[发明专利]基于电-热-碳共享的综合能源系统分布式低碳优化方法

说明书

本发明公开了一种基于电‑热‑碳共享的综合能源系统分布式低碳优化方法，将广义需求响应纳入综合能源系统优化中，包含微网间电能、热能、碳排放权共享、可削减/增加电、热负荷、电、热储能的联合优化、用能特性、光伏CCER调节。在微网中配置电、热储能，结合各微网的电‑热‑碳共享及电、热需求响应，促进新能源消纳。基于对偶理论及拉格朗日乘子法，提出分布式优化模型，各微网之间实现灵活互动并完成电‑热‑碳共享。各微网交互的信息仅限于期望电量、热量、碳量及拉格朗日乘子，保护了各微网隐私。本发明为综合能源系统运行提供了低碳优化方法，将单一的电力共享模式拓展为电‑热‑碳协同共享模式，提高能源综合利用率并降低系统碳排放量。

技术领域

本发明涉及电力系统微网技术领域，是一种综合能源系统优化运行方法，尤其涉及一种基于电-热-碳共享的综合能源系统分布式低碳优化方法。

背景技术

随着全国能源结构转型不断深入，综合能源系统的能量优化问题受到广泛关注。综合能源系统将不同供能、用能系统从整体角度进行协调、配合及优化，最终实现能源一体化，打破了原有的供能、用能系统模式，有利于提高系统的能源利用率、可持续性及系统能效。

目前世界面临气候变化、环境风险挑战、能源资源约束等日益严重的全球问题，控制碳排放和发展综合能源系统成为实现能源行业可持续发展的重要手段。在大多数已有的研究中，微网间共享的能量仅局限于电能，缺乏对综合能源系统中电能、热能及碳排放权协同共享的研究。

综合能源系统中热电联产CHP系统的运行方式仍局限于以热定电或以电定热的运行方式，缺乏运行的灵活性，另外，目前对综合能源系统中储能的研究多限于电储能，缺乏对综合能源系统中电储能及热储能的联合优化。

为控制温室气体排、实现绿色低碳转型并促进能量共享，基于电-热-碳共享的综合能源系统低碳优化问题亟待解决。集中式优化中共享电源及负荷信息将会带来严重的隐私及商业信息泄露。考虑到集中式优化在应用中存在的较大问题，本发明采用分布式优化算法对基于电-热-碳共享的综合能源系统低碳优化问题进行求解。

发明内容

本发明提供了一种基于电-热-碳共享的综合能源系统分布式低碳优化方法，在微网中配置电储能及热储能，再结合各微网的电-热-碳共享及电、热负荷需求响应，进一步促进能量共享、提高可再生能源消纳率；本发明综合考虑低碳性与舒适性，各微网之间实现灵活互动并完成电-热-碳共享，将微网间单一的电力共享模式拓展为电-热-碳协同共享模式，提高能源综合利用率并降低系统碳排放量，详见下文描述：

一种基于电-热-碳共享的综合能源系统分布式低碳优化方法，所述方法包括：

建立基于电-热-碳共享的综合能源系统能量共享结构及电-热-碳共享模式；

建立微网中热储能、电储能系统模型，实现综合能源系统储热、储电的联合优化；

建立综合能源系统中微网基本模型；

考虑光伏减排CCER，建立综合能源系统中碳排放计算模型；

提出基于电-热-碳共享的广义需求响应，并将其纳入到综合能源系统的优化中；

考虑低碳性，建立基于电-热-碳共享的综合能源系统低碳优化目标函数；

基于对偶理论及拉格朗日乘子法，推导出分布式优化模型，将全局问题分解为各微网的优化子问题；

获取当前优化周期的各微网中光伏出力、电、热负荷及碳排放的相关数据；

各微网之间交换拉格朗日乘子；

对综合能源系统中各微网子问题优化求解，优化得到用电量、用热量、充/放电功率、储/放热功率、期望电量/供应电量、期望热量/供应热量、期望碳量/供应碳量；MG i将优化的期望电量、期望热量、期望碳量及拉格朗日乘子传送至其他微网；