综合能源系统低碳经济调度方法、装置、系统及介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于电网调度技术领域，具体涉及综合能源系统低碳经济调度方法、装置、系统及介质。针对现有综合能源园区调度方法考虑的因素不全面，本发明专利技术采用如下技术方案：综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述综合能源系统低碳经济调度方法包括：步骤S1、采集相关基础数据；步骤S2、根据基础数据建立约束条件；步骤S3、构建多目标函数，目标包括总成本最低、碳排放最少、风电利用率最高、光伏消纳率最高；步骤S4、求解多目标函数，得到优化后的调度方法。本发明专利技术的综合能源系统低碳经济调度方法的有益效果是：综合考虑了综合能源系统运行成本、二氧化碳排放量、风机光伏消纳情况。风机光伏消纳情况。风机光伏消纳情况。

【技术实现步骤摘要】
综合能源系统低碳经济调度方法、装置、系统及介质


[0001]本专利技术属于电网调度
，具体涉及综合能源系统低碳经济调度方法、装置、系统及介质。

技术介绍

[0002]随着人们对环保和可持续性的需求不断增加，综合能源系统已经成为提高能源利用效率、减少碳排放的重要手段。综合能源系统包括多种能源类型，如风能、太阳能、水力能、核能、天然气等，可以更好地满足社会对于能源多样化和可持续性的需求。
[0003]然而，由于综合能源系统中涉及多种能源类型和复杂的能源交互作用，其运行和管理也变得更加困难。为了达到低碳经济的目标，需要实现对能源系统的精细调度和优化。同时，为了加快能源转型，也需要利用碳交易等手段，鼓励能源企业采用低碳技术、降低碳排放，实现绿色发展。
[0004]综合能源低碳优化方法正是为了实现这一目标而提出的技术方案，将多种能源和碳交易机制结合起来，通过技术手段实现能源的高效利用，减少碳排放，推进能源转型和低碳经济的发展。但是，现有的调度方法对目标函数和约束条件的构建还存在不全面、不合理之处。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有综合能源园区调度方法考虑的因素不全面，提供综合能源系统低碳经济调度方法，改进目标函数和约束条件,综合考虑总成本、碳排放、风电利用率和光伏消纳率。本专利技术同时提供综合能源系统低碳经济调度装置、调度系统及计算机可读存储介质。
[0006]本专利技术采用如下方案：综合能源系统低碳经济调度方法，包括：
[0007]采集相关基础数据；
[0008]根据所述基础数据建立约束条件；
[0009]构建多目标函数，其中所述多目标包括总成本最低、碳排放最少、风电利用率最高、光伏消纳率最高；
[0010]求解多目标函数，根据求解结果得到优化后的调度方法。
[0011]作为改进，所述基础数据包括下述中的至少：储能机组、光伏发电机组、风电发电机组、制冷机、燃气轮机、电转气机组的相关参数；所述基础数据还包括从气象数据库获取的当地逐时风速和光照数据
[0012]作为改进，所述基础数据包括储能机组的数据，所述储能机组包括蓄热式电锅炉，蓄热式电锅炉约束包括供热需求约束、热电转换效率约束、电锅炉功率约束和水箱蓄热约束；
[0013]其中，供热需求约束表示为：
[0014][0015]式中，为锅炉n在t时刻的供热需求,c
w
,ρ
w
分别为比热容和密度，T
tS
为室内设定温度，T
tR
为室外温度，F
n
为锅炉额定流量，N是锅炉数量，n是锅炉序号；
[0016]热电转换效率约束表示为：
[0017][0018]式中，η
n
为热电转换效率系数，为第n个电锅炉在t时刻的功率；
[0019]电锅炉功率约束表示为：
[0020][0021]式中，是电锅炉n功率的上限；
[0022]水箱蓄热约束表示为：
[0023][0024]式中，为水箱n的贮热下限，为水箱n的贮热上限。
[0025]作为改进，所述基础数据包括光伏发电机组的数据，采用不确定集合来描述光伏发电约束，表示为：
[0026][0027]式中，P为光伏机组输出功率所构成的随机向量，为光伏输出功率所构成的不确定集，P
j，t
为光伏机组j在时刻t的实际最大输出，是单元j在时刻t的实际输出，为光伏机组j在时刻t的实际出力和预测出力的偏差，Γ
R
是不确定运算，用于调整鲁棒性和经济性，η
