一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略的制作方法

本发明涉及综合能源系统优化调度技术，具体涉及一种考虑碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略。

背景技术：

0、技术背景

1、

2、目前，针对以供电所为核心的系统低碳运行策略，碳捕获技术是目前最为有效的碳减排手段之一。相关研究人员提出兼顾碳捕集技术和甲烷化的综合能源供电所分布式优化调度模型；也有相关人员基于柔性负荷，利用碳捕获技术实现供电所优化调度。然而上述研究均没有考虑包含光伏电站的供电所，利用碳捕获技术实现电网协同优化调度。

3、柔性负荷能够根据电力系统的需要调整其用电水平的负荷。与传统负荷相比，柔性负荷具有更大的灵活性和响应速度，可以在需要时增加或减少用电，以便更好地匹配电力系统的供需平衡。调整柔性负荷的消耗或释放可以更好地平衡电力系统中供给与需求之间的差异，进而增强系统的稳定性和可靠性，有效缓解负荷波动和能源供给变化的影响。在电热多能系统中，柔性负荷的灵活运用能够降低储能电站的需求容量，提高清洁能源的利用效率。然而，当前研究主要集中在单一特性的柔性负荷或储能手段，而缺乏对不同类型能源耦合与柔性负荷之间联系的充分考量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略，用以至少解决现有技术中碳捕获技术与热电联供供电所协同优化调度的难题，该策略以最小化供电所的日常运行成本和碳排放量治理成本为目标，考虑了供电所的能源使用、运营维护以及补偿成本，并建立了一个综合考虑供能侧、储能侧和用能侧的低碳经济运行策略模型，实现碳捕获装置、热电联供系统的协同调度。

2、实现上述目的的技术方案是：一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略，包括以下步骤：

3、s1、采集分布式光伏预测数据，电、热负荷预测数据，热电联供型供电所的相关设备参数；

4、s2、构建碳捕获机组模型；

5、s3、基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件；

6、s4、在确保系统安全运行前提下，考虑经济与环境综合效益为目标函数，建立综合能源系统优化调度模型；

7、s5、采用蚁群算法求解优化模型，得到综合能源系统调度方案。

8、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s2中，碳捕获机组模型具体为：

9、pcs(t)＝ps(t)+pm(t)

10、

11、eall(t)＝ecs·pcs(t)

12、

13、式中，pcs(t)为碳捕获机组在t时间段的总能耗；ps(t)为碳捕获机组在t时间段的运行能耗，与当前机组运行状态有关；pm(t)为碳捕获机组在t时间段的固定能耗，机组固定能耗指碳捕获机组最低运行状态下的能源消费，与机组运行状态无关，在确定机组参数后为固定值；为t时间段的碳捕获机组的碳捕获总量；eall(t)为t时间段碳捕获机组的co2总产生量；eem(t)为t时间段的碳捕获机组的co2净释放量。γ为碳捕获机组捕获co2能耗系数；ecs为碳捕获机组的碳捕获效率。

14、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件如下：

15、热功率平衡约束：

16、hhp+hes2＝hes1+hbase+htrans+hres

17、式中，hhp为热泵提供的热能；hes2为热储能装置放热状态下的热能；hes1为热储能装置储能状态下的热能；hbase为供电所基础热负荷，不进行调度；htrans为供电所可转移热负荷；hres为供电所可调节热负荷。

18、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件如下：

19、电功率平衡约束：

20、pwin+pes2+psv＝pwout+pbase+ptrans+pres+pes1+pep

21、式中，pwin为供电所从电网侧获取的电功率；为电储能当前状态下释放的电功率；psv为分布式光伏当前的输出功率；pwout为供电所输送到电网侧的电功率；pbase为供电所基础热负荷，不进行调度；ptrans为可转移负荷；pres为削减负荷；pep为热泵工作的耗电功率。

22、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件如下：

23、功率上下限约束：

24、pep≤pep-max

25、0≤psv≤psv-max

26、0≤pes≤pes-max

27、0≤hes1≤hes-max

28、式中，pep为热泵输入的电功率；pep-max为热泵工作时的最大电功率；psv为光伏发电机组输出功率；psv-max为光伏发电机组最大输出功率；pes为电储能当前状态下的电功率；pes-max为电储能电功率上限；hes1为热储能当前状态下热功率；hes-max为热储能热功率上限。

29、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件如下：

30、储能设备储量约束：

31、0≤ees≤ees-max

32、0≤hes≤hes-max

33、式中，ees为电储能当前容量；hes为热储能当前容量；ees-max为电储能组储能上限；hes-max为热储能组储能上限。

34、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所为含光伏的热电联供型供电所，其安全运行设置约束条件如下：

35、热功率平衡约束：

36、hhp+hes2＝hes1+hbase+htrans+hres

37、式中，hbase(t)为供电所基础热负荷，不进行调度；htrans(t)为供电所可转移热负荷；hres(t)为供电所可调节热负荷。

38、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件如下：

39、电功率平衡约束：

40、pwin+pes2+psv＝pwout+pbase+ptrans+pres+pes1+pep

41、式中，pbase为供电所基础热负荷，不进行调度；ptrans为可转移负荷；pres为削减负荷。

42、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件如下：

43、功率上下限约束：

44、pep≤pep-max

45、0≤psv≤psv-max

46、0≤pes,pes2≤pes-max

47、0≤hes1,hes2≤hes-max

48、式中，pep为热泵输入的电功率；pep-max为热泵工作时的最大电功率。psv-max为光伏发电机组最大输出功率；pes-max为电储能最大输入输出电功率；hes-max为热储能最大输入输出热功率。

49、在上述的一种基于碳捕获技术的热电联供型供电所低碳运行策略中，步骤s3中，基于碳捕获技术的热电联供型供电所安全运行设置约束条件如下：

50、储能设备储量约束：

51、0≤ees≤ees-max

52、0≤hes≤hes-max

53、式中，ees-max为电储能组储能上限；hes-max为热储能组储能上限。

54、本发明的有益效果是：本发明在考虑了供电所的能源使用、运营维护以及补偿成本的前提下，构建基于碳捕获技术的含光伏、热泵、电储能装置、柔性负荷等供电所低碳经济运行策略模型；以供电所日运行总成本及碳排放量日治理成本最低为目标，达到协调调度，并建立了一个综合考虑供能侧、储能侧和用能侧的低碳经济运行策略模型。