[发明专利]一种综合能源系统能量流和碳流分布的计算方法

权利要求书

1.一种综合能源系统能量流和碳流分布的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

以综合能源系统成本和综合能源系统碳排放为目标函数，综合能源系统网络和设备运行为约束和综合能源系统碳排放为约束构建综合能源系统能量流模型；构建以节点碳势和碳流率为输出值的综合能源系统碳流模型；

联合综合能源系统能量流模型和综合能源系统碳流模型构建综合能源系统能量流-碳流协同优化模型；采用加权法求解综合能源系统能量流-碳流协同优化模型；采用碳排放流分析方法计算综合能源系统的碳流分布。

2.根据权利要求1所述的综合能源系统能量流和碳流分布的计算方法，其特征在于，综合能源系统网络和设备运行的约束包括电网联络线容量约束、热网管道约束、储能装置蓄/放能约束、可再生能源出力约束和建立耦合设备运行约束；

电网联络线容量约束为：

其中，表示t时刻支路b上的有功潮流；表示支路b有功潮流上限；表示节点i电压大小的上下限；

热网管道约束包括热源功率平衡约束、热源与热负荷节点的功率和温度方程、管道传输延时与热损约束、热网节点功率平衡约束、热网节点水温混合约束、热网供回水温度上下限约束；

热源功率平衡约束为：

其中，为t时段热网注入热功率变量；E_chp、E_eb为热电联产机组与电锅炉的索引集合；为t时段热电联产机组i的热输出功率变量；为t时段电锅炉i的热输出功率变量；

热源与热负荷节点的功率和温度方程为：

其中，分别为流出/流入节点k的管道索引集合；Φ_sn、Φ_ln分别为热网中源节点和负荷节点的索引集合；c_w为水的比热容；m_j为管道j热媒质量流量；为t时刻供水、回水网络中节点k处的热媒温度变量；为t时段节点k处的热负荷功率变量；

管道传输延时与热损约束为：

其中，Φ_p为热网管道索引集合；为管道j与传输延时相关的系数；参数β^j为管道j的保温系数；为t时刻管道环境温度；为t时刻供水管道j的入口和出口处热媒温度变量；为t时刻回水管道j的入口和出口处热媒温度变量；

热网节点功率平衡约束为：

其中，Φ_in为热网中交汇节点的集合；为t时段供水、回水网络中节点k处的热媒温度；

热网节点水温混合约束为：

其中，Φ_in为热网中交汇节点的集合；为t时段供水、回水网络中节点k处的热媒温度；

热网供回水温度上下限约束为：

其中，τ_s为热网供水温度上限和下限；τ_r为热网回水温度上限和下限。

储能装置蓄/放能约束为：

其中，为t时刻第j种储能设备充能和放能标志位0-1变量；为t时刻第j种储能设备充能量或放能量能；为t时刻第j种储能设备充能和放能的最大值；E_t,j,E_t-1,j为第j种储能设备t时刻及t-1时刻储存的总能量；E_min,j/E_max,j为第j种储能设备最小或最大储存的总能量；η_ch,j/η_dis,j为第j种储能设备充能或放能效率。

可再生能源出力约束为：0≤P_t^wt≤P_t^wind

其中，P_t^wind为t时刻风机的预测出力；

耦合设备运行约束为：

其中，P_max,i为第i种耦合设备产能上限；ΔR_max,i为第i种耦合设备的爬坡功率限制；和分别为CHP机组的热电比和电锅炉的电热转换效率。

3.根据权利要求1所述的综合能源系统能量流和碳流分布的计算方法，其特征在于，综合能源系统碳流模型包括综合能源系统电网碳流模型和综合能源系统热网碳流模型。