j,t
为光伏机组j在时刻t的效率因子，η
j,t
∈[0,1]，N
R
为光伏机组数量。
[0028]作为改进，所述基础数据包括风电发电机组的数据，采用改进的极值场景法描述风力发电约束，风力发电约束包括：
[0029][0030][0031][0032][0033]式中，P
i,t
为第i个机组在t时刻的输出功率，为第i个机组在t时刻的最大输出功率，P
i,t,1
,P
i,t,2
分别是机组i在t周期内在两种极端情况下的输出，为最大爬坡速率；
[0034]机组的实际最大输出介于两种极端情况之间，改进后的极端场景不仅有输出边界，而且有最大的斜坡振幅，保证了两个极端场景的计算结果能够100％代表边界内的所有
风电输出情况。
[0035]作为改进，所述基础数据包括制冷机的数据，所述制冷机包括吸收式制冷机和电制冷机，吸收式制冷机的输出制冷功率表示为：
[0036][0037]式中，Q
l
是吸收式制冷机的输出制冷功率，cop
l
为制冷效率，是输入的热功率；
[0038]电制冷机的输出制冷功率表示为：
[0039][0040]式中，Q
el
是电制冷机输出的制冷功率，cop
el
是电制冷机的制冷效率，是输入的电功率；
[0041]制冷机的约束包括冷功率平衡约束、吸收式制冷机制冷功率约束和电制冷机输出制冷功率约束；
[0042]冷功率平衡约束表示为：
[0043]Q
el
+Q
l
＝Q
load
ꢀꢀ
(12)
[0044]式中，Q
el
为电制冷机输出的制冷功率，Q
l
为吸收式制冷机的输出制冷功率，为冷负荷需求；
[0045]吸收式制冷机制冷功率约束表示为：
[0046][0047]式中，为吸收式制冷机最小制冷功率，为吸收式制冷机最大制冷功率；
[0048]电制冷机输出制冷功率约束表示为：
[0049][0050]式中，为电制冷机最小输出制冷功率，为电制冷机最小输出制冷功率；
[0051]所述基础数据包括燃气轮机的数据，燃气轮机的发电量与天然气和自身的转换效率有关，燃气轮机的数学模型表示为：
[0052][0053][0054]式中，P
GT
‑
E
为燃气轮机的发电功率；为燃发电效率，P
GT
‑
G
为耗气功率，P
GT
‑
H
为产热功率，为燃气轮机的产热效率；
[0055]燃气轮机的约束包括热功率约束和出力上下限约束，
[0056]燃气轮机的热功率约束表示为：
[0057][0058]式中，P
GT
‑
H
为燃气轮机的热功率，为蓄热式电锅炉热功率，为热负荷；
[0059]燃气轮机出力上下限约束表示为：
[0060][0061][0062]式中，燃气轮机最小发电功率，P
GT
‑
E
为燃气轮机的发电功率，为燃气轮机最大发电功率，为燃气轮机的最小热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：包括：采集相关基础数据；根据所述基础数据建立约束条件；构建多目标函数，其中所述多目标包括总成本最低、碳排放最少、风电利用率最高、光伏消纳率最高；求解多目标函数，根据求解结果得到优化后的调度方法。2.根据权利要求1所述的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述基础数据包括储能机组的数据，所述储能机组包括蓄热式电锅炉，蓄热式电锅炉约束包括供热需求约束、热电转换效率约束、电锅炉功率约束和水箱蓄热约束；其中，供热需求约束表示为：式中，为锅炉n在t时刻的供热需求,c
w
,ρ
w
分别为比热容和密度，T
tS
为室内设定温度，T
tR
为室外温度，F
n
为锅炉额定流量，N是锅炉数量，n是锅炉序号；热电转换效率约束表示为：式中，η
n
为热电转换效率系数，为第n个电锅炉在t时刻的功率；电锅炉功率约束表示为：式中，是电锅炉n功率的上限；水箱蓄热约束表示为：式中，为水箱n的贮热下限，为水箱n的贮热上限。3.根据权利要求1所述的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述基础数据包括光伏发电机组的数据，采用不确定集合来描述光伏发电约束，表示为：式中，P为光伏机组输出功率所构成的随机向量，为光伏输出功率所构成的不确定集，P
j,t
为光伏机组j在时刻t的实际最大输出，是单元j在时刻t的实际输出，为光伏机组j在时刻t的实际出力和预测出力的偏差，Γ
