[发明专利]一种碳捕集虚拟电厂调度优化方法

说明书

本发明公开了一种碳捕集虚拟电厂调度优化方法，包括如下步骤：S1.构建火电厂的碳捕集机组的双碳量模型，所述双碳量模型用于可解耦的表征储液式碳捕集机组的吸收环节和再生环节；S2.构建以火电厂和清洁能源电厂聚合的虚拟电厂，以所述虚拟电厂净收益最大化确定所述虚拟电厂的调度优化目标函数和约束条件；S3.根据所述清洁能源电厂预测出力，通过所述双碳量模型对所述虚拟电厂的运行参数进行调度优化。本发明具有可使得电厂能够获得更好的运行效益，使得调度周期内的净收益最大化，可获得更显著的碳减排效益和更高的经济效益，经济性和低碳性更好等优点。

技术领域

本发明涉及发电厂调度技术领域，尤其涉及一种碳捕集虚拟电厂调度优化方法。

背景技术

随着温室效应和能源枯竭的加重，节能减排已成为社会各界的共识，而火电机组作为排放大户责任巨大。为促进电力低碳化，需大力发展清洁能源，包括无污染，或者污染物排放符合一定标准的能源。风力发电以其清洁无污染、技术成熟、成本低、安装灵活等诸多优点，被认为是最具代表性的可再生清洁能源，得到了快速发展。但风电因其强间歇性和强波动性，难以像火电一样被直接调度，其大规模并网要求其他调峰电源进行配合。我国现有电源结构以火电机组为主，传统火电机组配合调节能力较弱，且频繁调整成本大。采用碳捕集技术将其改造成排放强度显著降低的碳捕集机组后，则因为运行灵活而具有更快的爬坡速率和更大的调峰能力，是风电的理想配合电源。我国西北不仅风能资源丰富而且煤炭资源丰富，因而存在大量风电场和火电机组。将风电机组和碳捕集改造后的火电机组配合在一起具有良好的互补性，因为风电功率可作为捕集能耗可以一定程度上减少碳捕集机组燃料费用，且碳捕集机组可调整其净出力水平以跟踪随机风电的出力变化。

目前对碳捕集机组运行的相关研究主要集中在碳捕集机组的投资效益、优化控制和运行决策，很少关注碳捕集机组提供辅助服务的潜力，特别是与间歇性可再生能源联合协调运行的潜力，比如碳捕集机组可利用其灵活的调控手段和快速的调整特性跟随风电出力的变化。而在当前储液式碳捕集机组优化运行方面，现有文献对碳捕集系统中再生塔正在处理的CO₂量和吸收塔正在处理的CO₂量视为同一物理量，即捕集系统正在处理的CO₂量，未作明确区分。但是，加装溶液存储器后捕集系统的吸收环节与再生环节可解耦，所以实际上存在两个物理量，解耦后吸收塔和再生塔正在处理的CO₂量数值上不一样，应该区分表达。

火电机组在安装碳捕集设备后即形成碳捕集机组，典型的燃烧后碳捕集流程主要包括吸收、再生和压缩三个主要环节，其中后两个环节所需的再生热能和压缩电能占碳捕集系统捕集能耗的绝大部分，而再生热能则通过从发电侧抽取一定比例的蒸汽来获取。火电厂的碳捕食系统结构如图1所示，先将烟气通入吸收塔，其中CO₂被溶液吸收，含有大量CO₂的溶液(富液)流入再生塔。在再生塔内加热富液，使CO₂和吸收剂受热分离，再生热能主要从发电侧抽取一定比例的蒸汽来获取。分离后的CO₂经压缩后可运输和封存，而分离CO₂后的溶液(贫液)则回到吸收塔以进行下一轮捕集过程。