【技术实现步骤摘要】
考虑太阳能辅助碳捕集技术的综合能源随机低碳调度方法
[0001]本专利技术属于电气
，特别是涉及到一种考虑太阳能辅助碳捕集技术的综合能源生产单元低碳调度策略
。
技术介绍
[0002]目前，为了应对全球环境问题，加快存量燃煤机组低碳升级
、
促进新能源规模化消纳，是实现能源电力系统低碳转型的重要途径
。
引入碳捕集技术是实现燃煤机组低碳减排的主要方式，新能源的自然禀赋使得电力系统对灵活性资源的需求显著提高
。
[0003]IEPU
作为传统综合能源系统的一种广义扩展形式被提出，是上述两种低碳化技术协调融合的有效载体，其通过集成燃煤机组碳捕集与可再生能源电制氢等低碳化技术，在发电同时生产多种绿色燃料，可实现电能调度的灵活调节
。
合理的优化调度是实现
IEPU
内多能源协同互补
、
提高系统运行收益
、
保证系统稳定运行的重要支撑，然而其内部不同设备间能量耦合复杂，新能源发电的强不确定性
、
系统运行收益及安全稳定等因素为
IEPU
的调度研究带来困难
。
[0004]因此，现有技术亟需一种新的技术方案来解决上述问题
。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供考虑太阳能辅助碳捕集技术的综合能源随机低碳调度方法，以解决综合能源生产单元中燃煤机组碳捕集过程的高能耗问题
。
实现
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
考虑太阳能辅助碳捕集技术的综合能源随机低碳调度方法，其特征是：包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，步骤一
、
根据综合能源生产单元
IEPU
系统框架多元设备的电能
、
热能
、
氢能以及
CO2
的能量流动关系，构建含太阳能辅助碳捕集热电联产单元
CHP
‑
SACC
联合系统，包括热电联产系统
、
太阳能集热系统
、
碳捕集系统以及储热系统；步骤二
、
建立所述步骤一
CHP
‑
SACC
联合系统的精细化模型，包括锅炉燃烧子系统
、
蒸汽热电联产子系统
、
再生加热子系统
、
储热子系统
、
太阳能集热子系统以及碳捕集子系统；步骤三
、
建立
IEPU
随机低碳调度模型，并建立模型约束条件，以全调度周期内系统最大化收益期望为目标函数，通过
matlab
平台编程使用
yalmip
工具包调用
gurobi
进行求解，输出各场景低碳调度计划
。2.
根据权利要求1所述的考虑太阳能辅助碳捕集技术的综合能源随机低碳调度方法，其特征是：所述步骤一碳捕集系统将
CHP
燃煤产生烟气中的
CO2进行捕集，碳捕集系统包括吸收环节
、
再生环节以及压缩环节；首先排放烟气进入吸收塔，溶液将烟气中的
CO2吸收后流入再生塔；在再生塔中，含
CO2的溶液被加热后使
CO2和吸收剂分离，分离后的
CO2经压缩后可运输和封存，而分离后的溶液则回到吸收塔以进行下一轮捕集过程
。3.
根据权利要求1所述的考虑太阳能辅助碳捕集技术的综合能源随机低碳调度方法，其特征是：所述步骤二精细化模型的各子系统模型为：一
、
锅炉燃烧子系统在
t
时刻，锅炉燃烧子系统输出的能量包含两部分：输入功率和再生加热子系统的输出功率其能量平衡为：其输入功率为从煤粉燃烧中获得能量：式中：
ψ
coal
表示锅炉内煤粉的燃烧效率；表示煤粉净热值；表示
t
时刻煤粉燃烧量；二
、
蒸汽热电联产子系统锅炉燃烧子系统输出的功率进入蒸汽热电联产子系统后用于两部分：再生加热子系统的输入功率和剩余净热能，式中：表示在
t
时刻从汽轮机各级抽取蒸汽的热能；表示在
t
时刻汽轮机使用的净热能；为保证输出电能和热能的需求，净热能和抽汽功率应受到限制
P
tRE,in
≤
ζ
out
P
tB,out
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
式中：表示净热能的下限；表示净热能的上限；
ζ
out
表示限制汽轮机各级抽汽
