[发明专利]一种多站融合综合能源站碳流态势感知与低碳运行方法

权利要求书

1.一种多站融合综合能源站碳流态势感知与低碳运行方法，其特征在于：包括：

步骤一：基于“最大化利用、最高效建设”原则和综合能源站的功能定位，确定其主体结构、各主体容量配置、布置形式及接线方式；

步骤二：收集综合能源站的实际运行数据及碳排放强度因子统计，计算得到每个时段能量类型、潮流方向、碳排放流向，绘制能流-碳流图，以实时感知综合能源站内碳流态势；

步骤三：针对综合能源站各类设施的负荷容量及光伏发电特性，构建综合能源站日前调度优化运行模型，根据光伏出力预测和站内负荷功率预测来调节储能模块的充放电时间，以确保光伏模块输出在站内的最大消纳，实现综合能源站低碳运行。

2.根据权利要求1所述的一种多站融合综合能源站碳流态势感知与低碳运行方法，其特征在于：所述步骤一中，典型综合能源站的主体结构包括110kV变电站本体模块、光伏模块、充电模块，配置储能模块、数据中心模块及5G基站模块。

3.根据权利要求1所述的一种多站融合综合能源站碳流态势感知与低碳运行方法，其特征在于：所述步骤一中，综合能源站各主体容量配置、布置形式及接线方式为：基于110kV智能变电站模块化建设通用设计110-A2-6方案，变电站模块包括110kV/10-35kV主变压器和箱式变压器，380V室内电站变压器；光伏组件采用设置在主楼屋顶和充电车位上的屋顶光伏阵列；站内负荷包括照明、暖通、空调负荷等；充电模块采用一体化直流块充，主要用于综合能源站内车辆巡检运行；储能模块采用预制箱式磷酸锂铁电池，可为数据中心和5G基站提供电力储备；5G模块选择一个45m的杆塔，设置在靠近墙壁的一侧；数据中心模块集成集装箱内IT设备仓库和空调室外机房，设置在围墙一侧。

4.根据权利要求1或3所述的一种多站融合综合能源站碳流态势感知与低碳运行方法，其特征在于：步骤二中，定义碳流密度为单位有功功率流P与单位kgCO₂/kWh的碳排放量；某一时刻综合能源站的碳流可以用碳流密度来表征；基于碳流密度，绘制多站融合综合能源站实时能流-碳流图，包括以下步骤：

1)数据收集；采集综合能源站的实际运行数据包括站内负荷数据、下游负荷数据、太阳辐照度及环境温度、电动汽车充电功率数据、储能模块充放电功率数据、综合能源站的清洁能源发电占比率以及碳排放强度因子；

2)数据分析；对相应数据进行统计计算，得到每个时段能量类型、潮流方向、碳排放流向，以及综合能源站全天碳排放总量；

3)图形绘制；考虑能源类型、能源流或碳流的来源和目的地，包括一次能源、二次能源、直接使用一次能源和各种能源消费终端；以每个物体之间的连接线表示能量流或碳流数据的流向和大小；根据能耗终端的功率或碳排放量之比绘制连接线的宽度。

5.根据权利要求1所述的一种多站融合综合能源站碳流态势感知与低碳运行方法，其特征在于：步骤三中，针对综合能源站各类设施的负荷容量及光伏发电特性，构建综合能源站日前调度运行优化模型，其优化运行模型为：

目标函数：

约束条件：

其中t为日前优化运行考虑的时间段，E_eload(t)为站内负荷消耗的电功率，E_PV(t)为光伏电站输出的电功率，E_batc(t)为t时刻充入电池的电功率，E_batd(t)为t时刻电池释放的电功率，E_bat(t)为t时刻电池的剩余电量，E_bat(t-1)为t-1时刻电池的剩余电量，η_batc为电池的充电效率，η_batd为电池的释放效率，A_PV为光伏板的面积，η_PV为光伏发电效率，I(t)为太阳辐照强度；

所建立模型可以根据光伏出力预测和站内负荷功率预测来调节储能模块的充放电时间，以确保光伏模块输出在站内的最大消纳，实现综合能源站低碳运行。