[發(fā)明專利]一種含P2G及儲能的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310158244.1
• 申請日: 2023-02-23
• 公開（公告）號: CN116227867A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓憲叢;祁煜明;朱聰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/067;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F17/11;F25B25/00
• 代理公司: 合肥鉤知專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 34305
• 代理人: 羅玉姣

本發(fā)明涉及能源調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其為一種含P2G及儲能的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其方法包括如下步驟：建立綜合能源系統(tǒng)，綜合能源系統(tǒng)包含能源供給、能源轉(zhuǎn)換和負(fù)荷需求三個模塊，綜合能源系統(tǒng)由P2G裝置、燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、熱回收裝置、吸收式制冷機(jī)電儲能裝置、儲氣罐、儲熱罐、電負(fù)荷、冷負(fù)荷和熱負(fù)荷構(gòu)成；本發(fā)明提出的方法與傳統(tǒng)的熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相結(jié)合的P2G?CCHP，建立了考慮光伏輸出和綜合需求響應(yīng)負(fù)荷不確定性的兩階段魯棒優(yōu)化模型，該模型的目標(biāo)函數(shù)采用min?max?min模型結(jié)構(gòu)的形式，保證綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)健性，對綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化，同時進(jìn)行熱量的循環(huán)利用，減少了煤炭等傳統(tǒng)能源的使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種含P2G及儲能的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法。

背景技術(shù)

近年來，中國可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。截至2020年6月底，全國可再生能源(風(fēng)/光)裝機(jī)容量達(dá)4.33億千瓦。然而，由于風(fēng)光資源分布不均衡、電網(wǎng)投資運(yùn)維成本高、市場交易機(jī)制不完善等原因，目前我國的可再生能源處在利用效率低、投資效益不足、市場競爭力弱的困境中。隨著可再生能源快速發(fā)展，傳統(tǒng)財政直補(bǔ)方式的壓力日益增加。綜合能源系統(tǒng)(IES)被認(rèn)為是一種有效的系統(tǒng)，可以通過多種能源形式實(shí)現(xiàn)多能源耦合的統(tǒng)一規(guī)劃。隨著P2G技術(shù)的發(fā)展，將多余的電能資源轉(zhuǎn)化為氫氣或天然氣將成為適應(yīng)日益增長的可再生能源的潛在途徑。分布式能源(DER)的快速增長，例如冷熱電聯(lián)產(chǎn)(CCHP)微網(wǎng)，在整個電力生產(chǎn)中提高了能源系統(tǒng)的靈活性，CCHP微網(wǎng)能有效滿足多種能源需求，可以提高電力系統(tǒng)的效率。目前，越來越多的學(xué)者認(rèn)為，將熱電聯(lián)產(chǎn)綜合能源系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電單元相結(jié)合的方式是一種吸收用戶側(cè)可再生能源的新途徑。

魯棒優(yōu)化強(qiáng)調(diào)從負(fù)荷需求響應(yīng)的角度解決綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化問題，雖然魯棒優(yōu)化在處理不確定性問題上具有明顯優(yōu)勢，但上述研究中采用的魯棒優(yōu)化方法都是基于最壞的場景來優(yōu)化系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。更保守的運(yùn)行魯棒性會伴隨著更高的系統(tǒng)成本，這意味著更高的系統(tǒng)穩(wěn)健性是以經(jīng)濟(jì)成本為代價的。這種做法勢必使優(yōu)化結(jié)果過于保守，不能更好地滿足電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。考慮到在保守性較強(qiáng)的極端情況下，該方案仍然是可行的，在改進(jìn)建模過程中，如何提高魯棒優(yōu)化模型的經(jīng)濟(jì)效益是一個研究熱點(diǎn)，能源的充分利用是社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提，當(dāng)前電、氣能源的廣泛應(yīng)用，還是通過傳統(tǒng)燃燒化石煤炭的火力發(fā)電廠進(jìn)行供給。一定程度上，傳統(tǒng)的電、氣使用模式，既不利于經(jīng)濟(jì)的長期、穩(wěn)定發(fā)展，其燃燒化合物也為周邊環(huán)境帶來嚴(yán)重污染問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種含P2G及儲能的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種含P2G及儲能的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其方法包括如下步驟：

S1、建立綜合能源系統(tǒng)，綜合能源系統(tǒng)包含能源供給、能源轉(zhuǎn)換和負(fù)荷需求三個模塊，綜合能源系統(tǒng)由P2G裝置、燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、熱回收裝置、吸收式制冷機(jī)電儲能裝置、儲氣罐、儲熱罐、電負(fù)荷、冷負(fù)荷和熱負(fù)荷構(gòu)成，通過計算電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)，電-氣綜合能源系統(tǒng)中的電力網(wǎng)絡(luò)，以及列寫回路方程實(shí)現(xiàn)；

S2、在能量耦合部分，構(gòu)建EH數(shù)學(xué)模型，引入需求響應(yīng)轉(zhuǎn)移矩陣E對EH數(shù)學(xué)模型進(jìn)行進(jìn)一步修正，E由能源耦合設(shè)備種類、效率以及能源分配占比確定，在整個電-氣綜合能源系統(tǒng)選取24小時作為一個調(diào)度周期，并根據(jù)柔性負(fù)荷的預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法的預(yù)測，考慮柔性負(fù)荷的電力系統(tǒng)通過削減、平移，以及轉(zhuǎn)移三種方式，實(shí)現(xiàn)在約束條件下柔性負(fù)荷概率發(fā)生最小化；

S3、燃?xì)廨啓C(jī)將氣體能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電過程中產(chǎn)生的熱由回收裝置回收，并用于加熱，同時P2G裝置利用風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等剩余電力電解水生成氫，然后提供給現(xiàn)有的燃?xì)夤艿谰W(wǎng)絡(luò)，氣體燃料在爐內(nèi)燃燒釋放熱量加熱水，并使其轉(zhuǎn)化為蒸氣，電制冷機(jī)在電能的驅(qū)動下，對冷凝劑進(jìn)行壓縮使其液化，通過冷凝劑的吸熱來實(shí)現(xiàn)制冷，吸收式制冷機(jī)加熱后產(chǎn)生的蒸汽推動壓縮機(jī)工作，從而實(shí)現(xiàn)制冷，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的熱量循環(huán)；