热功率的系数；蒸汽热电联产子系统剩余的净热能与输出电能和热能之间的耦合关系表达如下：蒸汽热电联产子系统剩余的净热能与输出电能和热能之间的耦合关系表达如下：蒸汽热电联产子系统剩余的净热能与输出电能和热能之间的耦合关系表达如下：式中：表示在
t
时刻纯凝工况下的电输出功率；
γ
h,e
表示纯凝工况下的电能和热能的转换效率；和分别表示在
t
时刻
CHP
单元的电和热输出功率；
C
v
表示曲线斜率；
C
m
表示最小冷凝工况下工作特性曲线斜率；表示最小冷凝工况特性曲线与
x
轴的相交点；三
、
再生加热子系统通过对冷凝水再生加热提高
CHP
单元的整体运行效率，再生加热子系统的能量平衡模型如下所示：型如下所示：式中：表示在
t
时刻汽轮机排汽热功率；表示在
t
时刻储热子系统向再生加热子系统的放热功率；表示在
t
时刻再生加热子系统向储热子系统的充热功率；此外，还需要对再生加热子系统输出功率和汽轮机排汽热功率加以限制：此外，还需要对再生加热子系统输出功率和汽轮机排汽热功率加以限制：式中：
χ
RE,in
表示再生加热子系统输出功率的限制系数；和分别表示汽轮机排蒸汽的最小和最大热功率系数；四
、
储热子系统通过对系统产生的热能多存少放，实现碳捕集子系统能量需求的能量时移作用，可以提高
CHP
‑
SACC
联合系统的灵活运行；储热子系统的能量变化如下所示：式中：表示储热子系统在
t
时刻的热能容量；和分别表示储热子系统的充热和放热效率；
Δ
t
表示时间间隔；表示在
t
时刻太阳能集热子系统向储热子系统的储热功率；表示在
t
时刻储热子系统向碳捕集子系统的放热功率；五
、
太阳能集热子系统利用太阳能光场对冷凝水加热获得热能，并提供给碳捕集子系统，减少
CHP
单元的能量损耗，提高系统整体运行效益，收集的热能功率与太阳能光场的光热转换效率
、
光场面积以及光照强度有关：
式中：表示太阳能集热子系统在
t
时刻的产热能功率；
ω
sf
表示太阳能光场的光热转换效率；
S
sf
表示太阳能光场面积；表示在
t
时刻的光照强度；太阳能光场产生的热能送入储热子系统进行储存，或送入碳捕集子系统直接热能利用，且可利用热能小于产生的最大热功率；用，且可利用热能小于产生的最大热功率；式中：表示在
t
时刻利用的热功率；表示在
t
时刻送入碳捕集子系统的热功率；六
、
碳捕集子系统碳捕集设备总运行能耗包括固定能耗和运行能耗，损耗的热能由太阳能集热子系统和储热子系统提供，能量平衡表示如下：储热子系统提供，能量平衡表示如下：式中：表示在
t
时刻碳捕集设备的总能量损耗；表示碳捕集设备的固定能耗；表示在
t
时刻碳捕集设备的运行能耗；碳捕集子系统的运行能耗来源为吸收环节的能量损耗
、
再生环节的再生热能以及压缩环节的压缩能耗，忽略占比例较小的吸收环节的能量损耗，具体能耗模型如下式所示：环节的压缩能耗，忽略占比例较小的吸收环节的能量损耗，具体能耗模型如下式所示：环节的压缩能耗，忽略占比例较小的吸收环节的能量损耗，具体能耗模型如下式所示：式中：
λ
CCS
表示捕集单位二氧化碳的所消耗的热能；表示在
t
时刻碳捕集设备捕集的二氧化碳质量；
β
CCS
表示碳捕集设备的捕集效率；表示碳捕集设备的烟气分流比；
e
c
表示每单位质量煤粉燃烧排放的二氧化碳质量；表示在
t
时刻溶液存储单元提供的待捕集的二氧化碳质量；表示在
t
时段煤粉燃烧产生的总二氧化碳量
。4.
根据权利要求1所述的考虑太阳能辅助碳捕集技术的综合能源随机低碳调度方法，其特征是：所述步骤三
IEPU
随机低碳调度模型的目标函数为：式中：
F
z
表示系统的收益期望；
ρ
s
表示不同场景下的概率；表示系统第
s
场景下在
t
时刻的售能收益；表示系统第
s
场景下在
t
时刻的售碳收益；表示热电厂第
s
场...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学斌，徐扬，傅国斌，崔杨，张节潭，赵钰婷，丁玉杰，宋锐，卢国强，杨凯璇，赵东宁，赵焕蓓，孙海斌，蔡生亮，
申请(专利权)人：东北电力大学国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。