R
是不确定运算，用于调整鲁棒性和经济性，η
j,t
为光伏机组j在时刻t的效率因子，η
j,t
∈[0,1]，N
R
为光伏机组数量。4.根据权利要求1所述的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述基础数据包括风电发电机组的数据，采用改进的极值场景法描述风力发电约束，风力发电约束包括：
|P
i,t
‑
P
i,t,2
|+|P
i,t
‑
P
i,t,1
|＝|P
i,t,2
‑
P
i,t,1
|
ꢀꢀ
(9)式中，P
i,t
为第i个机组在t时刻的输出功率，为第i个机组在t时刻的最大输出功率，P
i,t,1
,P
i,t,2
分别是机组i在t周期内在两种极端情况下的输出，为最大爬坡速率；机组的实际最大输出介于两种极端情况之间，改进后的极端场景不仅有输出边界，而且有最大的斜坡振幅，保证了两个极端场景的计算结果能够100％代表边界内的所有风电输出情况。5.根据权利要求2所述的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述基础数据包括制冷机的数据，所述制冷机包括吸收式制冷机和电制冷机，吸收式制冷机的输出制冷功率表示为：式中，Q
l
是吸收式制冷机的输出制冷功率，cop
l
为制冷效率，是输入的热功率；电制冷机的输出制冷功率表示为：式中，Q
el
是电制冷机输出的制冷功率，cop
el
是电制冷机的制冷效率，是输入的电功率；制冷机的约束包括冷功率平衡约束、吸收式制冷机制冷功率约束和电制冷机输出制冷功率约束；冷功率平衡约束表示为：Q
el
+Q
l
＝Q
load (12)式中，Q
el
为电制冷机输出的制冷功率，Q
l
为吸收式制冷机的输出制冷功率，为冷负荷需求；吸收式制冷机制冷功率约束表示为：式中，为吸收式制冷机最小制冷功率，为吸收式制冷机最大制冷功率；电制冷机输出制冷功率约束表示为：式中，为电制冷机最小输出制冷功率，为电制冷机最小输出制冷功率；所述基础数据包括燃气轮机的数据，燃气轮机的发电量与天然气和自身的转换效率有关，燃气轮机的数学模型表示为：关，燃气轮机的数学模型表示为：
式中，P
GT
‑
E
为燃气轮机的发电功率；为燃发电效率，P
GT
‑
G
为耗气功率，P
GT
‑
H
为产热功率，为燃气轮机的产热效率；燃气轮机的约束包括热功率约束和出力上下限约束，燃气轮机的热功率约束表示为：式中，P
GT
‑
H
为燃气轮机的热功率，为蓄热式电锅炉热功率，为热负荷；燃气轮机出力上下限约束表示为：燃气轮机出力上下限约束表示为：式中，燃气轮机最小发电功率，P
GT
‑
E
为燃气轮机的发电功率，为燃气轮机最大发电功率，为燃气轮机的最小热功率，P
GT
‑
H
为燃气轮机的热功率；为燃气轮机的最大热功率；所述基础数据包括电转气机组的数据，电转气的数学模型表示为：Q
ETG
‑
T
＝η
etg
*P
etg
‑
t
/H
Q
ꢀꢀ
(20)式中，Q
ETG
‑
T
为T时刻转换的天然气，η
etg
为的转换系数，P
etg
‑
t
为t时刻的转换天然气时所需的耗电量，H
Q
为天然气产生的热量；电转气功率上下限约束表示为：式中，为最小电转气功率，Q
etg
为电转气功率，为最大电转气功率。6.根据权利要求1所述的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在于：所述多目标函数的总成本表示为：C
total
＝C
L
‑
H
‑
E
+C
F
+C
C
+C
W
+C
P
+C
S
ꢀꢀ
(22)式中，C
total
为总成本，C
L
‑
H
‑
E
，C
F
,C
C
,C
W
,C
P
，C
S
分别为冷
‑
热
‑
电
‑
气多能流互补的综合能源系统运行成本、火电成本、碳交易成本、弃风成本、弃光成本、弃水成本。7.根据权利要求6所述的综合能源系统低碳经济调度方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆春光，姚力，刘炜，肖涛，王朝亮，李亦龙，王佳颖，宋磊，徐帅，江婷，丁霄寅，何成章，刘主光，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司衢州供电公司国网浙江省电力有限公司温州供电公司，
类型：发明
国别省市：