CN111080099A - 基于碳排放管理的综合能源系统调度评估方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于碳排放管理的综合能源系统调度评估方法,通过实时采集电力系统的电源基本信息、电力负荷基本信息、天然气系统的天然气网基本信息、天然气供应商基本信息以及天然气负荷的基本信息,建立综合能源系统的综合低碳指标,根据综合低碳指标建立综合能源系统优化调度模型,通过交替方向乘子法计算得到综合能源系统的调度策略,对调度策略计算互补评估体系。本发明利用综合能源系统的综合低碳指标,促使系统调度时能够同时降低总体碳排放量及区域碳排的差异性,并通过建立综合能源系统调度评估方法,实现了从整体和机组两个角度评价综合能源系统的互补效果,可以提供更加全面的数据支持,科学评估综合能源系统中多种能源互补性对综合及区域碳排放的影响。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种电力领域的技术,具体是一种基于碳排放管理的综合能源系统调度评估方法及系统。
背景技术
近年来,能源危机与气候变暖问题得到越来越多的关注。天然气具有清洁、高效、高品质等特性,已被广泛用作部分地区的主要能源资源。尤其是作为产量丰富的清洁能源,天然气在部分地区已经发展成为实现节能减排的重要的替代性能源。电力系统中的部分发电机组采用天然气为燃料,形成了天然气网络与电力网络耦合的综合能源系统。综合能源系统能够根据电力网络及天然气网络的运行状况,并积极发挥天然气的低碳特性,对电力、天然气负荷进行协调调度。
传统的综合能源系统并不能从系统及区域两个角度衡量系统的碳排放量,调度策略不能保证区域减排效果。传统的对综合能源系统的效益评估仅粗略涉及系统总碳排放效益,并没有一种能够评价综合能源系统调度策略的多能源互补效果的评价方法,也没有从机组及区域两个角度评价综合能源系统的碳排放情况。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种基于碳排放管理的综合能源系统调度评估方法及系统,利用综合能源系统的综合低碳指标,促使系统调度时能够同时降低总体碳排放量及区域碳排的差异性,并通过建立综合能源系统调度评估方法,实现了从整体和机组两个角度评价综合能源系统的互补效果,可以提供更加全面的数据支持,科学评估综合能源系统中多种能源互补性对综合及区域碳排放的影响。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明通过实时采集电力系统的电源基本信息、电力负荷基本信息、天然气系统的天然气网基本信息、天然气供应商基本信息以及天然气负荷的基本信息,建立综合能源系统的综合低碳指标,根据综合低碳指标建立综合能源系统优化调度模型,通过交替方向乘子法计算得到综合能源系统的调度策略,对调度策略计算互补评估体系。
所述的综合能源系统的综合低碳指标包括电力系统碳排放成本和区域碳排放差异成本。
所述的电力系统碳排放成本区域碳排放差异成本其中ρ1为电力系统单位碳排放价格,M为电力系统碳排放机组数量,ei为第i个碳排放机组的碳排放量,ρ2为碳排放区域差异惩罚价格,Z为区域数量,ezj为区域j的碳排放量,ez为区域平均碳排放量。
所述的综合能源系统优化调度模型中电力系统模型为:
所述的综合能源系统优化调度模型中天然气系统模型为: 其中:f2为天然气系统调度成本,ζj为天然气供应商成本,Qj,t为天然气供应量,n∈Φ(m)为与节点m相连接的天然气节点n,fmn为节点m与节点n之间的天然气管道潮流;fsm为节点m处的天然气储气量,Dm为节点m的非燃气轮机天然气负荷,em为节点m连接的燃气轮机天然气需求函数,PGm为节点m连接的燃气轮机发电量。
所述的互补评估体系包括:整体互补指标、机组互补指标。
所述的整体互补指标包括:供能成本互补比、电源成本互补比、碳排放互补比、区域碳排放差异比、区域最大碳排放互补比。
所述的供能成本互补比电源成本互补比碳排放互补比区域碳排放差异互补比区域最大碳排放互补比其中cs为综合供能的总成本,为第i个单一供能的成本,N为能源种类数量,csg为综合供能的电源运行成本,csgi为第i个单一供能的电源运行成本,cse为综合供能的碳排放量,为第i个单一供能的碳排放量,epz为综合供能的区域碳排放量标准差,为第i个单一供能的区域碳排放量标准差,epzm为综合供能的区域碳排放量最大值,为第i个单一供能的区域碳排放量最大值。
所述的机组互补指标包括:机组碳排放差异互补比和机组最大碳排放互补比。
技术效果
