2G運行成本。文獻[3]《計及碳捕集和電轉氣協同的電氣互聯系統優化調度》(陳伯達，林楷東，張勇軍，等.計及碳捕集和電轉氣協同的電氣互聯系統優化調度[J].南方電網技術，2019，13(11)：9-17.)通過添加 CO2儲氣裝置解決了碳捕集與利用時存在時空不同步的問題。

但上述文獻對P2G的研究大多數集中在P2G過程中產生氫氣的利用方面，對電轉氣過程中產生的氧氣的處理少有提及，且與P2G相耦合的是成本較高的燃燒后捕集技術，會產生較高的碳捕集成本。

發明內容

針對以上不足，本發明提出了一種基于P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的多能源系統低碳優化調度模型建模方法，該方法建立的模型使用了有著高捕集效率和低捕集成本的富氧燃燒技術，并將其與P2G技術相結合，不僅實現了對P2G過程中產生的氧氣充分利用，提高了系統的經濟性，而且減少了多能源系統的碳排放與運行成本。

本發明采取的技術方案為：

基于P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的多能源系統低碳優化調度模型建模方法，包括以下步驟：

步驟1：建立P2G與富氧燃燒電廠聯合運行模型，將P2G在制氫同時產生的氧氣用于富氧燃燒電廠聯合運行；

步驟2：建立P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的能量關系模型；

步驟3：綜合考慮系統發電成本、購氣成本、運行維護成本、碳交易成本以及碳封存成本，建立以系統日運行成本最小為目標函數的基于P2G與富氧燃燒電廠聯合運行的多能源系統低碳優化調度模型。

所述步驟1中，構建P2G與富氧燃燒電廠聯合運行模型，其運行機理如下：