[发明专利]燃煤电站耦合碳捕集系统的多时间尺度控制感知调度方法

说明书

本发明公开了一种燃煤电站耦合碳捕集系统的多时间尺度控制感知调度方法，涉及能源系统优化调度技术领域，解决了燃煤电站和碳捕集系统短时间尺度快速功率调整不够灵活的技术问题，其技术方案要点是通过构建燃煤电站与碳捕集系统组成的耦合系统多时间尺度调度框架，在保证经济性与低碳性的同时提升了系统短时间尺度功率调整的灵活性；同时，通过对耦合系统进行控制感知调度，考虑底层闭环控制的特性，实现了调度最优性与控制可行的协调。

技术领域

本申请涉及能源系统优化调度技术领域，尤其涉及一种燃煤电站耦合碳捕集系统的多时间尺度控制感知调度方法。

背景技术

火电机组是目前CO₂气体最主要的排放源，对温室效应造成了很大的影响。基于化学吸附的燃烧后CO₂捕集技术是实现燃煤电站深度减排的重要措施。然而随着可再生电能的不断接入，为了抑制可再生的随机性，燃煤电站的频繁变工况运行将成为常态。研究表明，燃煤电站与碳捕集系统存在很强的耦合性：燃煤电站频繁变负荷运行的烟气波动将严重干扰碳捕集系统的平稳运行；而应对烟气变化过程中再沸器抽汽流量的持续改变又会影响碳捕集系统的捕集率以及上游燃煤电站的发电功率。考虑到燃煤电站对发电功率的影响很慢，而再沸器抽汽对电站功率影响很快，如何充分发挥碳捕集系统自身的灵活性以提升燃煤电站短时间尺度快速调整功率的能力对抑制可再生电能与负荷需求的频繁波动具有重要意义。

发明内容

本申请提供了一种燃煤电站耦合碳捕集系统的多时间尺度控制感知调度方法，其技术目的是在保证系统经济性与低碳性的同时，提升燃煤电站和碳捕集系统短时间尺度快速功率调整的灵活性以及调度指令的控制可行性。

本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种燃煤电站耦合碳捕集系统的多时间尺度控制感知调度方法，该方法通过耦合系统实现，所述耦合系统包括燃煤电站和碳捕集系统，该方法包括：

S1：根据日前可再生出力与负荷需求的预测数据，以最小化日运行成本为目标而进行日前随机优化调度，并为下一个24小时的发电出力与捕集率出力提供日前调度功率指令；

S2：基于日内可再生出力与负荷需求的预测数据，通过碳捕集功率调整贡献率对所述日前调度功率指令进行滚动优化，以最小化日内电能供需不平衡为目标而进行日内调度，得到日内调度结果；其中，日内调度时间尺度为15分钟，日内调度滚动时域长度为4小时；

S3：基于控制感知调度时间尺度的可再生出力与负荷需求的预测数据对日内调度结果进行再调整，同时采用闭环动态模型进行控制感知调度，得到最终调度结果，将所述最终调度结果下达底层控制系统；其中，控制感知调度时间尺度为5分钟，控制感知调度滚动时域长度为1小时。

本申请的有益效果在于：本申请构建了燃煤电站与碳捕集系统组成的耦合系统多时间尺度调度框架，在保证经济性与低碳性的同时提升了系统短时间尺度功率调整的灵活性；同时，通过对耦合系统进行控制感知调度，考虑底层闭环控制的特性，实现了调度最优性与控制可行的协调。

附图说明

图1为本申请所述的多时间尺度控制感知调度方法的框架示意图。

图2为本申请所述的耦合系统流程示意图；

图3为本申请提供的耦合系统可行域示意图；

图4为本申请采用的碳捕集系统控制结构与传统碳捕集系统控制结构对比示意图；

图5为本申请具体实施例仿真参数设置图；

图6为本申请提供实施例日前随机优化调度结果示意图；

图7为本申请提供实施例在不同碳捕集功率调整贡献率下实际运行效果比较示意图；

图8为本申请提供实施例控制感知调度与稳态调度下实际运行效果比较示意图；