【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风光火储耦合领域，具体而言，涉及一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法。
技术介绍
1、现有的风光火储耦合系统设计规划中,多关注于系统经济性或技术性单一指标,而鲜有深入探索考虑生态效益的风光火储耦合系统低碳经济双层优化配置方法。现有多能耦合系统优化配置方法存在以下问题:
2、1)没有兼顾经济与环境指标,无法实现系统效益最大化和碳排放最小化；
3、2)对火电厂的碳排放建模和计算粗放,无法准确预测系统碳减排量；
4、3)现有优化技术对经济、环境指标的考量不足,应对多因素变化和实现系统协同的能力有限。
5、上述问题导致现有耦合系统优化结果无法兼顾经济社会效益增长与生态环境效益改善,系统配置方案的科学性和合理性有待提高。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，能够解决现有技术在风光火储耦合系统设计规划中，没有兼顾经济与环境指标，对火电厂的碳排放建模和计算粗放以及现有优化技术对经济、环境指标的考量不足的技术问题。
2、本专利技术是这样实现的：
3、本专利技术提供一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其中,包括以下步骤:
4、s10、构建风光火储耦合系统低碳经济双层优化结构；
5、s20、建立风电系统、光伏系统碳排放配额计算模型；
6、s30、建立以电力企业经济效益最大化为目标的外层优化模型；>
7、s40、建立碳捕集火电碳排放计算模型；
8、s50、建立以最小化系统碳排放量为目标的内层优化模型；
9、s60、建立风电系统、光伏系统、储能系统全生命周期成本计算模型；
10、s70、建立风光储容量、建设用地等约束条件；
11、s80、基于改进粒子群算法完成两阶段最优模型求解,得到系统最优配置方案。
12、在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法还可以做如下改进:
13、其中，所述风光火储耦合系统低碳经济双层优化结构，包括以电力企业收益最大化为外层骨架的确定性缩减层面和以碳排放实际最小化为内层骨架的碳排放功率层面；根据风光火储耦合系统的具体技术性能特点设计确定外层优化的最优损耗调频层面与内层优化的最优温度设置层面，建立确定性调频模型和最优性碳捕集模型。
14、其中，建立风电系统光伏系统碳排放配额计算模型步骤具体包括：实时动态识别电力运行层面的风电光伏发电特定来源，精准判定不同新能源的实际碳减排效果性主要属性确定其对应的碳减排系数；设计建立针对风电光伏碳计量模型的精炼模型样本库，实施多源异构碳配额交叉融合。
15、其中，建立以电力企业经济效益最大化为目标的外层优化模型步骤具体包括：设计确定外层优化模型以电力企业经济效益最大化为目标函数，目标包含风电、光伏发电、储能的等收益项与交易成本项；设置外层约束条件，包括风光储新能源容量限制约束、建设用地面积约束等，并采用高斯消元法确定约束方程组最优解的稳定态模型与激励纵景模型。
16、其中，建立碳捕集火电碳排放计算模型步骤具体包括：建立数学模型描述碳捕集系统内的各种物理化学过程；同时结合脱硫脱硝系统中产生的co2排放，建立碳捕集火电厂总碳排放量的量化模型。
17、其中，建立以最小化系统碳排放量为目标的内层优化模型步骤具体包括：设定内层优化模型目标函数为系统最优解下的最小化碳排放总量，包含火电机组燃煤碳排放量等指标；设置再生能源减少火电出力的间接减排约束条件，基于二次规划规划模型求解该内层优化模型，获得系统整体最优减排的稳态解。
18、其中，建立风电系统、光伏系统、储能系统全生命周期成本计算模型步骤具体包括：分别考量风电、光伏和储能系统的投资成本、运行成本、维修成本以及释放碳污染权益回收成本，通过独立构建各自的全生命周期成本模型。
19、其中，建立风光储容量、建设用地等约束条件步骤具体包括：综合考虑风电、光伏和储能容量技术现状及发展前景，分别设定这三类新能源发电的装机容量约束上限；根据不同能源的占地系数、已使用土地、保护区用地等因素，确定风光储能源建设用地的约束条件和数学表达式。
20、其中，基于改进粒子群算法完成两阶段最优模型求解得到系统最优配置方案步骤具体包括：构建二阶段滚动优化模型，第一阶段利用超学习思想调整并基于改进粒子群算法完成外层优化模型的最优求解；第二阶段则基于同样算法完成内层优化模型最优求解，通过迭代优化不断逼近全局最优系统配置方案；基于内外双层损耗凸性分析，不断迭代优化目标与约束模型，并最终稳定在满足双层优化模型的全局最优解空间中，得到系统最优配置方案数据输出。
21、与现有技术相比较，本专利技术提供的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法的有益效果是：
22、1)实现了经济效益和环境效益的双目标优化,兼顾了系统收益最大化和碳减排量最小化,保证了配置方案的合理性；
23、2)提出了吸收-再生等关键部件模型,精确预测了碳捕集效果,计算结果更加准确科学；
24、3)构建内外双层模型,应对变化因素更加灵活,系统协同性能明显提升。
