计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法技术方案

一种计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法，通过构建包含碳捕集电厂模型、P2G设备模型、光伏模型、燃气轮机模型、余热锅炉模型、燃气锅炉模型、电锅炉模型、地源热泵模型、储能设备模型、电力网络模型、热力网络模型的考虑碳捕集加装的综合能源系统耦合模型以及考虑碳捕集加装的城市区域综合能源系统经济调度模型，然后选择修正后的IEEE33节点配电网与六节点热力网构成的区域电热综合能源系统，基于matlab平台，通过yalmip和gurobi求解器进行仿真求解，最后根据求解结果分析综合能源系统的配置阶段并得到最优配置方案，实现电

【技术实现步骤摘要】
计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法


[0001]本专利技术涉及的是一种综合能源领域的技术，具体是一种计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法。

技术介绍

[0002]城市综合能源系统因其能源利用效率高和可再生能源消纳比例高的优势，成为低碳化发展的重要方向，不同于传统的电力调度，城市能源系统是城市供热、供冷、供电和满足其他需求的能源系统的集合，现阶段继续一种能够应对综合能源系统参与碳排放的优化配置技术。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法，综合考虑火电机组的碳捕集结构和碳交易成本，实现电
‑
热多能互补综合能源系统的运行和配置的优化。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术涉及一种计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法，通过构建包含碳捕集电厂模型、P2G设备模型、光伏模型、燃气轮机模型、余热锅炉模型、燃气锅炉模型、电锅炉模型、地源热泵模型、储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法，其特征在于，通过构建包含碳捕集电厂模型、P2G设备模型、光伏模型、燃气轮机模型、余热锅炉模型、燃气锅炉模型、电锅炉模型、地源热泵模型、储能设备模型、电力网络模型、热力网络模型的考虑碳捕集加装的综合能源系统耦合模型以及考虑碳捕集加装的城市区域综合能源系统经济调度模型，然后选择修正后的IEEE33节点配电网与六节点热力网构成的区域电热综合能源系统，基于matlab平台，通过yalmip和gurobi求解器进行仿真求解，最后根据求解结果分析综合能源系统的配置阶段并得到最优配置方案；所述的考虑碳捕集加装的综合能源系统经济调度模型包括：火电机组运行成本、燃气机组运行成本、二氧化碳相关成本和新能源弃置成本目标函数以及电网运行约热网运行约束和设备约束。2.根据权利要求1所述的计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法，其特征是，所述的碳捕集电厂模型配置有烟气旁路系统、贫液富液存储单元、再生塔和压缩机，碳捕集电厂模型为P
hd，r，t
＝P
hd，t
‑
P
loss，t
，其中：P
hd，r，t
为火电机组加装碳捕集设备后实际输出，P
hd，t
为火电机组t时刻实际发电功率，P
loss，t
为t时刻碳捕集系统电能损耗功率，其运行环节包括：烟气吸收环节和再生和压缩环节，因此碳捕集系统电能损耗功率行环节包括：烟气吸收环节和再生和压缩环节，因此碳捕集系统电能损耗功率其中：M
r，t
＝M
hd，t
‑
M
in，t
，a1、a2、a3为耗电系数，M
r，t
为火电机组实际碳排放量，火电机组在烟气吸收环节t时刻碳排放强度M
hd，t
＝γ
hd
P
hd，t
，M
in，t
＝α
yq
M
hd，t
，M
in，t
为t时刻进入富液吸收塔的量；γ
hd
为火电机组碳排放比例，α
yq
为碳捕集设备吸收比例；贫富液存储器再生和压缩环节t时刻中的碳含量M
l，t
＝M
L，t
‑1+M
in，t
‑
M
out，t
，M
out，t
为t时刻从贫富液存储器进入再生塔的碳量，为t时刻系统压缩的碳量；该碳捕集电厂模型的输入为火电机组发电功率P
hd，t
，输出为碳捕集电厂实际电功率输出P
hd，r，t
，碳捕集量和实际碳排放量M
r，t
；所述的P2G设备运行模型具体为：电解水制氢气体积甲烷化二氧化碳加氢气制天然气体积其中：P
P2H
为电解水耗电量，η
p2h
为能源转换效率，为氢气的热值，为氢气产量，为天然气产量，η
h2g
为甲烷化的效率取0.75，为二氧化碳消耗量；该P2G设备运行模型的输入为电解水耗电量P
P2H
，输出为氢气产量所述的光伏模型为P
pv，t
＝η
pv，t
P
pv，p，t
，其中：P
pv，t
为光伏实际上网功率，η
pv，t
为光伏消纳率，P
pv，p，t
为光伏实际发电量；该光伏模型的输入为光伏实际发电量P
pv，p，t
，输出为光伏实际上网功率P
pv，t
。3.根据权利要求1所述的计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法，其特征是，所述的燃气轮机模型为P
GT，t
＝η
GT
L
NG
V
GT，t
，其中：η
GT
为燃气轮机发电效率，L
NG
为天然气热值，V
GT，t
为燃气轮机t时刻每小时消耗的天然气量，P
GT，t
为燃气轮机t时刻的发电功率，η
r
为余热回收效率，Q
GB，t
为t时刻燃气轮机排气余热回收量；该燃气轮机模型的输入为燃气轮机消耗的天然气量V
GT，t
，输出为燃气轮机时刻的发电功率P
GT，t
；
所述的余热锅炉模型为Q
WH，t
＝η
WH
Q
GB，t
，其中：η
WH
为余热锅炉集热效率，Q
GB，t
为吸收的余热，Q
WH，t
为余热锅炉输出功率；该余热锅炉模型的输入为吸收的余热Q
GB，t
，输出为余热锅炉功率Q
WH，t
；所述的燃气锅炉模型为Q
GB，t
＝V
GB，t
η
GB
L
NG
，其中：Q
GB，t
为t时刻燃气锅炉产生的热量，η
GB
为燃气轮机发电效率，L
NG
为天然气热值，V
GB，t
为燃气轮机t时刻内每小时消耗的天然气量；该燃气锅炉模型的输入为燃气轮机消耗的天然气量V
GB，t
，输出为燃气锅炉产生的热量Q
GB，t
；所述的电锅炉模型为Q
gd，t
＝η
gd
P
gd，t
，其中：Q
gd，t
为t时刻电锅炉产生的热量，η
gd
为电锅炉产热效率，P
gd，t
为t时刻电锅炉耗电量；该电锅炉模型的输入为电锅炉耗电量P
gd，t
，输出为电锅炉产生的热量Q
gd，t
。4.根据权利要求1所述的计及碳捕集设备加装的低碳综合能源系统仿真及配置方法，其特征是，所述的地源热泵模型为Q
rb，t
＝η
rb
P
rb，t
，其中：Q
rb，t
为t时刻地源热泵产生的热量，η
rb
为地源热泵产热效率，P
rb，t
为t时刻地源热泵耗电量；该地源热泵模型的输入为地源热泵耗电量P
rb，t
，输出为地源热泵产生的热量Q
rb，t
；所述的电力网络模型，针对配网中闭环设计、开环运行的现状，选用辐射状配电网线性化潮流模型描述综合能源系统中的电力网络，同时忽略支路损耗；简化后的支路潮流等式为P
hj
＝∑
i
→
h
P
ih
‑
P
h
，Q
hj
＝∑
i
→
h
Q
ih
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江涛，延巧娜，卫茹，孔维君，程孟晗，高海洋，吴宁，刘籍蔚，谭劼，赵旻，
申请(专利权)人：南京电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：