面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法技术方案

本发明专利技术公开了面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法，本发明专利技术针对风电的不确定性和波动性，构建了目标线性规划模型，模型的目标函数结果为电网系统的最低燃气发电机功率综合，模型的约束中包括燃气发电和风电协同爬坡灵活性约束、燃气发电容量和风电容量协同灵活性约束、燃气发电机组运行特性约束、燃气压缩机运行特性约束和风力发电机并网运行特性约束。本发明专利技术提供的调度方法能够有效应对风电不确定性和波动性，在海上油气田电网系统运行过程中对系统中的燃气发电机的功率进行调度，降低海上油气田能源系统的碳排放。降低海上油气田能源系统的碳排放。降低海上油气田能源系统的碳排放。

【技术实现步骤摘要】
面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法


[0001]本专利技术涉及新能源
，特别涉及一种面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法。

技术介绍

[0002]海上油气平台的电力消耗通常由平台燃气发电机提供，这些设备运行维护成本高昂，并且会排放大量二氧化碳和氮氧化物，对海上油气产业碳减排目标的完成十分不利。目前海上风电快速发展，运营商将深海油气平台与海上风力发电整合，与燃气发电器并行运行，形成一个孤岛海上油气田电力系统，一方面可以节省燃料成本，提升生产效率，另一方面还能助力理海上油气产业碳减排。
[0003]虽然燃气发电机的功率越低，自然碳排放越低，但是与传统配电网或微电网不同，海上油气平台具有功率极大的感应电动机和很高的无功功率要求，海上平台电网通过燃气发电机和压缩机与天然气管网密切互动，并且，风电具有不确定性和波动性，当风电与海上油气田电网组网时，燃气发电机的另外一个功能就是平滑电力供需的不平衡，风电的间歇性行为被转移到燃气系统，并导致燃气压力随风电出力变化而波动，因此，海上油气平台电气综合能源低碳运行需要充分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设的调度周期确定目标电网系统中风电引起的最大向上爬坡灵活性需求和最大向下爬坡灵活性需求，根据所述目标电网系统中开启的燃气发电机的向上爬坡能力、向下爬坡能力以及所述最大向上爬坡灵活性需求、所述最大向下爬坡灵活性需求建立燃气发电和风电协同爬坡灵活性约束；根据所述目标电网系统中各个母线连接的开启的燃气发电机的额定容量建立燃气发电容量和风电容量协同灵活性约束；根据所述目标电网系统中各个母线连接的开启的燃气发电机组的输出功率因数建立燃气发电机组运行特性约束，根据所述目标电网系统中各个开启的燃气压缩机的运行参数建立燃气压缩机运行特性约束；根据所述目标电网系统中各个母线连接的风力发电机的功率因数建立风力发电机并网运行特性约束；构建目标线性规划模型，所述目标线性规划模型的约束包括所述燃气发电和风电协同爬坡灵活性约束、所述燃气发电容量和风电容量协同灵活性约束、所述燃气发电机组运行特性约束、所述燃气压缩机运行特性约束和所述风力发电机并网运行特性约束，所述目标线性规划模型的目标函数为：，其中，为所述目标电网系统中母线i连接的开启的燃气发电机的有功功率，为所述目标电网中母线的集合；为所述目标电网中母线i连接的开启的燃气发电机的集合；求解所述目标线性规划模型，得到所述目标电网系统中开启的燃气发电机的目标功率，根据所述目标功率进行调度，以使得所述目标电网系统中开启的燃气发电机的功率达到对应的所述目标功率。2.根据权利要求1所述的面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法，其特征在于，所述燃气发电和风电协同爬坡灵活性约束为：征在于，所述燃气发电和风电协同爬坡灵活性约束为：征在于，所述燃气发电和风电协同爬坡灵活性约束为：；其中，和分别为所述目标电网系统向上和向下爬坡灵活性指标，为所述目标电网系统中能连接风力发电机的母线集合，为所述目标电网系统中母线i连接的风力发电机的功率，和分别为风电引起的最大向上爬坡灵活性需求和向下爬坡灵活性需求，为所述调度周期，和分别为所述目标电网系统的负荷的对燃气发电机的向上爬坡需求和向下爬坡需求，和分别为所述目标电网系统中母线i处的开启的燃气
发电机的向上爬坡能力和向下爬坡能力。3.根据权利要求1所述的面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法，其特征在于，所述燃气发电容量和风电容量协同灵活性约束为：征在于，所述燃气发电容量和风电容量协同灵活性约束为：；其中，为所述目标电网系统连接的风电的总容量，为所述目标电网系统中母线i连接的风力发电机的功率，为所述目标电网系统中能连接风力发电机的母线集合，为燃气发电机的有功功率；是的上限，为燃气发电机的额定容量。4.根据权利要求1所述的面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法，其特征在于，所述燃气发电机组运行特性约束为：征在于，所述燃气发电机组运行特性约束为：征在于，所述燃气发电机组运行特性约束为：；其中，和分别燃气发电机的有功和无功功率，和分别为和的上限，为燃气发电机的额定容量，为的下限；为的下限；和分别为所述目标电网系统母线i连接的燃气发电机输出功率因数上下限；所述燃气压缩机运行特性约束为：所述燃气压缩机运行特性约束为：所述燃气压缩机运行特性约束为：所述燃气压缩机运行特性约束为：所述燃气压缩机运行特性约束为：所述燃气压缩机运行特性约束为：；其中，为燃气压缩机的集合，为燃气压缩机的第k条边界的线性函数，、和为线性化参数，为燃气压缩机的压缩比，和分别为其上下限，和为燃气压缩机的进出口压力，，，为中间变量，、、和为燃气压缩机的有功需求、流量、多变因子和机械效率，为燃气压缩机原动机的额定功
率。5.根据权利要求1所述的面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法，其特征在于，所述风力发电机并网运行特性约束为：征在于，所述风力发电机并网运行特性约束为：征在于，所述风力发电机并网运行特性约束为：征在于，所述风力发电机并网运行特性约束为：；其中，和分别为所述目标电网系统母线i所连接风力发电机的有功功率的下限和上限，为所述目标电网系统母线i连接的风力发电机额定出力时的无功功率，和为所述目标电网系统母线i所连接风力发电机的无功功率的上下限，微电网母线i所连接风电的功率因数范围是。6.根据权利要求1所述的面向风电消纳的海上油气平台能源系统低碳运行调度方法，其特征在于，所述目标线性规划模型的约束还包括电力网络潮流运行约束和气网网络运行约束，所述构建目标线性规划模型之前，所述方法还包括：根据所述目标电网系统中各个母线的电力参数，构建所述电力网络潮流运行约束；根据所述目标电网系统中各个天然气...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐宪东，刘静，贾宏杰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：