碳排放权交易下碳捕集机组的厂内优化运行方法

文档序号:6583763阅读:465来源:国知局
专利名称:碳排放权交易下碳捕集机组的厂内优化运行方法
技术领域
本发明属于电厂运行与控制方法领域,涉及一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法。
背景技术
我国是全球CO2排放量最大的国家之一,在大力发展低碳经济的背景下,电力行业是CO2减排的主力军,而碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage, CCS)技术则被认为是实现电力低碳化发展的有效方法之一。在CCS技术的支撑下,火力发电厂引入单独的碳捕集系统后即成为碳捕集电厂。碳捕集电厂的捕集能量一般占电厂发电功率的20%左右,因此捕集能量成本和碳排放量之间的合理协调以实现碳捕集电厂的灵活、经济运行是一个亟需解决的问题。国内外学者针对碳捕集电厂的灵活、经济运行问题展开了初步探索,但目前还存在两个问题需要解决。首先,碳捕集电厂是电力市场的主要参与者,在与碳排放交易市场接轨的过程中,从碳排放权交易价格敏感区间角度进行碳捕集电厂运行的市场响应建模尚未有研究涉及;其次,在总量控制与排放贸易的碳排放权交易体系下,由于火电厂的碳排放权配额有限,当碳排放量超过所分配的配额时,需要购买相应的碳排放权;而当碳排放配额有剩余时,则可售出碳排放权。从发电厂自身利益的角度来看,若不考虑碳捕集系统的调峰作用,当碳排放权价格过高时,应该增大与捕集能量相关的碳捕集水平以减少二氧化碳排放成本;而当二氧化碳排放权价格较低时,可降低碳捕集水平以减少能耗成本。碳捕集水平随碳排放权价格变化而变化,但是碳排放权的价格处于波动状态,具有很大的不确定性,因此碳捕集水平的合理优化存在较大困难。

发明内容
本发明针对上述缺陷公开了一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法,本发明的目的在于提出适用于欧盟碳排放权交易市场的碳捕集电厂灵活、经济运行方法。本发明的碳捕集电厂运行方法包含两个部分内容:(I)建立了考虑碳排放权交易的碳捕集水平优化模型,该模型以碳捕集电厂的发电成本、碳排放权购买成本和售电损失成本构成的总运行成本最小为目标函数,约束条件考虑了碳捕集电厂的能量守恒约束、捕集能量约束和碳捕集水平约束,并通过该模型得到机组响应的碳排放权价格敏感区间;(2)采用α -超分位数方法求取碳排放权购买成本,建立考虑碳排放权价格不确定性的碳捕集水平随机优化模型。一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法包括以下步骤:I)建立考虑碳捕集电厂的发电成本、碳排放权购买成本和售电损失成本的碳捕集水平优化模型,得出机组响应的碳排放权价格敏感区间;2)采用α -超分位数方法求取碳排放权购买成本,建立碳捕集水平随机优化模型。所述步骤I)具体包括以下步骤:
1.1)建立目标函数minF = fcost+ftrade+floss,即发电厂的总运行成本最小作为目标函数;fMSt为发电成本;ftrade为碳排放权购买成本;f1()SS为售电损失成本;
权利要求
1.一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法,其特征在于,它包括以下步骤: 1)建立考虑碳捕集电厂的发电成本、碳排放权购买成本和售电损失成本的碳捕集水平优化模型,得出机组响应的碳排放权价格敏感区间;2)采用α-超分位数方法求取碳排放权购买成本,建立碳捕集水平随机优化模型。
2.根据权利要求1所述的一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法,其特征在于,所述步骤I)具体包括以下步骤: 1.1)建立目标函数minF = fcost+ftrade+floss,即发电厂的总运行成本最小作为目标函数;fMSt为发电成本;ftrade为碳排放权购买成本;f1()SS为售电损失成本;
3.根据权利要求1所述的一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法,其特征在于,所述步骤2)具体包括以下步骤: 2.1)定义购买碳排放权的期望成本
4.根据权利要求3所述的一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法,其特征在于,所述购买碳排放权期望成本的定义过程如下: 根据α -超分位数的计算公式
全文摘要
本发明公开了一种考虑碳排放权交易的碳捕集电厂运行方法,属于电厂运行与控制方法领域。该方法包括1)建立考虑碳捕集电厂的发电成本、碳排放权购买成本和售电损失成本的碳捕集水平优化模型,得出机组响应的碳排放权价格敏感区间;2)采用α-超分位数方法求取碳排放权购买成本,建立考虑碳排放权价格波动的碳捕集水平随机优化模型。本发明的有益效果为1)从发电商角度考虑碳捕集电厂的经济效益最大化,有效实现碳捕集电厂灵活、经济运行;2)α-超分位数方法有效避开条件风险价值方法可能带来的矛盾含义,在数学意义上解决随机优化问题的计算;3)敏感区间对合理制定碳排放权价格和宏观调控碳排放权价格、碳市场引导等具有重要意义。
文档编号G06Q50/06GK103106621SQ20131001869
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者周任军, 刘阳升 申请人:长沙理工大学
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