一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，该方法内容包括：建立低碳效益评价指标系统，建立碳捕集系统与风电协调投资系统，设定碳捕集系统与风电系统约束条件以及采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型。本发明专利技术通过引入价值工程理论建立低碳效益的数学描述同时使其在不同的技术或评价方式上具有可比性，给出了包括技术可行性、经济合理性和社会友好性三个方面的经济发展趋势和减排要求的投资规划方案，在软件辅助的基础上，为整体能源规划提供科学依据，提高社会整体投资效益，间接减少环境污染物排放。

A carbon capture system and wind power coordinated investment analysis method based on low carbon efficiency

The invention discloses a carbon capture system and wind power coordinated investment analysis method based on low carbon benefit, which includes the establishment of a low carbon benefit evaluation index system, the establishment of a carbon capture system and a wind power coordinated investment system, the setting of a carbon capture system and a wind power system constraint bar, and the DBCC algorithm to solve the low carbon based on the carbon capture system. A cost-effective carbon capture system and wind power coordinated investment model. By introducing the theory of value engineering to establish a mathematical description of low carbon benefit, the invention also makes it comparable in different technology or evaluation methods, and gives an investment planning scheme which includes three aspects of economic development trend and emission reduction requirements, including technical feasibility, economic rationality and social friendliness. It provides a scientific basis for the overall energy plan, improves the overall investment efficiency of the society, and indirectly reduces the discharge of environmental pollutants.

【技术实现步骤摘要】
一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法
本专利技术涉及低碳能源规划的分析方法，尤其涉及一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法。
技术介绍
我国目前的电力结构中，火力发电占77％。火电厂的主要排放物为CO2、氮氧化物以及硫氧化物等。氮氧化物以及硫氧化物会对空气造成污染，而CO2是造成全球变暖的主要因素。随着近年来环境保护意识的增强和低碳经济的发展，通过不同减排技术的选择与配合，如何使得发电企业在保证效益的同时兼顾减排的要求逐步成为了研究热点。为此，本专利技术提出一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，即依据价值工程理论给出低碳效益的概念，即全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量，使不同的技术或评价方式具有可比性，同时，建立技术可行性、经济合理性和社会友好性三个指标对其进行评价，并以低碳效益最大化为目标建立碳捕集系统与风电的协调投资分析模型，给出符合经济发展趋势和减排要求的投资规划方案，最后从三个指标的角度进行评价，为今后减排项目的发展提供指导意见。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，该方法通过建立低碳效益评价系统，结合碳捕集系统与风电的协调投资模型，以规划期内总体低碳效益最大作为求解目标，为整体能源规划提供科学依据，提高社会整体投资效益，间接减少环境污染物排放。