[发明专利]一种考虑废物处理和甲醇合成的区域综合能源运行策略

说明书

本发明公开了一种考虑废物处理和甲醇合成的区域综合能源运行策略，包括：基于废物能源化和电转气两阶段运行机理构建电‑气‑热区域综合能源系统；通过引入奖惩阶梯碳交易机制，设计区域综合能源系统低碳经济的目标函数，构建区域综合能源低碳经济模型；将所述区域综合能源低碳经济模型转化为混合整数线性模型，计算实际碳排放式通过0‑1变量进行分段线性化处理并引入采用Yalmip调用CPLEX商业求解器求解。本发明从提高富余风电消纳能力、废物资源利用两个方面出发，首先引入合成甲醇系统和可变热电比的氢燃料电池，系统地解决消纳弃风、氢能储运的高成本等问题，并且将副产物氧气输送到废物能源化单元，达到富氧燃烧的效果。

技术领域

本发明涉及区域综合能源系统低碳经济运行技术领域，尤其涉及一种考虑废物处理和甲醇合成的区域综合能源运行策略。

背景技术

国内外针对垃圾发电接入多能源系统已有初步的研究。比如：1)针对城市垃圾焚烧供能模式，建立城市垃圾能源化利用供能系统以及多能源协调储能模型；2)针对垃圾处理过程，建立废物处理单元能量流转模型；3)针对含电转气和垃圾焚烧厂协同的优化调度模型的研究，实现削峰填谷和消纳可再生能源的作用。上述研究仅考虑垃圾热解或垃圾焚烧发电进行供能或供能特性利用，而缺少结合垃圾分类和环境效益的情况，限制了废物能源化带来的节能减排的效果。电转气可以将富余风电或谷价电转化成氢气或天然气储存。1)针对P2G、碳捕集系统等设备建模，提出基于合作博弈的优化运行模型；2)针对平衡电转气成本和消纳风电能力之间的矛盾，提出一种多目标日前优化调度模型。上述文献对利用P2G进行消纳弃风进行了积极的研究，但是未考虑到电解水产生的氧气如何利用。本发明将在此基础上，进一步研究氢能所带来的可用价值。氢能在发电、化工等相关领域有十分重要的作用，但由于氢能的储运安全与高昂成本、相关技术的限制，与富余风电量难以匹配。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：氢能在发电、化工等相关领域有十分重要的作用，但由于氢能的储运安全与高昂成本、相关技术的限制，与富余风电量难以匹配的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于废物能源化和电转气两阶段运行机理构建电-气-热区域综合能源系统；

通过引入奖惩阶梯碳交易机制，设计区域综合能源系统低碳经济的目标函数，构建区域综合能源低碳经济模型；

将所述区域综合能源低碳经济模型转化为混合整数线性模型，计算实际碳排放式通过0-1变量进行分段线性化处理并引入采用Yalmip调用CPLEX商业求解器求解。

作为本发明所述的考虑废物处理和甲醇合成的区域综合能源运行策略的一种优选方案，其中：所述电-气-热区域综合能源系统的构建包括，

从所述废物能源化和电转气两阶段运行机理入手，结合垃圾分类，通过垃圾焚烧和厌氧制沼技术达到废物能源化的效果，对系统中的电转气重新建模，在电解水消纳富余风电的基础上，利用氢燃料电池和甲醇合成系统，使得氢能高品位利用，从而构建电-气-热区域综合能源系统。

作为本发明所述的考虑废物处理和甲醇合成的区域综合能源运行策略的一种优选方案，其中：所述废物能源化运行机理分别为垃圾焚烧发电和厌氧制沼两个阶段。

作为本发明所述的考虑废物处理和甲醇合成的区域综合能源运行策略的一种优选方案，其中：包括，

运入废物能源化设施的垃圾总量、经过分类的干、湿垃圾量以及干垃圾、湿垃圾比例构建垃圾分配模型；

所述垃圾分配模型的计算包括，