[發(fā)明專利]一種考慮碳捕集與碳交易的園區(qū)低碳經(jīng)濟運行方法

在審

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• 申請日: 2023-04-23
• 公開（公告）號: CN116542370A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳艷波;李嘉祺;方哲;李春來;司楊;劉宇翔;張寧;田昊欣;陳曉弢;王德帥;杜欽濤;楊軍;劉志慧;孫雪婷;吳適存;李曉雪;周萬鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);青海大學(xué);國網(wǎng)青海省電力公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;H02J3/14;H02J3/38;G06Q10/0631;G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/04;G06F113/06;G06F119/02;G06F119/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發(fā)明公開了屬于綜合能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的一種考慮碳捕集與碳交易的園區(qū)低碳經(jīng)濟運行方法。建立激勵型負荷綜合需求響應(yīng)模型，并根據(jù)可轉(zhuǎn)移負荷和可削減負荷的總量計算用戶補償收益；建立能量轉(zhuǎn)換設(shè)備和能量存儲設(shè)備的運行模型，列寫電、氣、熱、冷、氫多能流平衡方程；建立考慮能源提取、能源運輸、發(fā)電運行和廢氣處理不同階段和不同能源鏈中溫室氣體排放的工業(yè)園區(qū)碳足跡核算模型；將低碳園區(qū)綜合能源系統(tǒng)與傳統(tǒng)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的低碳性與經(jīng)濟性進行對比，驗證在滿足低碳經(jīng)濟優(yōu)化運行目標的前提下系統(tǒng)的低碳性與經(jīng)濟性。本發(fā)明使得傳統(tǒng)園區(qū)、低碳園區(qū)總成本降低，促進了新能源的消納，實現(xiàn)了園區(qū)低碳減排的目標。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及綜合能源系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮碳捕集與碳交易的園區(qū)低碳經(jīng)濟運行方法。

背景技術(shù)

當前我國用戶、社會對于能源的需要變得更加多樣化，這對于能源管理的要求也就逐漸增高，需要在不斷探索能源滿足用戶需求的基礎(chǔ)上，減少用電成本、降低碳排放，增加清潔能源使用占比。

在此背景下，園區(qū)綜合能源系統(tǒng)(park?integrated?energy?system,PIES)通過將電力、熱能、天然氣等能源耦合在一起，實現(xiàn)多種能源的優(yōu)化運行、協(xié)同管理以及互補互濟，構(gòu)建了“清潔低碳、安全高效”的現(xiàn)代能源體系。如何找到經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護平衡點成為當前國內(nèi)熱點問題，其中，推動能源綠色、低碳、可持續(xù)循環(huán)發(fā)展，是PIES發(fā)展過程中的非常重要的一環(huán)。

因此，需要具體在電力系統(tǒng)(electrical?power?system,EPS)與天然氣系統(tǒng)(natural?gas?system,NGS)能量耦合的關(guān)系下，考慮電轉(zhuǎn)氣設(shè)備(power-to-gas,P2G)與獎懲階梯式碳交易機制，提出低碳PIES經(jīng)濟運行方法，并在同一競爭模式下與傳統(tǒng)PIES對比分析園區(qū)低碳性與經(jīng)濟性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種考慮碳捕集與碳交易的園區(qū)低碳經(jīng)濟運行方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A.基于改進輕魯棒優(yōu)化模型處理新能源不確定性風險，考慮集合中可用出力在最壞情況下系統(tǒng)的最優(yōu)決策方案，擺脫對線性規(guī)劃問題最優(yōu)解的依賴，建立激勵型負荷綜合需求響應(yīng)模型，并根據(jù)可轉(zhuǎn)移負荷和可削減負荷的總量計算用戶補償收益；

步驟B.建立能量轉(zhuǎn)換設(shè)備和能量存儲設(shè)備的運行模型，列寫電、氣、熱、冷、氫多能流平衡方程；

步驟C.利用生命周期評價法建立考慮能源提取、能源運輸、發(fā)電運行和廢氣處理不同階段和不同能源鏈中溫室氣體排放的工業(yè)園區(qū)碳足跡核算模型；

步驟D.在建立園區(qū)間電能交互通道的前提下，將低碳園區(qū)綜合能源系統(tǒng)與傳統(tǒng)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)的低碳性與經(jīng)濟性進行對比，驗證在滿足低碳經(jīng)濟優(yōu)化運行目標的前提下系統(tǒng)的低碳性與經(jīng)濟性。

所述步驟A中的改進輕魯棒優(yōu)化模型為：

s.t.

式中，為棄新能源懲罰成本；P_PV,t、P_WT,t分別為t時刻光伏機組出力、風電機組出力；c_PV、c_WT分別表示光伏機組出力、風電機組出力的懲罰系數(shù)向量；ω₁、ω₂為權(quán)重向量；γ₁、γ₂均為魯棒約束的松弛程度；分別為將線性約束中光伏機組出力、風電機組出力轉(zhuǎn)變的不確定參數(shù)。

所述步驟A中的用戶補償收益包括：