[发明专利]一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化配置方法，包括：考虑冷、热、电的能量平衡和蓄电、蓄热设备运行的约束条件，建立综合能源系统的内层优化运行模型；基于所述内层优化运行模型的目标函数，综合考虑经济性目标和碳排放目标，建立综合能源系统电热混合储能的外层优化配置模型；利用改进多目标粒子群算法求解外层优化配置模型，获得最优储能优化配置方案。本发明在考虑系统经济性的基础上，将碳排放加入电/热混合储能优化配置的目标中，以分析碳排放因素对综合能源系统储能优化配置的影响，通过合理配置储电、储热设备，提高综合能源系统的经济性，降低综合能源系统的碳排放，有利于双碳目标的实现及绿色低碳经济的发展。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，具体涉及一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化配置方法。

背景技术

提升能源利用效率、降低二氧化碳排放已成为能源发展中需要重点考虑的问题。综合能源系统作为一种将电、气、热等能源紧密整合的一体化系统，得到越来越多的关注。储能系统是综合能源系统的重要组成部分，有助于综合能源系统中不同能源的耦合、协调运行，以及降低系统碳排放量。因此，如何对综合能源微网系统的电/热混合储能系统进行优化配置，成为重要的研究议题。针对电/热混合储能系统的优化配置问题，已有诸多学者做了相关研究工作，这些研究工作通过优化储能设施配置方法，在一定程度提高了综合能源系统的经济性，但均未考虑二氧化碳排放对综合能源微网的影响。

在研究储能系统优化配置问题时，虽然经济性是需要考虑的重要因素，但不是唯一因素。碳排放因素在系统优化配置中具有重要意义。因此，在考虑碳排放和经济性因素下，研究电/热混合储能优化配置十分必要。

发明内容

本发明主要是为了解决现有的储能系统优化配置研究未考虑碳排放因素的问题，提供了一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化配置方法，在考虑系统经济性的基础上，将碳排放加入电/热混合储能优化配置的目标中，以分析碳排放因素对综合能源系统储能优化配置的影响；通过合理配置储电、储热设备，提高综合能源系统运行的经济性，减少因供能不足造成的缺电、缺热问题，同时降低综合能源系统系统的碳排放。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种考虑碳排放的综合能源系统储能优化配置方法，包括以下步骤：

步骤S1：考虑冷、热、电的能量平衡和蓄电、蓄热设备运行的约束条件，建立综合能源系统的内层优化运行模型；

步骤S2：基于所述内层优化运行模型的目标函数，综合考虑经济性目标和碳排放目标，建立综合能源系统电热混合储能的外层优化配置模型；步骤S3：利用改进多目标粒子群算法求解外层优化配置模型，获得最优储能优化配置方案。本发明针对综合能源系统降低碳排放的需求，研究碳排放下储能的优化配置问题，构建电/热混合储能的双层优化模型，内层模型为系统的运行成本，外层模型为系统的优化配置模型，主要考虑了系统的各项成本和碳排放。两者密不可分，相互影响，系统的内层运行为优化配置提供基础，系统的优化配置为运行提供外部约束。具体的，首先建立综合能源系统的内层优化运行模型，考虑冷、热、电的能量平衡和蓄电、蓄热设备等运行的约束条件；其次构建综合能源系统电/热混合储能的外层优化配置模型，在分析投资成本、维护成本、运行成本等经济性目标的基础上，将碳排放目标加入优化目标函数中，以分析碳排放因素对综合能源系统储能优化配置的影响。结果表明：通过合理配置储电、储热设备可提高综合能源系统运行的经济性，也可减少因供能不足造成的缺电、缺热问题，同时可降低综合能源系统系统的碳排放。

作为优选，步骤S1中，所述内层优化运行模型考虑综合能源系统的运行成本，所述运行成本包括购电成本和购天然气成本，运行收益为售电收益，所述内层优化运行模型的目标函数为：

C_ope＝C_grid+C_fuel-C_sold