【技术实现步骤摘要】
一种矿山综合能源系统低碳经济运行优化方法
[0001]本专利技术涉及能源调度优化
，尤其是涉及一种矿山综合能源系统低碳经济运行优化方法。
技术介绍
[0002]能源开采和利用带来全球气候变暖、温室效应加剧等一系列问题，在矿山综合能源系统(Mine integrated energy system,MIES)中这一问题尤为显著。在此背景下，构建低碳、经济、环保的能源系统成为研究热点。矿山综合能源系统作为区域综合能源系统(Regional integrated energy system，RIES)的典型应用，具有能源供需多样、碳排放量大的特点，是实现低碳环保的重要载体。随着中国双碳目标的提出，对矿山综合能源系统的低碳研究成为亟待解决的问题。
[0003]煤矿在开采过程中会产生乏风、瓦斯和矿井涌水等衍生能源，这些能源蕴含大量的低品质能量，直接排空不仅会造成能源的浪费还会导致严重的生态环境问题。据统计，乏风和瓦斯的温室效应是CO2的21倍，而矿井水源热泵可在消耗1kWh电能产出远高于输入将近3
‑
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种矿山综合能源系统低碳经济运行优化方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)在矿山综合能源系统能流基本架构的基础上，引入系统运行低碳性需求，建立矿山综合能源系统能流
‑
碳流系统架构；(2)考虑系统的碳排放目标约束，以矿山综合能源系统运行成本和碳排放量最小为目标函数，构建矿山综合能源系统的低碳经济运行优化模型；(3)采用风险规避策略下的鲁棒模型对系统的多重不确定进行建模分析，并设计矿山综合能源系统低碳经济运行优化模型的确定型转换方法。2.根据权利要求1所述的一种矿山综合能源系统低碳经济运行优化方法，其特征在于：步骤(1)中，所述矿山综合能源系统能流
‑
碳流系统架构中，能流层以系统内的能量流动为基础流，通过不同能流间的耦合互补，满足矿山综合能源系统能量的供需平衡，通过能流平衡和经济制约实现系统各设备的最优运行；碳流层以能流层各模块设备运行过程中产生的排放物为物质流，碳流层在能流层满足系统负荷需求的前提下，通过对各模块设备的碳排放进行约束，实现系统的低碳运行。3.根据权利要求1所述的一种矿山综合能源系统低碳经济运行优化方法，其特征在于：步骤(2)中，所述碳排放目标函数为：步骤(2)中，所述碳排放目标函数为：步骤(2)中，所述碳排放目标函数为：式中，为矿山综合能源系统的碳排放成本，为碳交易基价，为矿山综合能源系统的碳排放量，ρ
k,t
为设备k在t时刻的碳排放系数，P
k,t
为设备k在t时刻的输出功率，Ω为所有设备的集合，为矿山综合能源系统的初始碳配额。4.根据权利要求1所述的一种矿山综合能源系统低碳经济运行优化方法，其特征在于：步骤(2)中，所述优化模型包括碳交易机制模型、能流层优化模型、碳流层优化模型；所述碳交易机制模型利用碳交易机制可有效降低衍生能源利用过程中的碳排放，碳排放配额分配采用无偿分配方式，对于系统中的不同类型机组，其初始碳排放配额与机组类型和输出功率有关，相关数学模型为：式中，为矿山综合能源系统初始碳排放配额，H
i,t
为t时刻机组i的热功率，P
i,t
为t时刻机组i的电功率，C
i,t
为t时刻机组i的冷功率，ε
i,h
、ε
i,e
、ε
i,c
分别表示机组i单位电、热、冷出力碳排放配额系数；所述能流层优化模型以系统内能量流动为基础，对系统的经济性进行优化，在满足系统能流运行约束下，实现运行成本最小，能流层的运行成本目标函数为：f1＝min(C
trade
+C
op
+C
penalty
)
式中，C
trade
、C
op
、C
penalty
分别表示矿山综合能源系统外部购能成本、运行维护成本、弃能成本，c
G,t
、c
gas,t
分别表示t时段购电价格、购气价格，P
G,t
、P
gas,t
分别表示t时段的购电功率、购气功率，c
k
为设备k单位容量运维成本，P
k,t
为设备在t时刻的功率，为第i种能源的单位功率弃能惩罚系数，为第i种能源的预测功率或可供能量，P
i,t
表示第i种能源实际用能量；所述碳流层优化模型包括源端碳排放模型、能量转换设备的碳排放模型、负荷侧的碳排放模型；所述源端碳排放模型包括矿山综合能源系统购能所产生的等效碳排放当量、可再生能源和衍生能源利用过程产生的碳排放以及未充分利用直接排空的等效碳排放当量，输入侧的碳排放量为：E
s
＝E
G,t
+E
g,t
+E
re,t
+E
fw,t
式中，E
...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋贤芳，张勇，毋小康，费孝天，孙晓燕，彭超，张婉秋，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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