一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，包括如下步骤：步骤一：建立碳捕集电厂运行的模型；步骤二：构建以火电厂和风电场聚合的虚拟电厂模型；步骤三：制定碳捕集和风电出力联合运行的方法；步骤四：以经济成本和环境成本最小为目标建立目标函数，建立碳捕集和风电出力的低碳调度模型；通过实现碳捕集和风电出力之间的低碳调度，使能源有效利用率得到提升，以免产生能源浪费，实现低碳减排,本发明专利技术不仅能够实现火电厂和风电场的聚合，最大程度消纳风电，还可通过碳捕集装置形成碳循环，提高系统的碳减排能力，易于推广应用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法


[0001]本专利技术涉及风电出力的低碳调度领域，尤其是涉及一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法。

技术介绍

[0002]电力CO2排放主要来自于大型火力发电厂，排放源少、排放量大，便于通过各种清洁发电技术和碳捕集技术，实现大规模、高效率的减排。与此同时，随着资源环境压力的不断增大、市场化改革的不断深人，以及用户对于电能服务质量要求的不断提高，电力行业正面临着前所未有的挑战和机遇，建设更加安全、经济、环保和低碳的电力系统已日益成为全球电力行业的共同目标。发展低碳电力，无疑将是推动低碳经济、建设智能电网、实现我国电力行业可持续发展的关键战略。
[0003]风电出力受季节、气候等自然因素的影响具有不确定性，随着风电并网的规模不断增大，电力系统运行的稳定性、安全性也将受到影响，风电接入和消纳问题制约了风电在综合能源系统中的普及利用。在传统的电
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气综合能源系统中引入碳捕集系统，虽在一定程度上改善了碳排放量大的问题，但目前对于引入碳捕集系统后，碳捕集系统和电转气设备之间的灵活运行以及二者联合消纳风电的机制鲜有研究。碳捕集和风电出力得到了大幅度的发展，各种能源系统的多能协调互补的运行方式已成为未来能源利用的方向，能源之间的互补，可以提升能源系统的稳定性和安全性，有助于能源技术的全面发展。但是现有的综合能源系统模型的构建还不全面，无法对影响因素进行全面考虑，实现对系统的合理低碳调度，导致系统运行成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术中的不足，提供了一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一：建立碳捕集电厂运行的模型；
[0008]步骤二：构建以火电厂和风电场聚合的虚拟电厂模型；
[0009]步骤三：制定碳捕集和风电出力联合运行的方法；
[0010]步骤四：以经济成本和环境成本最小为目标建立目标函数，建立碳捕集和风电出力的低碳调度模型；
[0011]优选的，所述步骤一中，综合考虑碳捕集电厂有两种碳捕集模式，分别为燃烧前捕集模式和燃烧后捕集模式。
[0012]优选的，所述步骤二中，以所述虚拟电厂净收益最大化确定所述虚拟电厂的调度优化目标。
[0013]优选的，所述步骤三中，碳捕集电厂和风电协调运行可有效缓解电网弃风的问题，
风电碳捕集联合运行方式是采用虚拟电厂原理将风电场和碳捕集电厂组成联合运行能量系统。
[0014]优选的，所述步骤四中，由于风电出力具有随机性和不确定性，所以风电出力的值可用一个区间来表示。
[0015]优选的，所述步骤一中，燃烧前捕集模式在燃烧前将燃料进行气化或重整，通过重整天然气或者煤气化的方法将化石燃料转化为CO2和H2的混合气，再将CO2气体从混合气中分离，剩余的H2可以与N2或水蒸气混合后进入燃气轮机中燃烧或者应用于燃料电池，燃烧后捕集模式是将烟气经过冷却、除尘、脱硫脱氮后送入CO2捕集设备，完成CO2的捕集和分离。
[0016]优选的，所述步骤四中，通过对传统火电厂安装碳捕集设备来实现减排，电源侧由碳捕集电厂、传统火电厂和风电场提供电能，其中碳捕集电厂的净输出电能为碳捕集电厂总输出电能减去碳捕集设备消耗的电能。
[0017]优选的，所述步骤四中，以系统总运行成本最小为优化目标，综合考虑运行维护成本、燃料成本、弃风成本、碳成本，考虑设备运行约束、功率交互约束、风光不确定性等约束条件，建立碳捕集和风电出力的低碳调度模型。
