[发明专利]一种风-碳捕集-电转气联合的发电系统中长期机组组合运行方法

说明书

本发明公开了一种风‑碳捕集‑电转气联合的发电系统中长期机组组合运行方法，通过调节风电为碳捕集和电转气提供的能耗功率消纳风电，并协调抽水蓄能站抑制风电波动影响，实现中长期尺度的风电全消纳。本发明结合碳排放流理论，对系统中的高碳势区域设置碳捕集和电转气设备，降低高碳势区域的节点碳势，减少系统的碳排放。

技术领域

本发明涉及能源系统技术领域，具体涉及一种风-碳捕集-电转气联合的发电系统中长期机组组合运行方法。

背景技术

近几年来，化石燃料短缺等资源和环境问题在世界范围内逐渐显现。为了实现节能减排和环境和社会的可持续发展，人类不断深化对可再生能源的发明。现阶段，可再生能源的发展取得了长足的进步。风电、光伏等装机容量持续增加，并网规模不断扩大。但由于风电具有较大的随机性和波动性，给电网带来了诸多安全稳定方面的问题，同时也产生了大量弃风的问题。发明合理优化调度方式解决风电消纳问题，实现节能减排，一直是发明热点。

现阶段，在低碳减排和风电消纳方面已有诸多相关发明。文献《考虑中长期交易与短期调度衔接的风电消纳模型》中，实现了中长期交易与短期调度结合，建立了双阶段风火优化调度模型，从市场和调度两个维度促进风电的消纳，但风电波动性方面没有针对措施。文献《面向风电消纳的区域综合能源系统鲁棒优化调度》中，建立了面向风电消纳的区域综合能源系统模型,通过区域综合能源系统的多元消纳技术和鲁棒优化调度解决弃风问题，但未考虑系统的低碳性。文献《含风电电力系统的月度机组组合模型》中，建立了与电力市场协调的节能发电月度机组组合模型，考虑了“标杆电价”和“一机一价”的两种电价机制，但机组模型比较单一，可协调的程度较小。文献《考虑中长期交易与短期调度衔接的风电消纳模型》中，考虑了碳捕集设备的约束，建立了风火发电商市场效益模型，综合探讨了碳交易价格、碳减排约束等的灵敏度问题，但是在风电消纳方面没有做深入发明。因此，单纯考虑式中一方面无法最大程度的利用资源实现节能减排和风电消纳，需要将风电消纳和节能减排两方面联合，综合考虑。

发明内容

为了解决或部分解决相关技术中存在的问题，本发明提供了一种风-碳捕集-电转气联合的发电系统中长期机组组合运行方法，通过碳捕集和电转气降低碳排放并促进风电消纳，并与抽水蓄能站配合调节风电波动；通过调节火电、水电和抽水蓄能机组的出力实现电荷平衡与经济调度。

本发明提供了一种风-碳捕集-电转气联合的发电系统中长期机组组合运行方法，其特征在于，包括：

基于碳捕集和电转气技术特性分析，构建风-碳捕集-电转气联合特性；

引入碳交易机制，以综合成本最小为目标，建立含有风、水、抽蓄、碳捕集和电转气的中长期机组组合模型。

可选地，还包括：

确定电力系统碳排放在电力网络中的分布，量化系统中各节点和/或各支路的碳排放，有助于碳排放责任分摊和有针对性地实施低碳减排措施。

可选地，节点碳势向量E_N为：

E_N＝[e_N1 e_N2...e_NN]^T

式中，e_Ni为第i(i＝1,2,…,N)个节点的碳势；

节点碳势向量通过如下公式进行计算：

式中，P_N为节点有功通量矩阵，P_B为支路潮流分布矩阵，P_G为机组注入分布矩阵，E_G为机组碳排放强度向量；

得到节点碳势向量后可进而计算碳流率分布矩阵：

R_B＝P_Ndiag(Ε_N)