一种源-荷-储协调的综合能源系统低碳经济调度方法技术方案

本发明专利技术公开了一种源

【技术实现步骤摘要】
一种源
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荷
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法


[0001]本专利技术涉及一种源
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荷
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法，属于综合能源系统优化调度


技术介绍

[0002]随着社会的快速发展，各国的碳排放量与日俱增，减少碳排量成为世界的共同话题。为此，综合能源系统(IES)中可再生能源消纳不充分与碳排放量过高成为当下亟待解决的问题。因此发挥电、热、气多种能源耦合的各个环节的调度潜力，并制定相应的调度方案，使具有环保效应的可再生能源充分利用，促使IES低碳运行成为当前的研究热点。
[0003]综合能源系统中源侧是最大的碳排放源，但荷侧的碳排放也不能忽略。综合能源系统能够采取的行之有效的方法除了增加可再生能源的上网率，还有引入虚拟储能与碳捕集技术，充分调用IES源荷储各个环节。
[0004]针对此两种方法，存在如下不足：一、可再生能源出力受季节、气候等自然因素的影响具有不确定性，随着可再生能源并网的规模不断增大，电力系统运行的稳定性、安全性也将受到影响，可再生能源接入和消纳问题制约了其在综合能源系统中的普及利用。二、综合能源系统中电
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热
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气之间的耦合虽在一定程度上改善了可再生能源消纳与碳排放量大的问题，目前IES中的可再生能源未消纳量与碳排放量仍然很大，且经济性较差。所以引入虚拟储能系统，将荷侧的灵活性资源归为虚拟储能；同时引入碳捕集与电转气设备进行源
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荷
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储协调。
[0005]但还有两点不足：1.缺少虚拟储能系统的运行分析与方案制定；2.对引入之后的IES缺少运行分析与源
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荷
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储协调调度方案的提出。因此如何克服现有技术的不足是目前综合能源系统优化调度
亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种源
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荷
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法，充分协调综合能源系统各个环节，挖掘综合能源系统“源
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储”各个环节的调度潜力。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法，其创新点在于包括以下步骤：
[0008]步骤A：首先源侧与荷侧共同决定系统运行模式，根据可再生能源利用水平不同将综合能源系统分成完全消纳模式和未完全消纳模式两种运行模式；
[0009]步骤B：根据电虚拟储能和热虚拟储能的响应时长和响应特性，将综合能源系统分成A类、B类和C类，并给出电虚拟储能运行方案和热虚拟储能运行方案，
[0010]A类：电虚拟储能或热虚拟储能在8h内可以进行转移，该时间段内的总用能不变；
[0011]B类：电虚拟储能或热虚拟储能在4h内可以进行转移，该时间段内的总用能不变；
[0012]C类：电虚拟储能或热虚拟储能可削减负荷；
[0013]步骤C：在步骤A的基础上，调用步骤B中所述的电虚拟储能运行方案和热虚拟储能运行方案，获得源
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荷
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方案；
[0014]步骤D：基于步骤C中的源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方案，建立源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度模型；
[0015]步骤E：基于步骤D中的源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度模型，利用MATLAB对改进IEEE30节点系统进行算例仿真。
[0016]优选的，所述步骤A中的综合能源系统包括外部电网、碳捕集机组、储电、储热及储氢设备、燃气轮机、余热锅炉、燃气锅炉、电解气设备、虚拟储能系统和负荷。
[0017]优选的，所述步骤A中可再生能源利用水平不同为：依据可再生能源消纳余量大小及其变化趋势定义系统运行模式，或者依据考虑经济性、安全性及低碳性和优先消纳可再生能源的交叉原则，根据系统对可再生能源是否保留一定的消纳余量，判断综合能源系统的运行模式。
[0018]优选的，所述步骤A中完全消纳模式为在综合能源系统运行中产生可再生能源消纳充分对电力负荷需求较高时段；未完全消纳模式为在综合能源系统运行中产生可再生能源消纳不充分对电力负荷需求较低时段；根据可再生能源是否消纳完全分为可再生能源不完全消纳模式和可再生能源完全消纳模式。
