[發明專利]一種基于綜合能源系統源-荷多時間尺度優化調度方法

在審

• 申請號: 202211424005.8
• 申請日: 2022-11-15
• 公開（公告）號: CN115907363A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 周小博;胡福年;張彭成;彭晨惠;卞建軍;郭旭;曹文彥
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/14;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 雷向永

本發明公開了一種基于綜合能源系統源?荷多時間尺度優化調度方法，首先，源側考慮火電機組加裝碳捕集裝置，形成碳捕集電廠與可再生能源協調配合，荷側考慮多種需求響應資源解決多時間尺度下碳捕集電廠的運行局限性，據此構建源荷協調的日前?日內兩階段低碳經濟優化調度模型；其次，根據不同需求響應資源對電網調度指令響應速度的快慢，將需求響應資源分為一級需求響應資源和二級需求響應資源兩類。最后，以改進的IEEE?39節點作為算例仿真，結果表明，所提調度方法能夠協調源荷資源、降低系統運行成本和減少碳排放量。

技術領域

本發明涉及電力系統優化運行技術領域，具體地說是一種基于綜合能源系統源-荷多時間尺度優化調度方法。

背景技術

綜合能源系統打破了傳統電、氣、熱能源獨立運行模式的壁壘，具有多能互補、提高能源利用效率、降低用能成本和減小碳排放的優點。但是目前綜合能源系統存在碳排放量較高、可再生能源利用率較低和總運行成本較高的問題，因此探究如何協調配合能源側供能設備和負荷側用能設備，以此減少碳排放量、提高可再生能源消納和降低系統總成本，是目前仍需解決的重要問題。

目前有研究考慮利用碳捕集與封存技術將傳統常規機組改造為碳捕集電廠來降低機組自身的碳排放量，提高機組的運行靈活性，提升系統的可再生能源消納，但是上述文獻忽略了電轉氣設備只會在可再生能源剩余時工作，當電轉氣設備工作時，碳捕集設備捕集到的CO2量較少，此時存在CO2在捕集和利用上的時間不匹配問題。有的學者考慮廣義電熱需求響應，構建了源荷兩側相互配合的低碳經濟調度模型。但是上述文獻僅考慮了長時間尺度下的調度，沒有考慮在短時間尺度下修正預測誤差。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提出一種基于碳捕集的綜合能源系統低碳經濟優化調度方法，旨在獲得最低的系統運行成本和系統碳排放總量。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種基于綜合能源系統源-荷多時間尺度優化調度方法，包括以下步驟：

步驟A：首先源荷兩側協調配合，根據不同需求響應資源對電網調度指令響應速度的快慢，將需求響應資源分為一級需求響應資源和二級需求響應資源兩類。一級需求響應資源用于日前調度階段中，二級需求響應資源用于日內調度階段中；

步驟B：源側將傳統火電機組加裝碳捕集設備改造后形成碳捕集電廠，碳捕集電廠采用綜合靈活運行方式。綜合靈活運行方式是碳捕集電廠通過加入煙氣旁路系統和溶液存儲器共同作用；

步驟C：荷側考慮多種需求響應資源，需求響應資源包含價格型需求響應資源和激勵型需求響應資源兩種，負荷用戶包含剛性負荷、可轉移負荷、可中斷負荷和可替代負荷；

步驟D：獲取綜合能源系統初始碳排放配額和實際碳排放配額，據此構建綜合能源系統階梯式碳交易模型；

步驟E：在步驟A的基礎上，調用步驟B和步驟C中所述的源側兩側資源，考慮步驟D中所述的階梯式碳交易模型，建立源荷協調的日前-日內兩階段低碳經濟優化調度模型；

步驟F：基于步驟E中的源荷協調的日前-日內兩階段低碳經濟優化調度模型，改進IEEE-39節點作為算例仿真,利用MATLAB軟件中的求解器CPLEX軟件對模型進行求解。

優選的，所述步驟A中的綜合能源系統包括風電機組、光伏機組、外部電網、碳捕集電廠、燃氣輪機、電轉氣設備、電解槽裝置、氫燃料電池、電鍋爐、儲碳和儲液設備、剛性負荷和柔性負荷。

優選的，所述步驟A中的需求響應資源類型是根據不同需求響應資源對電網調度指令響應速度的快慢來劃分其類型。