[0018]综上所述，本专利技术提供了一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，在现有技术的基础上构建碳捕集和风电出力的联合系统，能准确描述风电不确定性，为描述低碳电力系统中可再生能源的不确定性提供了一种途径，通过调节风电出力提供给碳捕集的功率来实现对风电和火电的灵活调度，从而使能源得到最大化利用；考虑综合能源系统参与碳交易市场，通过碳交易机制引导综合能源系统在节能减排中发挥主力军作用，通过碳捕集等设备联合充分降低系统的碳排放，实现低碳减排和提高能源。
附图说明
[0019]图1为本专利技术方法步骤流程图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0021]本专利技术提出一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0022]步骤一：建立碳捕集电厂运行的模型；
[0023]步骤二：构建以火电厂和风电场聚合的虚拟电厂模型；
[0024]步骤三：制定碳捕集和风电出力联合运行的方法；
[0025]步骤四：以经济成本和环境成本最小为目标建立目标函数，建立碳捕集和风电出力的低碳调度模型；
[0026]步骤一中，综合考虑碳捕集电厂有两种碳捕集模式，分别为燃烧前捕集模式和燃烧后捕集模式。
[0027]步骤二中，以虚拟电厂净收益最大化确定所述虚拟电厂的调度优化目标。虚拟电厂应用于控制中心的运行控制方法包括获取预设时间间隔内的预测产电曲线与预设时间
间隔内的预测用电曲线，预设时间间隔分为多个时间段；根据预测产电曲线与预测用电曲线生成预测供电曲线；定时获取虚拟电厂当前时间段的实际供电量与当前时间段的预测供电量的第一差值，当前时间段的预测供电量由预测供电曲线得到；根据第一差值以及下一时间段的预测供电量生成第一控制信息，下一时间段的预测供电量由预测供电曲线得到；将第一控制信息下发至所述虚拟电厂的各个能源节点控制器，以供能源节点控制器根据所述第一控制信息调整能源节点控制器的可控负荷或储能设备在下一时间段的运行状态。此外，本专利技术实施例还提出了另一种虚拟电厂的运行控制方法，应用于能源节点控制器，主要包括接收控制中心发送的第一控制信息；获取所述第一控制信息的第一控制指令以及设备标识；控制所述设备标识对应的可控负荷或储能设备执行所述第一控制指令。本方案通过根据第一差值实时调整虚拟电厂的可控负荷或储能设备的运行状态，在虚拟电厂的预设供电与实际供电产生差异时，可选择地对可控负荷或储能设备进行调节，降低了对储能设备的容量要求，从而达成了降低虚拟电厂成本的效果。
[0028]步骤三中，碳捕集电厂和风电协调运行可有效缓解电网弃风的问题，风电碳捕集联合运行方式是采用虚拟电厂原理将风电场和碳捕集电厂组成联合运行能量系统。
[0029]步骤四中，由于风电出力具有随机性和不确定性，所以风电出力的值可用一个区间来表示。对于区间数优化问题，可以在可行域中根据序关系比较每一个决策变量的目标函数值，最终找到具有最小中点值、最小区间宽度的目标函数值，从而找到最优的决策变量。主要包括火电、碳捕集机组出力和系统碳排放量，然后用改进的区间可能度方法来处理区间约束问题，将其转换为对应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，包括如下步骤，其特征在于：步骤一：建立碳捕集电厂运行的模型；步骤二：构建以火电厂和风电场聚合的虚拟电厂模型；步骤三：制定碳捕集和风电出力联合运行的方法；步骤四：以经济成本和环境成本最小为目标建立目标函数，建立碳捕集和风电出力的低碳调度模型。2.根据权利要求1所述的一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，其特征在于：所述步骤一中，综合考虑碳捕集电厂有两种碳捕集模式，分别为燃烧前捕集模式和燃烧后捕集模式。3.根据权利要求1所述的一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，其特征在于：所述步骤二中，以所述虚拟电厂净收益最大化确定所述虚拟电厂的调度优化目标。4.根据权利要求1所述的一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，其特征在于：所述步骤三中，碳捕集电厂和风电协调运行可有效缓解电网弃风的问题，风电碳捕集联合运行方式是采用虚拟电厂原理将风电场和碳捕集电厂组成联合运行能量系统。5.根据权利要求1所述的一种考虑碳捕集和风电出力的低碳调度方法，其特征在于：所述步骤四中，由于风电出力具有随机性和不确定性，所以风电出...

【专利技术属性】
技术研发人员：程松，张小东，周鑫，刘鹏飞，张小白，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：