[發明專利]一種電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度方法及系統

有效

• 申請號: 202310369272.8
• 申請日: 2023-04-06
• 公開（公告）號: CN116402295B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 呂超賢;孫文;梁睿;邢潤發;朱承續
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/02;G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 徐州先卓知識產權代理事務所(普通合伙) 32555
• 代理人: 王新愛

1.一種電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，該方法包括：

將電轉氣消納棄風棄光所轉化的高濃度瓦斯與含低濃度瓦斯的煤層氣進行摻混，同時利用礦井閑置地下空間改造為地下儲氣庫協同電轉氣進行瓦斯摻混，形成電轉氣-煤層氣-地下儲氣庫相互耦合的不同濃度瓦斯摻混利用模式；

根據礦山綜合能源系統組成、參數和不同濃度瓦斯摻混利用模式，建立電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度模型；

通過建立的礦山綜合能源系統優化調度模型，調用求解器進行求解；所述求解結果包括系統總運行成本、棄風棄光率、電轉氣及地下儲氣庫運行情況、系統功率平衡情況、摻混前后瓦斯濃度及流量變化情況。

2.根據權利要求1所述的電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，所述電轉氣-煤層氣-地下儲氣庫相互耦合的不同濃度瓦斯摻混利用模式為：

式中，為t時刻電轉氣產出的高濃度瓦斯總量；a為電轉氣輸出瓦斯功率轉化為瓦斯體積的轉化系數；為t時刻電轉氣產出的高濃度瓦斯參與摻混的瓦斯流量；為t時刻地下儲氣庫的瓦斯注入流量；為t時刻摻混的高濃度瓦斯流量；為t時刻地下儲氣庫的瓦斯釋放流量；為t時刻摻混后的氣體體積；為t時刻抽采出的煤層氣流量。

3.根據權利要求1所述的電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度系統，其特征在于，所述礦山綜合能源系統組成包括：風機發電單元、光伏發電單元、電網供電單元、煤層氣利用單元、乏風利用單元、涌水利用單元、電轉氣單元、瓦斯摻混單元、蓄熱氧化單元、水源熱泵單元、燃氣輪機單元、余熱鍋爐單元、吸收式制冷機單元、地下儲氣庫單元、蓄熱裝置單元、電負荷單元、熱負荷單元以及冷負荷單元。

4.根據權利要求1所述的電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，所述礦山綜合能源系統參數包括：電負荷、熱負荷、冷負荷、風機輸出、光伏輸出、煤層氣、乏風、涌水的預測值，系統設備組成、設備運行參數、地下儲氣庫當前儲存瓦斯量的初值。

5.根據權利要求1所述的電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，所述電轉氣摻混煤層氣的礦山綜合能源系統優化調度模型為：礦山綜合能源系統一個調度周期內運行費用最小為目標函數和多個約束；所述一個調度周期內運行費用最小為目標函數為：

minC＝C₁+C₂+C₃+C₄

式中，C、C₁、C₂、C₃、C₄分別為系統的總運行成本、購電成本、設備運維成本、棄風棄光懲罰成本及地下儲氣庫中初始容量天然氣購置成本；T為1個完整調度周期的總時段數；為t時刻系統購電功率；為t時刻的電價；μ_PV、μ_WT、μ_GT、μ_WHB、μ_UGS、μ_P2G、μ_WSHP、μ_RTO、μ_AC、μ_HSD分別為光伏、風機、燃氣輪機、余熱鍋爐、地下儲氣庫、電轉氣、水源熱泵、蓄熱氧化裝置、吸收式制冷機、蓄熱裝置的單位維護成本；分別為t時刻光伏、風機、燃氣輪機、余熱鍋爐、電轉氣、蓄熱氧化裝置、吸收式制冷機輸出功率；分別為t時刻地下儲氣庫中瓦斯釋放、注入流量；為t時刻的涌出量；分別為t時刻蓄熱裝置放、蓄熱功率；k_PV、k_WT分別為棄光、棄風的懲罰系數；分別為t時刻光伏、風機輸出功率預測值；為地下儲氣庫初始容量；p_G為天然氣的價格；

所述多個約束包括：地下儲氣庫運行約束和煤層氣摻混高濃度瓦斯平衡約束。