考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源系统及其优化调度方法

文档序号:37353297发布日期:2024-03-18 18:35阅读:来源:国知局

技术特征:

1.考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源系统,包含风电(1)和光伏(8),其特征在于:风电(1)、光伏(8)与电母线相连;碳捕集改造燃气机组(10)与气母线相连;生物质燃料(2)、电解槽(5)的输出端与富氧燃烧捕集电厂(3)的输入端相连;电解槽(5)的输出端与储氢罐(6)的输入端相连;储氢罐(6)的输出端与燃料电池(7)的输入端相连;风电(1)、储氢罐(6)、富氧燃烧捕集电厂(3)和碳捕集改造燃气机组(10)的输出端与甲烷化(11)的输入端相连;甲烷化(11)的输出端与气母线相连;碳捕集改造燃气机组(10)、甲烷化(11)、富氧燃烧捕集电厂(3)、燃料电池(7)、电热锅炉(12)的输出端与热母线相连;富氧燃烧捕集电厂(3)、燃料电池(7)的输出端与电母线相连;储电(4)、储气(9)和储热(13)分别与电母线、气母线和热母线相连;电母线、气母线、热母线均与用户负荷相连。

2.根据权利要求1所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源系统,其特征在于:所述风电(1)和光伏(8)将可再生能源转换成电力输入;电解槽(5)通过富余风电(1)电解水产生氧气和氢气,一部分氢气用于供给燃料电池(7)发电,产生电和热;另一部氢气用于供给甲烷化(11)装置,甲烷化(11)装置通过富余风电(1)作用,碳捕集改造燃气机组(10)、富氧燃烧捕集电厂(3)捕获的二氧化碳和电解槽(5)输出的氢气作为甲烷化(11)的原料,产生的甲烷连接到气母线,产生的热能连接到热母线;富氧燃烧捕集电厂(3)以生物质燃料(2)和电解槽(5)产生的氢气作为原料,产生的电能和热能分别连接到电母线和热母线。

3.考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,采用权利要求1~2任意一项所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源系统,所述方法包含如下步骤:

4.根据权利要求3所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,所述step1建立含生物质富氧燃烧捕集电厂(3)的综合能源系统,具体包含建立生物质富氧燃烧捕集电厂(3)、电转气设备和碳捕集改造燃气机组(10),其步骤如下:

5.根据权利要求3所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,所述step2中,建立需求响应和奖惩阶梯碳交易模型的具体步骤为:

6.根据权利要求3所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,所述step3中,建立考虑生物质富氧燃烧捕集电厂(3)和需求响应的综合能源系统优化调度目标函数、约束条件分别为:

7.根据权利要求6所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,所述step3.1中,购能成本fbuy、运维成本fyw、碳排放成本弃风光成本fcf,具体如下:

8.根据权利要求6所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,所述step3.2中,电热气平衡约束、设备出力约束和用户用能满意度约束,具体如下:

9.根据权利要求8所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,所述step3.2.2中,富氧燃烧电厂出力约束和电转气p2g运行约束,具体如下:

10.根据权利要求3所述的考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源优化调度的方法,其特征在于,所述step4中,对系统进行优化求解具体是使用matlab软件调用yalmip以及gurobi求解器对系统进行优化求解。


技术总结
本发明提供一种考虑需求响应与富氧燃烧的综合能源系统优化调度的方法,具体步骤如下:首先,对含生物质富氧燃烧捕集电厂的综合能源系统各个设备进行详细建模,并引入富氧燃烧捕集技术进行低碳改造,同时将燃气机组加装碳捕集设备,再耦合P2G设备以实现CO₂循环和增加O₂供应,并增加储能设备以降低新能源的不确定性;其次,考虑到富氧燃烧电厂的局限性和不同的负荷特性,利用需求响应机制改变用户用能习惯,并建立需求响应和阶梯碳交易机制模型,在源荷侧通过两种方法实现低碳经济的互补优势;经过算例验证,本发明改善了传统综合能源系统的稳定运行性,提高了系统可再生能源消纳率的同时,还带来了可观的减排效益和经济效益。

技术研发人员:倪志,张业伟,文中,杨生鹏,胡传宝,黄郑洋,王振宇,吴艺,闫文文,覃治银,赵迪,王博宇,毛睿
受保护的技术使用者:三峡大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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