一种基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配方法及系统与流程

本发明属于火力发电行业的二氧化碳减排应用，涉及一种基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配方法及系统。

背景技术：

1、火力发电厂是碳排放主要来源，也是二氧化碳排放量的重点考核对象，随着对碳排放控制和限额的管理，若电厂二氧化碳排放量超标且没有提前购买额外碳排放量，将给火电厂带来经济损失和负面影响。相反，如果电厂机组运行良好，二氧化碳排放控制管理得当，使得二氧化碳排放量有盈余，可以将盈余量通过出售获得额外收益。

2、电厂各机组和全厂确定全年的碳排放配额量后，需要确保供电不会产生co2超排，可以根据全厂各机组的co2排放强度特征进行全厂电负荷优化分配到各机组，深挖各机组潜力，扬长避短，发挥优势机组的供电能力，为全厂以最小co2排放代价来达到供电负荷任务，是值得电厂运行探索和尝试的技术路线。但是，现有技术中电厂无法有效利用各机组的碳排放特征最大化利用机组潜力进行负荷分配并实现碳减排工作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中电厂无法有效利用各机组的碳排放特征最大化利用机组潜力进行负荷分配并实现碳减排工作的问题，提供一种基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配方法及系统。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配方法，包括如下步骤：

4、获取全厂包含的n台机组当年的co2供电配额量、各机组运行工况的最大碳排放强度及各台机组当前已实际发生的co2供电排放量；

5、根据全厂包含的n台机组当年的co2供电配额量及各台机组当前已实际发生的co2供电排放量获取全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量；

6、全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量与各机组运行工况的最大碳排放强度满足设定条件，实现各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配。

7、优选地，全厂包含的n台机组当年的co2供电配额量a的获取方法如下：

8、

9、其中，第i台机组当年的co2供电配额量ai＝wi×bi×fl,i×ff,i，wi为各机组过去一年的供电量或当年的计划供电量，bi为机组所属类别的年度供电基准值，fl,i为冷却方式修正系数，ff,i为负荷修正系数。

10、优选地，各台机组当前已实际发生的co2供电排放量a1获取方法如下：

11、

12、其中，第i台机组当前已实际发生的co2供电排放量cco2是在线监测得到的排烟co2质量浓度，ggas是排烟烟气质量流量。

13、优选地，获取全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量es的方法如下：

14、

15、其中，w'为当年剩余的供电量，全厂当年剩余时间的co2供电配额量a'＝a-a1，a为全厂包含的n台机组当年的co2供电配额量，a1为各台机组当前已实际发生的co2供电排放量。

16、优选地，全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量与各机组运行工况的最大碳排放强度满足的设定条件为es>yi,max；

17、其中，发电负荷对应的碳排放强度yi,max＝max(yi,1,yi,2,...,yi,m)，cco2是在线监测得到的排烟co2质量浓度，ggas是排烟烟气质量流量，pgd是实时供电负荷，t为工况时刻，t1为工况时间段的起始时刻，t2为工况时间段的终止时刻。

18、优选地，全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量与各机组运行工况的最大碳排放强度不满足的设定条件即es<yi,max，处理方法如下：

19、对于机组i，根据供电co2排放强度曲线ci，找到机组的负荷范围ri，使得对于任意负荷x∈ri；

20、该负荷工况对应的供电co2排放强度通过对曲线ci线性插值得到y＝ci(x)，满足es≥y；

21、根据当前全厂实时总负荷wt，计算投运的各机组负荷分配值wi，目标函数和约束函数如下：

22、目标函数：minf＝∑ci(wi)

23、约束函数：

24、优选地，各台机组在不同负荷下的供电co2排放强度曲线ci，的获取方法如下：

25、ci＝{(xi,1,yi,1),...,(xi,j,yi,j),...,(xi,m,yi,m)}，xi,1<xi,2<…<xi,m，i＝1～n，j＝1～m；

26、其中，n是机组数量，m是针对某台机组的历史运行数据采集到的不同负荷工况的数量。

27、本发明提出的一种基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配系统，包括：

28、数据获取模块，所述数据获取模块用于获取全厂包含的n台机组当年的co2供电配额量、各机组运行工况的最大碳排放强度及各台机组当前已实际发生的co2供电排放量；

29、数据处理模块，所述数据处理模块用于根据全厂包含的n台机组当年的co2供电配额量及各台机组当前已实际发生的co2供电排放量获取全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量；

30、条件设定模块，所述条件设定模块用于全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量与各机组运行工况的最大碳排放强度满足设定条件，实现各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配。

31、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配方法的步骤。

32、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配方法的步骤。

33、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

34、本发明提出的一种基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配方法，利用全厂各机组历史运行数据获取碳排放特征，包括全厂包含的n台机组当年的co2供电配额量、各机组运行工况的最大碳排放强度及各台机组当前已实际发生的co2供电排放量，能够为电厂发电机组的co2排放性能提供在线动态评价数据，基于上述参数获取全厂当年剩余时间的平均供电碳排放强度裕量，再根据设定条件获取当年度的碳排放配额和已利用配额，各机组在满足全厂总负荷要求条件下最小程度地耗用二氧化碳配额的决策方法，已确保电厂不会出现二氧化碳超排情况，因此该方法能够解决现有技术中电厂无法有效利用各机组的碳排放特征最大化利用机组潜力进行负荷分配并实现碳减排工作的问题，也为电厂在完成供电负荷任务目标下的二氧化碳排放盈余和盈利提供策略支持。

35、进一步地，建立厂级的机组负荷调度分配目标函数和约束条件，充分发挥优势机组的co2排放控制潜力，降低劣势机组的co2排放份额，以实现在满足全厂总负荷要求条件下最小程度地耗用二氧化碳配额。

36、本发明提出的一种基于各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配系统，通过将系统划分为数据获取模块、数据处理模块和条件设定模块，实现各机组碳排放配额指标的全厂发电负荷优化分配。采用模块化思想使各个模块之间相互独立，方便对各模块进行统一管理。