25、相比现有技术,本专利技术配置结果更加优化科学,最大限度发挥系统效能,明显提高经济收益的同时,也将碳排放量控制在更低水平,实现经济社会效益与生态环境效益的双丰收。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，所述风光火储耦合系统低碳经济双层优化结构，包括以电力企业收益最大化为外层骨架的确定性缩减层面和以碳排放实际最小化为内层骨架的碳排放功率层面；根据风光火储耦合系统的具体技术性能特点设计确定外层优化的最优损耗调频层面与内层优化的最优温度设置层面，建立确定性调频模型和最优性碳捕集模型。
3.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立风电系统光伏系统碳排放配额计算模型步骤具体包括：实时动态识别电力运行层面的风电光伏发电特定来源，精准判定不同新能源的实际碳减排效果性主要属性确定其对应的碳减排系数；设计建立针对风电光伏碳计量模型的精炼模型样本库，实施多源异构碳配额交叉融合。
4.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立以电力企业经济效益最大化为目标的外层优化模型步骤具体包括：设计确定外层优化模型以电力企
5.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立碳捕集火电碳排放计算模型步骤具体包括：建立数学模型描述碳捕集系统内的各种物理化学过程；同时结合脱硫脱硝系统中产生的CO2排放，建立碳捕集火电厂总碳排放量的量化模型。
6.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立以最小化系统碳排放量为目标的内层优化模型步骤具体包括：设定内层优化模型目标函数为系统最优解下的最小化碳排放总量，包含火电机组燃煤碳排放量等指标；设置再生能源减少火电出力的间接减排约束条件，基于二次规划规划模型求解该内层优化模型，获得系统整体最优减排的稳态解。
7.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立风电系统、光伏系统、储能系统全生命周期成本计算模型步骤具体包括：分别考量风电、光伏和储能系统的投资成本、运行成本、维修成本以及释放碳污染权益回收成本，通过独立构建各自的全生命周期成本模型。
8.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立风光储容量、建设用地等约束条件步骤具体包括：综合考虑风电、光伏和储能容量技术现状及发展前景，分别设定这三类新能源发电的装机容量约束上限；根据不同能源的占地系数、已使用土地、保护区用地等因素，确定风光储能源建设用地的约束条件和数学表达式。
9.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，基于改进粒子群算法完成两阶段最优模型求解得到系统最优配置方案步骤具体包括：构建二阶段滚动优化模型，第一阶段利用超学习思想调整并基于改进粒子群算法完成外层优化模型的最优求解；第二阶段则基于同样算法完成内层优化模型最优求解，通过迭代优化不断逼近全局最优系统配置方案；基于内外双层损耗凸性分析，不断迭代优化目标与约束模型，并最终稳定在满足双层优化模型的全局最优解空间中，得到系统最优配置方案数据输出。
...【技术特征摘要】
1.一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，所述风光火储耦合系统低碳经济双层优化结构，包括以电力企业收益最大化为外层骨架的确定性缩减层面和以碳排放实际最小化为内层骨架的碳排放功率层面；根据风光火储耦合系统的具体技术性能特点设计确定外层优化的最优损耗调频层面与内层优化的最优温度设置层面，建立确定性调频模型和最优性碳捕集模型。
3.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立风电系统光伏系统碳排放配额计算模型步骤具体包括：实时动态识别电力运行层面的风电光伏发电特定来源，精准判定不同新能源的实际碳减排效果性主要属性确定其对应的碳减排系数；设计建立针对风电光伏碳计量模型的精炼模型样本库，实施多源异构碳配额交叉融合。
4.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立以电力企业经济效益最大化为目标的外层优化模型步骤具体包括：设计确定外层优化模型以电力企业经济效益最大化为目标函数，目标包含风电、光伏发电、储能的等收益项与交易成本项；设置外层约束条件，包括风光储新能源容量限制约束、建设用地面积约束等，并采用高斯消元法确定约束方程组最优解的稳定态模型与激励纵景模型。
5.根据权利要求1所述的一种风光火储耦合系统低碳经济双层容量优化配置方法，其特征在于，建立碳捕集火电碳排放计算模型步骤具体包括：建立数学模型描述碳捕集系统内的各种物理化学过程；同时结合脱硫脱硝系统中产生的co2排放，建立碳捕集火电厂总碳排放量的量化模型。
...【专利技术属性】
技术研发人员：韦冬妮，张泽龙，张玮琪，杨燕，杨钊，鞠立伟，戈泽琦，潘昕，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。