[发明专利]一种风光火储耦合碳捕集利用系统的随机优化调度方法

权利要求书

1.一种风光火储耦合碳捕集利用系统的随机优化调度方法，其特征在于：所述方法包括：

S10基于以运行总成本最小为目标，考虑风光出力和负荷的不确定性，建立基于机会约束规划的风光火储耦合碳捕集利用系统的随机优化调度模型；

S20基于步骤S10建立的随机优化调度模型，利用拉丁超立方抽样和K-means聚类方法对场景进行生成和缩减，基于场景采样方法将不确定性优化问题转化成确定的混合整数线性规划问题，再进行线性规划问题求解，得到风光火储耦合碳捕集利用系统中的各设备在每个时刻的状态出力；

S30根据步骤S20获得的各设备在每个时刻的状态出力，对各设备工作进行控制。

2.根据权利要求1所述的风光火储耦合碳捕集利用系统的随机优化调度方法，其特征在于：所述步骤S10中，所述风光火储耦合碳捕集利用系统模型，包括风力发电模型、光伏发电模型、生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组、天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组、电转热设备、电池储能设备、电解水制氢设备及电转气设备。

3.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性的风光火储耦合碳捕集利用系统的随机优化调度方法，其特征在于：所述步骤S10中，运行总成本包括燃料成本、设备维护成本、碳排放惩罚成本和功率不平衡惩罚成本，如式(1)所示：

式(1)中，M_ope为运行总成本，单位为元；M_fuel为燃料成本，单位为元；M_maintenance为设备维护成本，单位为元；为碳排放惩罚成本，单位为元；M_imbalance为功率不平衡惩罚成本，单位为元；

所述燃料成本满足式(2)：

式(2)中，为生物质的价格系数，单位为元/吨；为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时段所消耗的燃料量，单位为kg/s；ε为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的掺烧率，单位为％；为煤炭的价格系数，单位为元/吨；为天然气的价格系数，单位为元/吨；为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时段所消耗的燃料量，单位为kg/s；为t时刻化学反应生成的甲烷流量，单位为kg/s。

所述设备维护成本如式(3)所示：

式(3)中，C_M,cbcfbt为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的维修费用，单位为元/MW；C_M,bio为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组掺烧生物质的额外维修费用，单位为元/MW；ε为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的掺烧率，单位为％；为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的对外输出电功率，单位为MW；σ_cbcfbt为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的热电比，单位为％；为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的的对外输出热功率，单位为MW；为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的碳捕集系统维修费用，单位为元/吨；为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的的二氧化碳捕集量，单位为kg/s；C_M,ngcc为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的维修费用，单位为元/MW；为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的对外输出电功率，单位为MW；σ_ngcc为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的热电比，单位为％；为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的的对外输出热功率，单位为MW；为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的碳捕集系统维修费用，单位为元/吨；为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的二氧化碳捕集量，单位为kg/s；C_M,W为风力发电的维护费用，单位为元/MW；P_Wind,t为风力发电机组在t时段发电功率，单位为MW；C_M,P为光伏发电的维护费用，单位为元/MW；P_PV,t为光伏发电机组在t时段发电功率，单位为MW；C_M,BESS为电池储能设备充放电出力的维护费用，单位为元/MW；为电池储能设备在t时段的充电出力，单位为MW；为电池储能设备在t时段的放电出力，单位为MW；C_M,EB为电转热设备出力单元的维护费用，单位为元/MW；为电转热设备在t时段的输出热功率，单位为MW；为电解水制氢的单位维护费用，单位为元/吨；为电解水制氢设备在t时段H₂的生产量，单位为kg/s；为电转气设备的单位维护费用，单位为元/吨；为t时刻化学反应生成的甲烷流量，单位为kg/s；

所述碳排放惩罚成本满足式(4)所示：

式(4)中，为能源系统CO₂排放的罚款系数，即碳税，单位为元/吨；为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时段CO₂排放量，单位为kg/s；为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时段CO₂排放量,单位为kg/s；为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时段生物质CO₂吸收量，单位为kg/s。

所述功率不平衡惩罚成本满足式(5)：

式(5)中，C_imbalance为能源系统功率不平衡的罚款系数,单位为元/MW，P_imbalance,t为能源系统在t时段功率不平衡量，单位为MW。