为了实现上述专利技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，该方法内容包括：建立低碳效益评价指标系统，建立碳捕集系统与风电协调投资系统，设定碳捕集系统与风电系统约束条件以及采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型；其中，所述建立低碳效益评价指标系统主要采用价值工程理论(valueengineering，VE)，给出低碳效益的数学描述—全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量，并从技术可行性、经济合理性与社会友好性三项指标方面对减排项目的低碳效益进行评价；所述碳捕集系统与风电协调投资系统主要以碳捕集系统和风电系统作为新型、高效减排技术的典型，以计划期内总体低碳效益最大作为求解目标，对两系统进行规划协调；碳捕集系统与风电系统约束条件主要包括风电并网容量约束、发电量增长约束和减排指标约束；所述采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型主要采用DBCC算法，基于三个约束条件，对碳捕集系统和风电的规划装机容量进行迭代计算，给出三个指标评分下的投资规划方案；基于所述低碳效益评价指标系统，采用离散细菌群体趋药性(DBCC)算法，通过Transact-SQL编程语言，后台数据库采用SQLServer2008对数据库的物理和逻辑一致性进行检查，所述SQLServer2008可兼容win10系统，通过引入价值工程理论(valueengineering，VE)建立低碳效益的数学描述同时使其在不同的技术或评价方式上具有可比性；通过建立以技术可行性、经济合理性和社会友好性为首要指标的低碳效益评价系统，结合碳捕集系统与风电的协调投资模型，以规划期内总体低碳效益最大作为求解目标，以风电并网率、发电量增长趋势和减排指标为首要约束条件，结合三个指标评分给出符合经济发展趋势和减排要求的投资规划方案，为今后减排项目的发展提供科学的定量分析依据。所述低碳效益的数学描述，为等效排放量与实际排放量之差，其中，等效排放量为投入减排项目前这段时间内的碳排放量，以此量化碳减排量；因此，减排项目i的低碳效益LCPi可表示为：其中Ceri，t表示项目i在时段t内的碳减排量，单位为吨；Ceei，t表示等效碳排放量，单位为吨；Crei，t表示实际碳排放量，单位为吨；Invi，t表示项目i在时段内的投资，单位为元。所述技术可行性，与该技术的成熟度直接相关；技术成熟度(technologyreadiness，TR)是指技术相对于某个具体系统或项目所处的发展状态，它反映了技术对于项目预期目标的满足程度；技术成熟度等级(technologyreadinesslevel，TRL)是指对技术成熟程度进行量度和评测的一种标准，将技术从萌芽状态到成功应用于系统的整个过程划分为几个阶段，为管理层和科研单位提供了一种统一的标准化通用语言；发展周期长、研究深入、投入商业运营的技术的成熟度较高，意味着技术的可行性较高；反之，技术的成熟度低，则其可行性也较低。因此，技术可行性可量化表示为：其中，TRLi，t表示项目i在时段t内的技术成熟度等级；TRLmax表示技术成熟度的最大等级。所述经济合理性，为面对减排的目标，企业在投入大量人力物力的情况下，不得不考虑其经济回报、投资是否合理的问题；净现值(NetPresentValue，NPV)指标是反映项目投资获利能力的指标，具有直观可靠的特点；将其作为经济合理性的评价标准，能够充分反映项目的投资盈利情况，衡量低碳效益的合理性；净现值可以表示为：其中，Proi，t表示项目i在t时段内碳交易的收益，r表示贴现率；因此，经济合理性采用单位投资的净现值表示：所述社会友好性，为对环境的友好，以满足国家建设环境友好型社会的发展目标；从电力行业的角度考虑，社会友好性主要体现在减少主要大气污染物的排放，包括SO2、悬浮颗粒物、氮氧化物、CO2；因此，社会友好性指标可表示为：其中，Pgi，t表示项目i在t时段内的发电量，单位为MWh，μi，t表示项目i在t时段内的煤耗率，单位为t/MW，Sei，t，TSPei，t，Nei，t，Cei，t分别对应二氧化硫、悬浮颗粒物、氮氧化物和二氧化碳的排放量，单位为吨。所述总体低碳效益，由碳捕集系统的低碳效益和风电系统的低碳效益共同决定；碳捕集系统的低碳效益即其全寿命周期内的碳减排量与总投资的比值，而风电的实际碳排放量基本为零，因此风电的碳减排量即其等效碳排放量；以规划期内总体低碳效益最大作为求解目标，可得到总体低碳效益的目标函数为：所述采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型，其具体实施步骤如下：步骤1、按照发电量增长趋势和基础装机容量确定规划期内每个阶段的装机容量，并将本阶段与上一阶段的装机容量作差来作为本阶段装机容量的上限，在此基础上初始化碳捕集系统和风电系统的装机容量；步骤2、根据三个约束条件判断初始化的细菌是否满足约束，满足则保留，否则重新生成；步骤3、依据总体低碳效益的目标函数确定细菌的适应度函数；步骤4、由步骤1中所述本阶段装机容量的上限，控制细菌位置的更新范围；步骤5、计算各细菌的适应度，进行种群进化；步骤6、根据系统参数判断是否满足迭代终止条件，若满足则程序结束，取适应值最优的细菌作为最后结果，否则，返回步骤3。需要说明的是，细菌种群大小、迭代次数、初始精度和结束精度都可以根据实际的算例或具体条件进行相应的更新修正。