【技术实现步骤摘要】
一种园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法
[0001]本专利技术涉及园区综合能源系统电氢碳协同调度优化领域，尤其是一种考虑主从博弈的包含氢储能和碳捕集的园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法
。
技术介绍
[0002]近年来，传统化石能源短缺
、
能源安全
、
环境保护等问题备受关注
。
未来能源将会朝着清洁化
、
智慧化
、
综合化方向发展
。
以“源
、
网
、
荷
、
储”一体化和多能互补协同为主要特征的综合能源系统
(integrated energy system
，
IES)
备受关注，它可以耦合各种能源网络，灵活地转换电能
、
热能
、
冷能等，以有效地供应能源，并吸收分布式可再生能源，提升能源利用效率
、
促进能源可持续发展，具有重要的研究价值
。
[0003]园区综合能源系统
(Campus integrated energy system
，
CIES)
以冷
、
热
、
电联供
(Combined cooling heating and power
，
CCHP)
系统为核心，综合优化冷
、
热
、
电
、
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法，其特征在于，包括：构建以电
‑
氢
‑
碳协同调度
、
含氢储能的储能运营商和多利益主体为特征的园区综合能源系统模型；将园区运营商作为领导者，能源供应商
、
储能运营商和负荷聚合商分别作为不同利益主体的跟随者，构建主从博弈框架；将所述的园区综合能源系统模型嵌入主从博弈框架中，形成一主多从的
Stackelberg
博弈模型和博弈均衡；通过自适应差分进化算法结合二次规划算法的分布式均衡求解方法进行博弈模型求解，领导者园区运营商的目标函数的求解是大规模非线性规划问题，采用自适应差分进化算法进行求解，将求解完成得到园区运营商的电价和热价传送给跟随者；跟随者目标函数中含有二次项，利用
Yalmip
工具与
CPLEX
求解器求解计算自身利益，并将优化策略反馈给领导者
。2.
根据权利要求1所述的园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法，其特征在于，所述构建园区综合能源系统模型，具体为：分别构建电
‑
氢
‑
碳协同调度系统模型
、
含氢储能的储能运营商收益模型和多利益主体收益模型
。3.
根据权利要求2所述的园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法，其特征在于，所述构建电
‑
氢
‑
碳协同调度系统模型，具体为：氢储能中，在电解槽通过电解水产氢的同时，以水为工质将产生的热能参与到系统热循环中，实现氢
、
热联产；燃料电池在燃氢发电为系统提供电能时，也可通过水将产生的热能输送给热负荷；储氢罐则将氢气压缩存储，除配合电解槽和燃料电池工作外，也可出售一定量的高纯度氢气为储能运营商提供新的盈利模式；定量的高纯度氢气为储能运营商提供新的盈利模式；定量的高纯度氢气为储能运营商提供新的盈利模式；定量的高纯度氢气为储能运营商提供新的盈利模式；式中：为电解槽在
t
时段产生的氢气；为
t
时段制氢气消耗的电功率；
α
P2G
为电制氢效率；分别为燃料电池的发电功率和制热功率；
α
FC.E
、
α
FC.H
分别为燃料电池的发电效率和制热效率；为输入到燃料电池的氢功率；
δ
HST
、
α
HST.in
、
α
HST.to
分别为氢储能的自耗损率
、
氢储罐的充氢效率和放氢效率；分别为
t
时段和
t
‑1时段的氢储罐的储氢量；分别为氢储能在
t
时段充氢和放氢功率；
Δ
t
表示时间间隔；碳捕集设备将系统内燃气轮机和燃气锅炉燃烧产生的
CO2捕获，从而降低碳排放；捕获，从而降低碳排放；捕获，从而降低碳排放；
式中：为碳捕集在
t
时段捕获的二氧化碳；
α
GT
、
β
GB
为燃气轮机和燃气锅炉单位输出功率的碳排放量；
α
CO2
为碳捕集设备捕获效率；为
t
时段未被碳捕集设备捕获的
CO2，即排放到大气的二氧化碳；分别为碳捕集设备运行能耗和固定能耗；
α
CC
为碳捕集能耗系数；
P
tGT
、P
tGB
分别表示燃气轮机和燃气锅炉的
t
时刻输出功率
。4.
根据权利要求2所述的园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法，其特征在于，所述构建含氢储能的储能运营商收益模型，具体为：在园区运营商给出购电和售电价格后，储能运营商通过调节蓄电池充放功率来获得收益，并达到“削峰填谷”的作用；不考虑热储能和冷储能，弃风弃光被储能运营商以弃风弃光成本价收购，然后通过电解槽电解水制成氢气，制成的氢气直接出售或进一步制成燃料电池发电和供热；池发电和供热；池发电和供热；池发电和供热；式中：
T
指一天中的
24
小时，
t
指一天
24
小时中的某一小时；
I
eso
指储能运营商的目标收益；和分别为电储能净收入
、
氢储能净收入和氢储能运行成本；为蓄电池出售的电功率；为蓄电池购买的电功率；和分别为园区运营商购电价
、
售电价和售热价；为氢储能售氢量；
c
H2
为氢价；储电池和氢储罐设备要保持日周期内始末储量相等；分别为燃料电池的发电功率和制热功率；
r
表示利率；
m
表示氢储能设备使用寿命；
Q
ht
、Q
el
、Q
fc
分别为电解槽
、
氢储罐和燃料电池的配置容量；
λ
ht
、
λ
el
、
λ
fc
为电解槽
、
氢储罐和燃料电池的单位配置容量价格；以蓄电池为例，其约束条件表示为：以蓄电池为例，其约束条件表示为：以蓄电池为例，其约束条件表示为：式中，分别为
t
时段和
t
‑1时段蓄电池的蓄电量；时段蓄电池的蓄电量；分别为蓄电池的最小蓄电功率
、
最大蓄电功率
、
蓄电池日周期内始
、
末蓄电功率；
δ
e
、
η
e.in
、
η
e.to
分别为蓄电池的自耗能率和的充放电效率；分别为蓄电池在
t
时段充电和放电功率
。5.
根据权利要求2所述的园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法，其特征在于，所述构建多利益主体收益模型，具体为：分别构建园区运营商模型
、
能源供应商模型和负荷聚合商模型
。6.
根据权利要求5所述的园区综合能源系统电氢碳协同调度优化方法，其特征在于，所
述构建园区运营商模型，具体为：园区运营商根据日常供需关系和市场行情制定购买和售出的能源价格，当无法满足热负荷需求时，园区运营商需要给予一定的赔偿，最大目标收益表示为：负荷需求时，园区运营商需要给予一定的赔偿，最大目标收益表示为：负荷需求时，园区运营商需要给予一定的赔偿，最大目标收益表示为：负荷需求时，园区运营商需要给予一定的赔偿，最大目标收益表示为：式中：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：张雪松，赵波，林达，倪筹帷，葛晓慧，唐雅洁，龚迪阳，马瑜涵，章雷其，李志浩，汪湘晋，陈哲，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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