[发明专利]一种综合能源系统中能源设备容量的规划方法及系统

说明书

本申请涉及电力系统规划技术领域，提供一种综合能源系统中能源设备容量的规划方法及系统，本申请根据综合能源系统的初始碳排放分配额度、综合能源系统的历史碳排放量、碳排放量价格、综合能源系统的能源设备的投资成本、燃料成本和购电成本，通过利用碳交易成本模型、投资运行成本模型和综合成本模型，获得综合能源系统的综合成本，利用分支定界法，获得最低的综合成本，并根据最低综合成本，调整综合能源系统内各能源设备的容量配制，获得最低综合成本的综合能源系统内各能源设备的容量配制。本申请实现了综合能源系统能源设备容量规划时，降低投资运行成本的同时降低碳排放。

技术领域

本申请涉及电力系统规划技术领域，尤其涉及一种综合能源系统中能源设备容量的规划方法及系统。

背景技术

随着化石能源的大量使用，气候变化问题日益凸出，使得如何开发利用清洁能源、改善能源结构、提高能源综合利用效率以及降低能耗排放等，逐渐成为研究热点。但是，由于不同能源自身的局限性，目前清洁能源还无法完全取代化石能源，所以在综合能源系统中，能源的利用形式不断趋于综合化，例如，在综合能源系统中，可能会包含电、气、热、冷等多种能源供需，在满足系统内多元化用能需求的同时，能有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展。

而在实际生产中，在提升能源利用效率的同时，为了保证经济效益，降低综合能源系统的投资运行成本同样重要，所述投资运行成本包括：综合能源系统内不同能源设备的购置费用、燃料费用以及能源设备运作时产生的电费。现有技术中，通过利用综合能源系统内部各能源之间的耦合特性，对综合能源系统内部不同能源设备的容量配制进行规划，实现综合能源系统的投资运行成本的降低。

但是，上述的方法未充分考虑如何降低能耗排放，其中温室气体的排放是首要考虑的对象，而为了控制温室气体的排放，将温室气体中CO₂的排放权作为一种商品，形成碳交易，当综合能源系统的CO₂排放量超过政府分配的份额时，需要支付一定的费用，且支付的费用随CO₂排放量增加而增加，支付的费用也被称为碳交易成本。但是，现有技术中，对不同能源设备的容量配制进行规划时，未考虑碳交易成本，以及碳交易成本与投资运行成本之和的综合成本。

发明内容

本申请提供了一种综合能源系统中能源设备容量的规划方法及系统，旨在通过调整综合能源系统内各能源设备的容量配制，获得最低的综合成本。

本申请第一方面提供一种综合能源系统中能源设备容量的规划方法，所述方法包括：获取综合能源系统的初始碳排放分配额度、综合能源系统的历史碳排放量、碳排放量价格、综合能源系统的能源设备的投资成本、燃料成本和购电成本，所述能源设备包括：燃气轮机、燃气锅炉、吸收式制冷机和电制冷机。

根据所述初始碳排放分配额度、所述历史碳排放量和所述碳排放量价格，利用预先建立的综合能源系统的碳交易成本模型，生成综合能源系统的碳交易成本，所述碳交易成本模型中包含所述初始碳排放分配额度、所述历史碳排放量和所述碳排放量价格与所述碳交易成本的映射关系，能够根据所述初始碳排放分配额度、所述实际碳排放量和所述碳排放量价格，获得所述碳交易成本。

根据所述能源设备的投资成本、所述燃料成本和所述购电成本，利用预先建立的综合能源系统的投资运行成本模型，生成综合能源系统的投资运行成本，所述投资运行成本模型包含所述能源设备的投资成本、所述燃料成本和所述购电成本与所述投资运行成本的映射关系，能够根据所述能源设备的投资成本、所述燃料成本和所述购电成本，获得所述投资运行成本。

根据获得的所述碳交易成本和所述投资运行成本，利用预先建立的综合能源系统的综合成本模型，生成综合能源系统的综合成本，所述综合成本模型包含碳交易成本和所述投资运行成本与所述综合成本的映射关系，能够根据所述碳交易成本和所述投资运行成本，获得综合成本。