与现有技术相比,本发明提出了从整体及区域两方面计量碳排放水平的方法,建立了低碳背景下的综合能源系统调度策略模型,在此基础上建立了综合能源系统调度的互补评估体系用以评价综合能源系统的调度效果,在市场环境下可以提供更加全面的数据支持,综合低碳指标包含了单个机组和区域两类指标,能够清楚反应调度策略对机组和区域的碳排放的影响,互补评估体系包含了整体及机组的互补评估,能够对多种能源形式进行多方面的互补效果评价,这是在之前的研究中所未考虑和采用的;本发明由此产生的技术效果包括:建立的综合能源系统指标体系,实现了从系统及区域两方面促进电网调度策略的节能减排,从整体和机组两方面全面的评价综合能源调度和互补效果,可以给调度评价人员提供更加全面的数据支持,该技术所提供的低碳背景下网源荷协调调度策略已在上海市电网的绿色电力交易机制中得到应用。
附图说明
图1为本发明系统示意图;
图2为本发明流程示意图;
图3为实施例基准负荷曲线示意图;
图4为实施例机组调度策略示意图。
具体实施方式
如图1所示,为本实施例涉及的一种基于碳排放管理的综合能源系统调度评估系统,包括:信息采集模块、综合低碳指标模块、优化调度模块以及指标评估模块,其中:信息采集模块与电力系统及天然气系统相连并传输网络结构及运行信息,综合低碳指标模块与调度模块相连并传输低碳效益指标模型,调度模块与互补评估模型相连并传输调度策略信息,互补评估模块输出各项指标。
所述的综合低碳指标模块、优化调度模块、指标评估模块根据碳排放价格、碳排放区域差异惩罚价格,建立电力系统碳排放成本和区域碳排放差异成本模型,并将其加入综合能源系统的优化目标中进行调度,得到调度策略结果,并根据该结果计算每一种能源形式的互补效果。
如图2所示,为本实施例涉及一种网源荷调度评估方法,包括以下步骤:
步骤1)采用IEEE30系统作为检测系统,一日内的基准负荷曲线如图3,发电机碳排放强度(t/MW)如表1,碳排放价格为7$/MW,碳排放区域差异惩罚价格为7$/MW,机组2和4为燃气机组。
表1
发电机1 | 发电机2 | 发电机3 | 发电机4 | 发电机5 |
1.186 | 0.434 | 0.780 | 0.434 | 0.66 |
步骤2)发电机区域:1,2机组属于区域1;3,4机组属于区域2,5机组属于区域3,建立系统的综合低碳指标模型。
步骤3)建立综合能源系统优化调度模型,通过交替方向乘子法求解,得到机组调度策略如图4所示,得到综合低碳指标如表2所示。
表2
电力系统碳排放量(t) | 碳排放区域差异(t) | |
采用综合低碳指标模型 | 7908 | 3514 |
不采用综合低碳指标模型 | 9166 | 8349 |
步骤4)计算其整体指标和机组指标值。
所述的整体指标如表3所示。
表3
所述的机组指标如表4所示。
表4
机组碳排放差异比 | 机组最大碳排放比 |
0.08 | 0.20 |
本实施例提出了考虑系统总碳排放量及区域碳排放量差异性的综合低碳指标,依据该指标,综合能源系统的优化调度能够提升调度策略的减排效果,同时从整体及机组两方面对含多种能源形式的调度策略进行互动效果评估。
与现有技术相比,本发明建立综合能源系统指标体系,能够促进综合能源系统兼顾系统及区域碳排放的均衡性,实现了从整体和机组两方面全面的评价综合能源调的互补效果,可以给调度评价人员提供更加全面的数据支持。
经过具体实际实验,在对综合能源系统中各种能源形式的具体环境设置下,以天然气网络及电力系统网络参数启动,能够得到的实验数据是:电力系统碳排放量和碳排放区域差异值分别为7908t和3514t,供能成本互补比、电源成本互补比、碳排放互补比、区域碳排放差异比、区域最大碳排放互补比分别为0.51、0.57、0.4、0.13、0.34,机组碳排放差异互补比和机组最大碳排放互补比分别为0.08、0.2。
与不采用综合低碳指标相比,本方法的电力系统碳排放量和碳排放区域差异分别降低了1258t、4835t,本方法能够显著降低系统碳排放量的同时也能够有效降低区域差异;互补评价指标的取值范围都在0~1之间,并且值越小,相应的方面互补性越好,多种形式的能源能够互补运行供能,弥补了单一形式能源供能时的乏力,降低了系统运行成本,并且天然气具有一定的环保优势,所以综合能源系统的环保性碳指标也较好,尤其是机组互补指标较好,本互补评价体系能够反映出综合能源系统的能源互补情况,多种能源互补运行的综合能源系统在各个方面的多能互补评价值都体现出较好的互补性。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整,本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限,在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。
Claims (6)
1.一种基于碳排放管理的综合能源系统调度评估方法,其特征在于,通过实时采集电力系统的电源基本信息、电力负荷基本信息、天然气系统的天然气网基本信息、天然气供应商基本信息以及天然气负荷的基本信息,建立综合能源系统的综合低碳指标,根据综合低碳指标建立综合能源系统优化调度模型,通过交替方向乘子法计算得到综合能源系统的调度策略,对调度策略计算互补评估体系;
