[发明专利]基于清洁电力的零碳电力优化规划系统及其优化方法

权利要求书

1.基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，包括零碳电力优化规划系统(1)、统筹优化新能源开发系统(2)和提升电力灵活调节系统(3)，其特征在于：所述零碳电力优化规划系统(1)包括电气化系统(11)、氢能(12)、房屋建筑(13)、先进热泵(14)和电能系统(15)；

所述电气化系统(11)包括供暖制冷电气化(114)、厨房炊煮电气化(115)和交通运输全面电气化(116)；

所述电能系统(15)包括核能(151)、光伏(152)和风电(153)，所述核能(151)、光伏(152)和风电(153)均设置有新型电力系统(154)；

所述氢能(12)包括电解水制氢(121)、氢制氢(122)和氢燃料(123)；

所述房屋建筑(13)包括BIPV外墙(131)、屋顶材料(132)和建筑保温材料(133)。

2.根据权利要求1所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述新型电力系统(154)包括发电单元(1541)、输电单元(1542)、配电单元(1543)和储存单元(1544)。

3.根据权利要求2所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述储存单元(1544)包括大型电站配储能(1546)和工商业分布式储能(1547)。

4.根据权利要求1所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述统筹优化新能源开发系统(2)包括地区开发(21)和电力建设(22)，所述地区开发(21)用于结合土地和屋顶资源，推动光伏就地开发利用，所述电力建设(22)用于布局一批以光伏为主的电源基地和电力输送通道，加快特高压建设，发挥大电网资源互济。

5.根据权利要求1所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述氢制氢(122)可以用于终端能源消费，所述氢燃料(123)可以用于交通燃料。

6.根据权利要求1所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述BIPV外墙(131)用于将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力，所述建筑保温材料(133)用于对建筑外围护结构采取措施，减少建筑物室内热量向室外散发，从而保持建筑室内温度。

7.根据权利要求1所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述先进热泵(14)用于将使热量从低位热源流向高位热源的装置。

8.根据权利要求1所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述发电单元(1541)用于完成上层调度机构下发的指令，同时保证能量转化过程能够安全平稳地顺利进行，设计有效的发电单元控制策略对于发电单元自身以及电力系统安全、稳定、经济运行起到至关重要，所述输电单元(1542)用于是从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路送到各个用电地方，根据输送电能距离的远近，采用不同的输电电压，所述配电单元(1543)用于将电力系统中从降压配电变电站或高压配电变电站出口到用户端的这一段系统称为配电系统。

9.根据权利要求1所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：所述大型电站配储能(1546)和工商业分布式储能(1547)用于将零碳电力产生的电力储存。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的基于清洁电力的零碳电力优化规划系统，其特征在于：其优化方法包括以下步骤：

S1、电气化优化，首先根据统筹优化新能源开发系统(2)中的地区开发(21)进行地区通过将电气化系统(11)中的供暖制冷电气化(114)、厨房炊煮电气化(115)和交通运输全面电气化(116)，使的中低温度要求的工业领域直接电气化，在电力方面，可完全利用核能(151)、光伏(152)和风电(153)等可再生能源，通过零碳方式生产电力，构建以新能源为主体的新型电力系统，并通过部署储能技术的规模应用，光伏等可再生能源制氢的互为耦合，实现大比例清洁替代；

S2、氢能优化，在氢能(12)方面，可利用零碳电力电解水制氢(121)，也可以用氢制氢(122)用于终端能源消费，以及发展氢燃料(123)作为交通运输的动力，也可以减少目前行业中通过传统电力产生的二氧化碳；

S3、房屋建筑，通过更广泛地采用房屋建筑(13)中的BIPV外墙(131)、屋顶材料(132)、建筑保温材料(133)和先进热泵(14)技术，实现能源产消合一型零碳建筑，发展碳捕集方面，可利用封存技术及生物能源来实现重工业领域的脱碳，最后，可显著提高关键材料的利用率和回收率，如水泥、钢铁、塑料化工行业等；

S4、零碳电力的建设，首先建立全新的新型电力系统(154)，通过新型电力系统(154)中的储存单元(1544)设置的大型电站配储能(1546)和工商业分布式储能(1547)来将零碳电力中核能(151)、光伏(152)和风电(153)进行居民用电的储存和商业用电的储存，然后再通过发电单元(1541)将高压电力转换成低压电能，使电能能够安全平稳地顺利进行，其中输电单元(1542)用于是从发电站发出的电能，一般都要通过输电线路送到各个用电地方，根据输送电能距离的远近，采用不同的输电电压，以及配电单元(1543)将电力系统中从降压配电变电站或高压配电变电站出口安全输送到用户中进行使用。