基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法及系统。该方法包括：以最小化清洁能源系统的费用为目标，以清洁能源系统的二氧化碳排放量、功率平衡和设备运行限值为约束条件，建立清洁能源系统模型；对清洁能源系统模型进行优化求解。采用本发明专利技术的方法及系统，得到优化后的装机容量，能够大幅度削减火电机组出力产生的污染排放，实现二氧化碳“净零排放”，保证系统经济性、供能可靠性与环境友好性。

【技术实现步骤摘要】
基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法及系统
本专利技术涉及电力系统
，特别是涉及一种基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法及系统。
技术介绍
能源始终是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，随着人类社会进入了飞速发展的时代，社会总能源消费需求急剧增加，全球性的能源危机开始逐步凸显。全球总能源消费需求的不断增加将给全球能源供应带来巨大的压力。此外，人类社会长期大量地开发和使用化石能源己经积累了非常严峻的环境污染问题。构建清洁、安全以及可持续发展的能源供应结构来应对全球性的能源危机、气候异常以及环境污染等问题已成为全球能源发展的主题。目前，火电机组出力产生的碳排放量大，严重破坏环境，如何保证系统经济性、供能可靠性与环境友好性是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法及系统，能够大幅度削减火电机组出力产生的污染排放，实现二氧化碳“净零排放”，保证系统经济性、供能可靠性与环境友好性。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法，其特征在于，包括：/n以最小化清洁能源系统的费用为目标，以清洁能源系统的二氧化碳排放量、功率平衡和设备运行限值为约束条件，建立清洁能源系统模型；/n对所述清洁能源系统模型进行优化求解，得到优化后的装机容量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法，其特征在于，包括：
以最小化清洁能源系统的费用为目标，以清洁能源系统的二氧化碳排放量、功率平衡和设备运行限值为约束条件，建立清洁能源系统模型；
对所述清洁能源系统模型进行优化求解，得到优化后的装机容量。


2.根据权利要求1所述的基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法，其特征在于，所述以最小化清洁能源系统的费用为目标，以清洁能源系统的二氧化碳排放量、功率平衡和设备运行限值为约束条件，建立清洁能源系统模型，具体包括：
根据如下公式确定目标函数：
minF＝CP+CAm+CR
其中，
CP＝CRF×∑CkNk
CAm＝∑CFNk+∑CV∑N(k，t)



式中，F为目标函数，CP为系统总投资费用，CRF为折现系数，Ck为第k个设备的单位价格，Nk为第k个设备的装机容量，CAm为系统运行维护费用，CF为第k个设备的固定维护费用，CV为第k个设备的可变维护费用，N(k，t)为第k个设备在t时刻运行负荷，CR为燃料费用，Co为化石燃料的燃料费用系数，Pin，ch(t)为t时刻化石燃料发电机组的实际运行功率，T为总时间。


3.根据权利要求2所述的基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法，其特征在于，所述以最小化清洁能源系统的费用为目标，以清洁能源系统的二氧化碳排放量、功率平衡和设备运行限值为约束条件，建立清洁能源系统模型，还包括：
根据如下公式确定基于碳自然循环消纳的碳排放约束条件：



其中，






式中，为系统二氧化碳排放量，为系统二氧化碳排放量上限，δo为化石燃料燃烧的碳排放因子，为自然界最多消纳二氧化碳上限，Ke为电力在各行业中二氧化碳排放分配系数，Wall为全球电力产量，Wf为基于碳自然循环消纳的清洁能源系统电力产量；
根据如下公式确定功率平衡约束条件：
LE＝PC+PWT+PPV+PB
LH＝PH，hp
LC＝PC，hp
式中，LE为用户电负荷需求，PC为化石燃料发电机组出力，PWT为风力发电机出力，PPV为光伏出力，PB为储能电池实际充放电功率，LH为用户热负荷需求，PH，hp为地源热泵供热功率，LC为用户冷负荷需求，PC，hp为地源热泵制冷功率；
根据如下公式确定设备运行限值约束条件：









Pchmin≤Pch(t)≤Pchmax
Pdismin≤Pdis(t)≤Pdismax
Psocmin≤Psoc(t)≤Psocmax
式中，Iτ为元件τ的运行数量，为元件τ最大运行数量，Eτ为元件τ的运行功率，为元件τ的最小运行功率，为元件τ的最大运行功率，Pi为第i种发电设备功率，为第i种发电设备功率上限，Pch(t)为t时刻储能电池充电功率，Pchmin为储能电池充电功率下限，Pchmax为储能电池充电功率上限，Pdis(t)为t时刻储能电池放电功率，Pdismin为储能电池放电功率下限，Pdismax为储能电池放电功率上限，Psoc(t)为t时刻储能电池荷电状态，Psocmin为储能电池荷电状态下限，Psocmax为储能电池荷电状态上限。


4.根据权利要求3所述的基于碳自然循环消纳的清洁能源系统容量优化方法，其特征在于，所述对所述清洁能源系统模型进行优化求解，得到优化后的装机容量，具体包括：
对所述清洁能源系统模型采用粒子群算法进行优化求解，得到优化后...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉亮，李国锋，费斯奇，袁铁江，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21