System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电-热-气多能耦合系统季节性优化控制方法技术方案_技高网

考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电-热-气多能耦合系统季节性优化控制方法技术方案

技术编号:41364155 阅读:2 留言:0更新日期:2024-05-20 10:12
本发明专利技术提供一种考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电‑热‑气多能耦合系统季节性优化控制方法。该方法包括:构建电热气多能耦合系统设备模型,建立电热气供需匹配模型;构建天然气储能模型,分析该耦合系统能源供应和负荷需求的季节特性,根据分析结果构建跨季节储气利用模型;计算该耦合系统内各排碳设备的实际碳排放量;进行初次碳排放配额分配;得到各设备初次出力计划,初次评估该耦合系统的碳排放量和综合运行成本;得到各设备的第二次出力计划,第二次评估所述碳排放量和综合运行成本,并将第二次评估的碳排放量和综合运行成本与初次评估的碳排放量和综合运行成本进行对比,以得到对比结果;根据该对比结果调整二次碳排放配额情况下该耦合系统内的设备出力,筛选出低碳性和经济性更优的出力组合。本发明专利技术的控制方法,实现碳配额的季节性分配和储气的季节性互补,进而实现对电‑热‑气多能耦合系统的季节性优化控制,最终提高电‑热‑气多能耦合系统的低碳性和经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳交易和能源存储的,具体而言,涉及一种考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电-热-气多能耦合系统季节性优化控制方法


技术介绍

1、电-热-气多能耦合系统具有多种能源相互补充,可以各取所长,提高能源综合利用率和可再生能源消纳水平。电-热-气多能耦合系统在市场层面引入碳交易机制可以进一步优化系统内设备的出力组合,提高系统的低碳化水平。我国开启了碳交易市场的建设,全国碳排放权交易市场已于2021年7月正式开市。然而,碳交易机制仍旧有较大的完善空间。一方面,目前的碳交易机制对于季节变化没有相应的调整机制,对于冬季可再生能源出力不足而不得不加大化石燃料供能需求的情况,碳交易机制目前没有针对性的优化措施,所起到的作用仅仅为惩罚措施,使得市场参与主体大幅增加了成本支出,而缺少了低碳化的政策引导作用。另一方面,针对不同季节电-热-气多能耦合系统的可再生能源供应和负荷需求的差异化和供需长时间尺度错位,现有系统的控制方法难以跨季节匹配供需两侧。针对此问题,跨季节储气可以作为一个良好的解决手段,利用春季和秋季高发的可再生能源驱动电转气设备,大量存储天然气至夏季和冬季,不仅仅降低了夏季、冬季的购气成本,还降低了购气限额较低情况下电转气设备的运行水平,减少了电能的消耗,进而也就降低了碳排放量。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、为此,本专利技术的目的在于提出一种考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电-热-气多能耦合系统季节性优化控制方法。</p>

3、为了实现上述目的,本专利技术的技术方案提供了一种考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电-热-气多能耦合系统季节性优化控制方法,该控制方法包括:步骤s1:构建电-热-气多能耦合系统设备模型,建立电-热-气供需匹配模型;所述电-热-气多能耦合系统设备模型包括能量转换侧设备数学模型和碳捕集火电厂数学模型;

4、所述步骤s1,具体包括:

5、步骤s1.1:构建能量转换侧设备数学模型;所述能量转换侧设备数学模型的表达式为:

6、

7、公式(1)中,pgt,t、pgb,t分别为燃气轮机、燃气锅炉消耗的气功率;pgte,t为燃气轮机输出的电功率;pgth,t为燃气轮机输出的热功率;pgbh,t为燃气锅炉输出的热功率;pp2g,t为电转气设备消耗的电功率;pp2gg,t为电转气设备生产天然气的功率;ξgte为燃气轮机的气-电转化效率;ξgth为燃气轮机的气-热转化效率;ξgbh为燃气锅炉的气-热转化效率;ξp2g为电转气设备的电-气转化效率;t为每日第几个小时数;

8、步骤s1.2:构建碳捕集火电厂数学模型;所述碳捕集火电厂数学模型的表达式为:

9、

10、公式(2)中,eg,t为碳捕集火电厂的总碳排放量;egb,t为碳捕集火电厂进入碳捕集设备的碳排放量;egp,t为碳捕集火电厂直排大气的碳排放量;egtb,t为燃气轮机烟气分流进入碳捕集设备的碳排放量;egbb,t为燃气锅炉烟气分流进入碳捕集设备的碳排放量;mcc,t为碳捕集量;mccp,t为超出碳捕集水平的co2量;k2、l2、m2为火电机组碳排放的计算系数;为碳捕集火电厂的烟气分流系数;γ为碳捕集水平;为碳捕集设备能耗水平;poper,t为碳捕集设备的运行功率;pccp,t为碳捕集火电厂的总输出功率;pstat为碳捕集火电厂的固有功率;

11、步骤s1.3:基于公式(1)和公式(2),得到电、热、气能量平衡关系等式:

12、

13、公式(3)中,pwt,t为风电输出功率;ppv,t为光伏输出功率;pj,t为碳捕集火电厂的净输出功率;pnet,t为电网输出功率;pg,t为天然气管网输出气功率;分别为储电、储热、储气的储能功率;分别为储电、储热、储气的放能功率;pel,t、phl,t、pgl,t分别为电、热、气负荷功率值;

14、步骤s2:构建天然气储能模型,分析电-热-气多能耦合系统能源供应和负荷需求的季节特性,根据分析结果构建跨季节储气利用模型;

15、所述步骤s2,具体包括:

16、步骤s2.1:构建天然气储能模型;所述天然气储能模型的表达式为:

17、

18、式(4)中,rgsto,t代表某一季节典型日下天然气储能的实时容量;为天然气储能对应的充能效率;为天然气储能对应的能量释放效率;rgsto,min、rgsto,max分别对应天然气储能容量的下限和上限;bchagsto,t、bdisgsto,t分别为天然气储能注入能量和释放能量的二进制标识变量;

19、步骤s2.2:分析电-热-气多能耦合系统能源供应和负荷需求的季节特性,得到分析结果;所述分析结果为所选地域的春季、秋季为可再生能源高发的季节,夏、冬季为用电高峰的季节;

20、步骤s2.3:根据分析结果,利用电转气将天然气跨季节存储,形成春-夏、秋-冬两对供能组合,以构建跨季节储气模型;所述跨季节储气模型的表达式为:

21、

22、公式(5)中,rgsto,fal,24为秋季典型日天然气储能24h的容量;rgsto,win,1为冬季典型日天然气储能1h的容量;rgsto,spr,24为春季典型日天然气储能24h的容量;rgsto,sum,1为夏季典型日天然气储能1h的容量;

23、步骤s3:计算电-热-气多能耦合系统内各排碳设备的实际碳排放量;

24、所述步骤s3,具体包括:

25、步骤s3.1:计算经过碳捕集分流改进后的天然气机组的碳排放量;所述经过碳捕集分流改进后的天然气机组的碳排放量的表达式为:

26、

27、公式(6)中,egt,t、egb,t分别为燃气轮机、燃气锅炉的总碳排放量;egtp,t、egbp,t分别为燃气轮机、燃气锅炉烟气分流排入大气的碳排放量;分别为燃气轮机、燃气锅炉的烟气分流系数;k1、l1、m1为天然气机组碳排放计算系数;

28、步骤s3.2:计算电网购电量对应的碳排放量;所述电网购电量对应的碳排放量的表达式为:

29、

30、公式(7)中,enet,t为电网购电等效碳排放量;k2、l2、m2为火电机组碳排放的计算系数;pnet,t为电网输出功率;

31、步骤s3.3:计算电-热-气多能耦合系统参与碳交易机制的总碳排放量;所述电-热-气多能耦合系统参与碳交易机制的总碳排放量的表达式为:

32、

33、公式(8)中,esum,t为电-热-气多能耦合系统的实际碳排放量;

34、步骤s4:以排碳设备的实际输出功率水平为依据,进行初次碳排放配额分配;在初次排放配额分配的基础上对电-热-气多能耦合系统进行优化控制,得到各设备的初次出力计划,初次评估电-热-气多能耦合系统的碳排放量和综合运行成本;

35、所述步骤s4,具体包括:

36、步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电-热-气多能耦合系统季节性优化控制方法,其特征在于,包括:

【技术特征摘要】

1.一种考虑熵权法碳配额与跨季节储气的电-热-气多...

【专利技术属性】
技术研发人员:颜宁王子萌蔡超马少华蔡志远
申请(专利权)人:沈阳工业大学
类型:发明
国别省市:

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