由于采用上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有这样的有益效果：本专利技术通过采用DBCC算法，以Transact-SQL为编程语言，后台数据库采用SQLServer2008(可兼容win10系统)对数据库的物理和逻辑一致性进行检查，通过引入价值工程理论(valueengineering，VE)建立低碳效益的数学描述同时使其在不同的技术或评价方式上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，其特征在于：该方法内容包括：该方法内容包括：建立低碳效益评价指标系统，建立碳捕集系统与风电协调投资系统，设定碳捕集系统与风电系统约束条件以及采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型；其中，所述建立低碳效益评价指标系统主要采用价值工程理论，给出低碳效益的数学描述—全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量，并从技术可行性、经济合理性与社会友好性三项指标方面对减排项目的低碳效益进行评价；所述碳捕集系统与风电协调投资系统主要以碳捕集系统和风电系统作为新型、高效减排技术的典型，以计划期内总体低碳效益最大作为求解目标，对两系统进行规划协调；碳捕集系统与风电系统约束条件主要包括风电并网容量约束、发电量增长约束和减排指标约束；所述采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型主要采用DBCC算法，基于三个约束条件，对碳捕集系统和风电的规划装机容量进行迭代计算，给出三个指标评分下的投资规划方案；基于所述低碳效益评价指标系统，采用DBCC算法，通过Transact‑SQL编程语言，后台数据库采用SQL Server 2008对数据库的物理和逻辑一致性进行检查，所述SQL Server 2008可兼容win10系统，通过引入价值工程理论建立低碳效益的数学描述同时使其在不同的技术或评价方式上具有可比性；通过建立以技术可行性、经济合理性和社会友好性为首要指标的低碳效益评价系统，结合碳捕集系统与风电的协调投资模型，以规划期内总体低碳效益最大作为求解目标，以风电并网率、发电量增长趋势和减排指标为首要约束条件，结合三个指标评分给出符合经济发展趋势和减排要求的投资规划方案，为今后减排项目的发展提供科学的定量分析依据。...

【技术特征摘要】
1.一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，其特征在于：该方法内容包括：该方法内容包括：建立低碳效益评价指标系统，建立碳捕集系统与风电协调投资系统，设定碳捕集系统与风电系统约束条件以及采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型；其中，所述建立低碳效益评价指标系统主要采用价值工程理论，给出低碳效益的数学描述—全寿命周期内某减排项目单位投资的碳减排量，并从技术可行性、经济合理性与社会友好性三项指标方面对减排项目的低碳效益进行评价；所述碳捕集系统与风电协调投资系统主要以碳捕集系统和风电系统作为新型、高效减排技术的典型，以计划期内总体低碳效益最大作为求解目标，对两系统进行规划协调；碳捕集系统与风电系统约束条件主要包括风电并网容量约束、发电量增长约束和减排指标约束；所述采用DBCC算法求解基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资模型主要采用DBCC算法，基于三个约束条件，对碳捕集系统和风电的规划装机容量进行迭代计算，给出三个指标评分下的投资规划方案；基于所述低碳效益评价指标系统，采用DBCC算法，通过Transact-SQL编程语言，后台数据库采用SQLServer2008对数据库的物理和逻辑一致性进行检查，所述SQLServer2008可兼容win10系统，通过引入价值工程理论建立低碳效益的数学描述同时使其在不同的技术或评价方式上具有可比性；通过建立以技术可行性、经济合理性和社会友好性为首要指标的低碳效益评价系统，结合碳捕集系统与风电的协调投资模型，以规划期内总体低碳效益最大作为求解目标，以风电并网率、发电量增长趋势和减排指标为首要约束条件，结合三个指标评分给出符合经济发展趋势和减排要求的投资规划方案，为今后减排项目的发展提供科学的定量分析依据。2.根据权利要求1所述的一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，其特征在于：所述低碳效益的数学描述，为等效排放量与实际排放量之差，其中，等效排放量为投入减排项目前这段时间内的碳排放量，以此量化碳减排量；因此，减排项目i的低碳效益LCPi可表示为：其中Ceri，t表示项目i在时段t内的碳减排量，单位为吨；Ceei，t表示等效碳排放量，单位为吨；Crei，t表示实际碳排放量，单位为吨；Invi，t表示项目i在时段内的投资，单位为元。3.根据权利要求1所述的一种基于低碳效益的碳捕集系统与风电协调投资分析方法，其特征在于：所述技术可行性，与该技术的成熟度直接相关；技术成熟度是指技术相对于某个具体系统或项目所处的发展状态，它反映了技术对于项目预期目标的满足程度；技术成熟度等级是指对技术成熟程度进行量度和评测的一种标准，将技术从萌芽...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秋霞，支成，孙秀飞，赵晓龙，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13