一种多能源系统配置的协同优化方法和系统与流程

本技术涉及新能源，尤其涉及一种多能源系统配置的协同优化方法和系统。

背景技术：

1、目前，煤电发挥保障性能源以及灵活性电源的作用，在碳减排的背景下新能源发电的占比不断提升，新能源出力具有波动性和不稳定性的特点，需要储能进行配合，因此煤电产业亟需向低碳化转型，煤电ccus(carbon capture utilization and storage，二氧化碳捕集利用与封存)改造是低碳化转型的重要方向。

2、考虑到电力系统实时平衡的特性，需要合理确定煤电ccus改造与新能源配置储能的规模，即如何减小煤电所产生二氧化碳的储能成本成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种多能源系统配置的协同优化方法和系统，用于现有的燃煤电厂进行ccus改造以及合理配置新能源发电与储能规模，在实现煤炭发电低碳化的同时，兼顾新能源发展与电力供应的稳定。

2、本发明实施例提供一种多能源系统配置的协同优化方法，所述方法应用于多能源系统配置的协同优化系统，所述协同优化系统包括煤炭发电ccus装置、新能源发电装置、储能装置以及数据处理装置，所述数据处理装置用于执行如下步骤：

3、通过所述数据获取装置获取各类装置分别对应的属性数据；

4、基于每个所述煤炭发电、新能源发电与储能装置的属性数据构建对应的电力平衡仿真模型，并对每个所述电力平衡仿真模型进行仿真得到仿真结果；

5、通过所述仿真结果确定在不同新能源发电出力与售电曲线下，煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量、二氧化碳捕集成本以及储能系统的运行状态；

6、将在预置时间内的电力合约交付曲线与新能源出力曲线确定为储能装置与煤炭发电ccus装置的边界条件，基于所述目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置对目标煤炭发电ccus装置产生的二氧化碳进行捕集封存，所述目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置为满足目标煤炭发电ccus装置低碳化的二氧化碳捕集装置。

7、所述通过所述数据获取装置获取各类装置分别对应的属性数据，包括：

8、获取电力合约、新能源发电装置、储能装置与煤炭发电ccus装置分别对应的属性数据；

9、通过所述数据获取装置获取煤炭发电ccus装置分别对应的煤特性数据、煤热值数据、发电煤耗数据。

10、所述基于所述目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置对目标煤炭发电ccus装置产生的二氧化碳进行捕集封存，包括：

11、以最小运行成本为目标建立目标函数；为所述目标函数建立功率平衡约束、储能功率约束、储能充放电约束和储能系统荷电状态约束作为约束条件得到能源配置储能模型；

12、将满足所述目标煤炭发电ccus装置的二氧化碳封存需求且运行成本最小的所述能源配置储能模型对应的储能装置，确定为目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置。

13、所述以最小运行成本为目标建立目标函数，包括：

14、通过对储能运行成本，储能装置损耗成本，碳排放成本的进行加权计算得到加权值；

15、根据最小的加权值确定目标函数。

16、所述目标函数的公式为：

17、f＝min(w1c1+w2c2+w3c3)

18、其中，f为最小运行成本，c1为储能运行成本，c2为储能装置损耗成本，c3为环境成本，w1为储能运行成本的权重值，w2为储能装置损耗成本的权重值，w3为环境成本的权重值。

19、所述基于所述目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置对目标煤炭发电ccus装置产生的二氧化碳进行捕集封存，包括：

20、根据每个储能装置的当前工作任务以及当前剩余储能空间计算预期剩余空间；

21、将预期剩余空间满足所述目标煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量的储能装置确定为目标储能装置；

22、基于所述目标储能装置的最小运行成本，从所述目标储能装置中确定出所述目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置；

23、基于确定的储能装置对目标煤炭发电ccus装置产生的二氧化碳进行捕集封存。

24、在通过所述数据获取装置获取各类装置分别对应的属性数据之后，所述方法还包括：

25、将每个煤炭发电ccus装置分别对应最近n天的属性数据转换为特征数据矩阵；

26、将所述特征数据矩阵输入到二氧化碳预测模型中，得到所述煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量；所述二氧化碳预测模型根据样本特征数据矩阵及对应的二氧化碳排量训练得到的时间预测模型。

27、所述将在预置时间内二氧化碳排放量超过预置数值的煤炭发电ccus装置确定为目标煤炭发电ccus装置，包括：

28、将通过所述二氧化碳预测模型确定的煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量确定为第一二氧化碳排放量，以及将通过所述电力平衡仿真模型确定的煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量确定为第二二氧化碳排放量；

29、将在预置时间内所述第一二氧化碳排放量和所述第二二氧化碳排放量超过预置数值的煤炭发电ccus装置确定为目标煤炭发电ccus装置。

30、所述将在预置时间内所述第一二氧化碳排放量和所述第二二氧化碳排放量超过预置数值的煤炭发电ccus装置确定为目标煤炭发电ccus装置，包括：

31、对所述第一二氧化碳排放量和所述第二二氧化碳排放量进行加权计算得到各煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量；

32、将在预置时间内二氧化碳排放量超过预置数值的煤炭发电ccus装置确定为目标煤炭发电ccus装置。

33、本发明实施例提供一种多能源系统配置的协同优化系统；所述协同优化系统包括煤炭发电ccus装置、新能源发电装置、储能装置以及数据处理装置，所述数据处理装置用于执行如下步骤：

34、通过所述数据获取装置获取各类装置分别对应的属性数据；

35、基于每个所述煤炭发电ccus装置、新能源发电装置、储能装置的属性数据构建对应的电力平衡仿真模型，并对每个所述电力平衡仿真模型进行仿真得到仿真结果；

36、通过所述仿真结果确定在不同新能源发电出力与售电曲线下，煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量、二氧化碳捕集成本以及储能系统的运行状态；

37、将在预置时间内的电力合约交付曲线与新能源出力曲线确定为储能装置与煤炭发电ccus装置的边界条件，基于目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置对目标煤炭发电ccus装置产生的二氧化碳进行捕集封存，所述目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置为满足目标煤炭发电ccus装置低碳化的二氧化碳捕集装置。

38、本发明提供一种多能源系统配置的协同优化方法及系统，通过数据获取装置获取各类装置分别对应的属性数据；基于每个煤炭发电ccus装置、新能源发电装置、储能装置的属性数据构建对应的电力平衡仿真模型，并对每个电力平衡仿真模型进行仿真得到仿真结果；通过仿真结果确定在不同新能源发电出力与售电曲线下，煤炭发电ccus装置对应的二氧化碳排放量、二氧化碳捕集成本以及储能系统的运行状态；将在预置时间内的电力合约交付曲线与新能源出力曲线确定为储能装置与煤炭发电ccus装置的边界条件，基于目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置对目标煤炭发电ccus装置产生的二氧化碳进行捕集封存，目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置为满足目标煤炭发电ccus装置低碳化的二氧化碳捕集装置。由于本实施例中的目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置为满足目标煤炭发电ccus装置为储能需求的最小运行成本的储能装置，因此本实施例基于目标煤炭发电ccus装置对应的储能装置对目标煤炭发电ccus装置产生的二氧化碳进行捕集封存，可以减小对煤电所产生二氧化碳的储能成本。本实施例用于现有的燃煤电厂进行ccus改造以及合理配置新能源发电与储能规模，在实现煤炭发电低碳化的同时，兼顾新能源发展与电力供应的稳定。