所述的综合能源系统的综合低碳指标包括电力系统碳排放成本和区域碳排放差异成本;
所述的互补评估体系包括:整体互补指标、机组互补指标;
所述的整体互补指标包括:供能成本互补比、电源成本互补比、碳排放互补比、区域碳排放差异比、区域最大碳排放互补比;
所述的机组互补指标包括:机组碳排放差异互补比和机组最大碳排放互补比;
6.一种实现上述任一权利要求所述方法的综合能源系统调度评估系统,其特征在于,包括:信息采集模块、综合低碳指标模块、优化调度模块以及指标评估模块,其中:信息采集模块与电力系统及天然气系统相连并传输网络结构及运行信息,综合低碳指标模块与调度模块相连并传输低碳效益指标模型,调度模块与互补评估模型相连并传输调度策略信息,互补评估模块输出各项指标。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112883557A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-01 | 河海大学 | 一种基于推测变差模型的低碳综合能源市场仿真方法 |
CN115577994A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-01-06 | 速度时空信息科技股份有限公司 | 一种基于电力调度平台的电碳管理方法及系统 |
CN116151594A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-23 | 国网浙江省电力有限公司金华供电公司 | 电气热协同的综合能源系统低碳调度方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108985532A (zh) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 上海交通大学 | 基于碳排放的网源荷调度评估系统及方法 |
CN109524957A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-26 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 考虑碳交易机制和柔性负荷的综合能源系统优化调度方法 |
CN110046773A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-07-23 | 东北大学 | 综合能源系统多主体合作优化运行与成本效益分配方法 |
-
2019
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108985532A (zh) * | 2017-06-02 | 2018-12-11 | 上海交通大学 | 基于碳排放的网源荷调度评估系统及方法 |
CN109524957A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-03-26 | 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院 | 考虑碳交易机制和柔性负荷的综合能源系统优化调度方法 |
CN110046773A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-07-23 | 东北大学 | 综合能源系统多主体合作优化运行与成本效益分配方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112883557A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-01 | 河海大学 | 一种基于推测变差模型的低碳综合能源市场仿真方法 |
CN112883557B (zh) * | 2021-01-27 | 2022-10-14 | 河海大学 | 一种基于推测变差模型的低碳综合能源市场仿真方法 |
CN115577994A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-01-06 | 速度时空信息科技股份有限公司 | 一种基于电力调度平台的电碳管理方法及系统 |
CN116151594A (zh) * | 2023-04-19 | 2023-05-23 | 国网浙江省电力有限公司金华供电公司 | 电气热协同的综合能源系统低碳调度方法 |
CN116151594B (zh) * | 2023-04-19 | 2023-07-07 | 国网浙江省电力有限公司金华供电公司 | 电气热协同的综合能源系统低碳调度方法 |
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