考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法技术方案

本发明专利技术公开了考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，属于能源规划技术领域，本发明专利技术针对风光荷储微网经济性与碳排放存在相矛盾的问题，为了全面展现两目标最优解相互间关系，本发明专利技术在给定风光荷储的功率及容量限制等约束条件下，建立了经济和碳排放双目标日优化调度模型。采用改进多周期余弦收敛因子的多目标灰狼优化算法MOGWO求解该帕累托前沿分布，增强了多目标灰狼算法的多目标最优边界的搜索能力。最终，在系统处于无储能储热系统、有储能无储热系统、有储热无储能系统以及有储能有储热系统四种情况下的双目标帕累托前沿中，可根据地方政策需求，按权重选择某一帕累托前沿点所对应的最优解作为各设备日调度计划出力值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法


[0001]本专利技术属于能源规划
，更为具体地，涉及一种考虑碳消耗的综合 能源系统协调调度方法。

技术介绍

[0002]储能和储热技术在一定程度上可以改善可再生能源发电间歇性和波动性， 能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，降低弃风、弃光率，但在综合 能源系统基础上融合储能和储热系统，增加了系统的复杂性和系统的运行的成 本，因此亟需开发出一种控制方法，能够充分利用可再生能源，降低碳排放的 同时也保证系统运行成本最优，各个系统装置优化配置方法能够提高经济效益 和环境效益水平双目标。
[0003]
技术实现思路

[0004]为了降低碳排放，提高可再生能源的利用率，同时使得系统运行成本最优， 本专利技术的目的是提出了一种考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术研究的综合能源系统 主要包括风机发电机组、光伏发电机组、微燃机组、固态储热装置和电池储能 装置。面对系统中多种设备，如何整体协调控制是保证系统运行成本最优，同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：获取用于建立考虑碳消耗的综合能源系统优化模型的优化协调系统参数数据，所述优化协调系统参数数据包括风机发电机组、光伏发电机组、微燃机、固态储热装置和电池储能装置的系统及设备经济技术参数数据，不同时段热负荷和电负荷参数数据，不同时段风机风速和功率参数数据，不同时段国家电网电价参数数据以及二氧化碳排放价格参数数据；步骤2：以二氧化碳排放最低和综合能源系统运行成本最低为双层目标函数，根据步骤1中所述的优化协调系统参数数据以及电力平衡、固态储热、电池储能和热力平衡的约束条件，建立考虑碳消耗的综合能源系统优化模型；所述综合能源系统运行成本包括电网成本和设备运行成本；所述二氧化碳排放包括电网发电耗碳排放和微燃机发电耗碳排放；步骤3：利用多目标灰狼优化算法MOGWO对考虑碳消耗的综合能源系统优化模型进行求解，并在无储能储热系统、有储能无储热系统、有储热无储能系统以及有储能有储热系统四种模式下分析对比综合能源系统的碳排放和系统运行成本情况，在满足步骤2所述的约束条件下获得系统最优协调控制策略，进而得出微燃机、风机、固态储热装置和储能电池调度计划出力值，从而实现降低碳排放的同时保证综合能源系统运行成本最低目标。2.根据权利要求1所述的考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，其特征在于：步骤1中，所述的系统及设备经济技术参数数据包括风机切入风速V
ci
、风机额定风速V
r
、风机切出风速V
co
、天然气热值、天然气单价、微燃机发电功率、微燃机发热效率、微燃机启动效率、微燃机最大功率、固态储热最大放热功率、固态储热最大储热功率、固态储热最小容量、固态储热最大容量、锂电池储电最大放电功率、锂电池储电最大充电功率、锂电池最小容量、锂电池最大容量、电网发电耗煤率、微燃机发电耗煤率和电热转化效率。3.根据权利要求2所述的考虑碳消耗的综合能源系统协调调度方法，其特征在于：步骤2中，以二氧化碳排放最低和综合能源系统运行成本最低为双层目标函数的建立过程如下：目标函数1：min f1＝C
grid
+C
sheb
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，f1是综合能源系统运行成本最低目标函数；C
grid
为电网成本；C
sheb
为设备运行成本；目标函数2：min f2＝T
grid
+T
mt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)T
grid
＝E
grid
·
δ
grid
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)δ
grid
＝b/(1+a)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)T
mt
＝E
mt
·
δ
mt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中，f2是综合能源系统二氧化碳排放最低目标函数；T
grid
为向电网买的电所包含的排放的二氧化碳碳；T
mt
为微燃机燃烧天然气所释放的二氧化碳；E
grid
为向电网买电总量；δ
grid
为向电网买的电中的电煤转化系数；a为新能源与火电在电网中的发电量比例值；b为火电发1KWh电量带来的二氧化碳排放；E
mt
为微燃机发电总量；δ
mt
为微燃机发电与碳排放间的系数比，称为微燃机的电碳转化系数；具体的综合能源系统运行成本计算过程如下：
预先设定采集的数据间隔为1小时(1)电网成本电网成本由向电网买卖电量与双向分时电价乘积得到，某一时刻风光发电的电量大于综合能源系统所需电量时，向电网卖电，此时卖电量乘以该时刻卖电电价得到的成本为电网收益；某一时刻风光发电的电量小于综合能源系统所需电量时，向电网买电，此时买电量乘以该时刻买电电价得到的成本为电网成本；将24小时成本或者收益累加后，可得到每天电网买电的成本；电网买电的成本；E
grid,i
为电量值；(2)设备运行成本C
sheb
＝C
mt
+C
hs
+C
es
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)式中，C
mt
为微燃机耗天然气成本；C
hs
为固态储热装置运行成本；C
es
为储能设备运行成本；(3)微燃机耗天然气成本式中，为微燃机耗天然气体积；为天然气单价，取2.9元/m3；电负荷的供电差额需要微燃机发电补充，根据差额电量可推出需要的天然气体积，如公式(9)；式中，为微燃机发电消耗的天然气体积；E
mt
为微燃机发电总量；为天然气单位体积热值，η
h2e
为微燃机热电转化效率；(4)固态储热成本固态储热装置有两种状态，一种是将电能转换成热能后存储，另一种是固态储热装置放热供给热负荷；固态储热成本包含消耗的电费和折旧两个部分，消耗的电费可来源于光伏风机和电网，电网买电费用于所述的步骤(1)中电网成本中已经求解，这里只计算折旧费用；C
hs
＝C
hs,e
+C
hs,zhejiu
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)H
e2h
＝H
bui
‑
H
mt
‑
H
hs
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
式中，C
hs
为固态储热装置运行成本；C
hs,e
为固态储热所耗费的电成本；C
hs,zhejiu
为固态储热装置折旧费用；H
e2h
为热差额，可由电直接转热补充；E
e2hs
为固态储热装置储热时耗电功率；H
hs
为储热功率；H
hs,t
为t时刻储热功率；Pr
hs...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晖，刘健，纪秀，吕帅帅，孟祥萍，和思铭，耿英楠，安喆，廖旭，李子杰，
申请(专利权)人：长春工程学院，
类型：发明
国别省市：