[0019]优选的，所述步骤B中电虚拟储能运行方案为：当可再生能源完全消纳时，电需求仍较高时段通过激励手段调度A类可转移电负荷进行削峰填谷，可以减轻系统的调峰压力；B类可转移电负荷和C类可削减电负荷由于调度时间短，作为填补可再生出力不确定带来的波动的备用资源；当电负荷需求低时，电虚拟储能主要呈现填谷特性，将部分可转移电负荷移至此时段进而提高可再生能源的消纳。
[0020]优选的，所述步骤B中热虚拟储能运行方案为：当可再生能源未完全消纳，热需求较高时段可调用A类可转移热负荷，降低热负荷水平，减少CHP机组出力，提高可再生能源上网空间；B类、C类热负荷增加下调峰资源，进一步为可再生能源提供上网空间；当热需求较低时，热虚拟储能主要呈现填谷效应，使CHP机组增发出力以满足热需求，同时CHP机组的电出力可以替代部分外购能源出力。
[0021]优选的，所述源
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荷
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法还包括对各环节的约束，包括功率平衡约束、虚拟储能系统约束、机组运行约束和综合能源系统中各个设备的约束。
[0022]本专利技术的优点在于：本专利技术基于综合能源系统源
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荷
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储协调运行机理分析，提出综合能源系统低碳经济调度方案，建立低碳经济调度模型，虚拟储能系统运行分析及建模等，根据研究结果分析源
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储协调调度对IES低碳经济运行的影响，得出考虑源
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荷
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法。
[0023]通过电转气设备使电网与气网连接，燃气轮机与电锅炉使的电网与热网相连，同时燃气轮机与燃气锅炉使得热望与气网连接，实现了电
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热
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气能源耦合。在可再生能源完全消纳时段，解决碳排放升高问题，采用电虚拟储能运行方案降低此模式下的电负荷水平，以降低机组出力，同时启用电储能进一步减少碳排放；同时降低此模式下IES运行成本。
[0024]采用本申请热虚拟储能运行方案，部分可转移热负荷可在此模式用能，CHP机组增发出力满足转移的热需求，同时CHP机组电出力上升可减少部分购电成本及其产生的碳交
易成本。因随着调度时间的增加碳交易价格上升，而CHP机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源
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荷
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于包括以下步骤：步骤A：首先源侧与荷侧共同决定系统运行模式，根据可再生能源利用水平不同将综合能源系统分成完全消纳模式和未完全消纳模式两种运行模式；步骤B：根据电虚拟储能和热虚拟储能的响应时长和响应特性，将综合能源系统分成A类、B类和C类，并给出电虚拟储能运行方案和热虚拟储能运行方案，A类：电虚拟储能或热虚拟储能在8h内可以进行转移，该时间段内的总用能不变；B类：电虚拟储能或热虚拟储能在4h内可以进行转移，该时间段内的总用能不变；C类：电虚拟储能或热虚拟储能可削减负荷；步骤C：在步骤A的基础上，调用步骤B中所述的电虚拟储能运行方案和热虚拟储能运行方案，获得源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方案；步骤D：基于步骤C中的源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方案，建立源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度模型；步骤E：基于步骤D中的源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度模型，利用MATLAB对改进IEEE30节点系统进行算例仿真。2.如权利要求1所述的一种源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述步骤A中的综合能源系统包括外部电网、碳捕集机组、储电、储热及储氢设备、燃气轮机、余热锅炉、燃气锅炉、电解气设备、虚拟储能系统和负荷。3.如权利要求1所述的一种源
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储协调的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述步骤A中可再生能源利用水平不同为：依据可再生能源消纳余量大小及其变化趋势定义系统运行模式，或者依据考虑经济性、安全性及低碳性和优先消纳可再生能源的交叉原则，根据系统对可再生能源...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞建军，胡福年，彭晨惠，曹文彦，郭旭，周小博，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：