一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法，该方法包括：1)计及储能充放能过程对系统碳排放产生的影响，构建了储能设备的碳排放流模型；2)结合碳捕集设备的电碳特性，构建了含碳捕集设备的热电联产系统的碳排放流模型；3)基于能源枢纽模型，构建了园区综合能源系统碳排放流模型；4)基于所构建的园区碳排放流模型，以系统整体低碳经济性最优为目标，提出了一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法。本发明专利技术揭示了能量流与碳排放流之间的耦合关系，反映了碳排放在系统中的分布，可以有效地减少碳排放量并降低系统的总运行成本。统的总运行成本。统的总运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法


[0001]本专利技术涉及综合能源系统低碳调度领域，尤其涉及一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法。

技术介绍

[0002]综合能源系统相较于传统的供能系统实现了多种能源之间的耦合，利用不同能源之间的互补优势以及能源的梯级利用提高了能源利用效率，具有高效、灵活、可靠、经济等特点。在“双碳”的目标下，充分挖掘综合能源系统的低碳潜能，研究综合能源系统的低碳优化调度对于协调多类型能源，促进系统安全稳定运行具有重要的理论和实际意义。
[0003]目前国内外针对综合能源系统低碳调度领域已有一定的研究，一些研究考虑了碳交易市场与能量市场的交互，利用碳交易价格、阶梯型碳交易机制这些市场的手段来约束高碳机组出力，实现系统低碳运行的目标；还有研究从低碳化技术改造出发，针对高碳排放机组以及燃煤发电的火电机组装设碳捕集装置，从源头上来减少排放到空气中的二氧化碳量。然而，目前研究存在以下两个问题：第一，对于系统碳排放的计量，都采用固定的平均碳排放因子来粗略计算，与实际情况存在一定的偏差，导致了碳排放核算不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：S1，计及储能充放能过程对系统碳排放产生的影响，构建了储能设备的碳排放流模型；S2，结合碳捕集设备的电碳特性，构建了含碳捕集设备的热电联产系统的碳排放流模型；S3，基于能源枢纽模型，构建了园区综合能源系统的碳排放流模型；S4，基于所构建的园区碳排放流模型，以系统整体低碳经济性最优为目标，提出了一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法。2.根据权利要求1所述的一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法，其特征在于，步骤S1中，考虑了储能的充放能过程对系统碳排放产生的影响，将储能装置在能量层面的时移特性映射至碳排放量的储放过程，构建了储能设备的碳排放流模型，具体包括：当储能处于充能状态时，储能的碳流密度取决于流入能量流的功率，其数值等于其接入位置所对应的碳流密度，可表示为：ρ
s,t
＝ρ
i,t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，ρ
s,t
表示储能的碳流密度；ρ
i,t
为储能接入位置所对应的碳流密度，在充能的过程中，储能的存储的碳排放量会随着流入的能量流而变化，而当充能过程结束，处于放能状态时，储能则作为电源，此时需要求解其碳流密度，才可进一步计算系统的碳排放流分布情况，结合储能元件自身特性，储能的电量表达式为：式中，E
s,t
表示储能的电量；σ
s
表示储能装置的自放能率；和分别表示储能充放能功率；和分别表示储能充放能效率，储能的荷电状态SOC可以表示为：式中，SOC为储能荷电状态；为储能的容量，根据碳流密度的定义，储能的碳流密度与其本身存储的碳排放量和其内部电量相关，因此其碳流密度可表示为：式中，C
s,t
表示储能t时刻存储的碳排放量，储能t时刻存储的碳排放量应与t
‑
1时刻存储的碳排放量和t时刻的充放能功率有关，可表示为：联立式(2)
‑
式(5)，可以得到储能在处于放能状态下t时刻的碳流密度表达式：
3.根据权利要求1所述的一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法，其特征在于，步骤S2中，结合碳捕集设备的电碳特性，构建了含碳捕集设备的热电联产系统的碳排放流模型：碳捕集设备由于其对CO2的捕集作用，会对园区综合能源系统源测的碳排放特性造成直接影响，装有碳捕集设备之后，CHP发电功率的一部分用于为碳捕集设备提供能量，因此对外的净发电功率将会降低，同时由于碳捕集吸收了一部分CO2，因此CHP碳排放特性也发生了改变，在t时刻其碳排放量守恒原则变为：式中，分别表示t时刻CHP输入端口、电输出端口、热输出端口功率；分别表示t时刻CHP输入端口、电输出端口、热输出端口所对应的碳流密度；表示碳捕集设备的CO2捕集量，考虑到CHP的一部分发电功率需要提供给碳捕集设备，该过程也应该满足碳排放量守恒原则，即：式中，分别表示把CHP和碳捕集设备看成一个整体之后，外端口发电侧在t时刻的碳流密度和净发电功率；为碳捕集设备在t时刻的能量损耗，由此可以得到含碳捕集设备的热电联产系统的碳排放流模型如式(9)所示：式中，和分别表示CHP的电、热效率。4.根据权利要求1所述的一种考虑碳排放流的园区综合能源系统优化调度方法，其特征在于，步骤S3中，基于能源枢纽模型，构建了园区综合能源系统的碳排放流模型：按照能源枢纽的一般形式，可将输入、输出端口的能量关系表示为：L＝CP
ꢀꢀ
(10)式中，L为能量输出矩阵；C为能量耦合矩阵；P为能量输入矩阵，
对应于该园区综合能源系统，其能量输入矩阵表示为：式中，表示园区的总电量；表示园区的总天然气量；P
te
和P
tg
分别表示t时刻外部能源网络供应的电、气功率；P
tPV
表示t时刻光伏机组出力，结合能源枢纽内部各设备的参数，可...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛少云，曹博宇，刘洪，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：