[发明专利]一种计及电-碳价格相关性和氢储能协同的IES调度方法

说明书

本发明涉及一种计及电‑碳价格相关性和氢储能协同的IES调度方法，包括以下步骤：在基于电‑气‑热连供的综合能源系统中引入氢储能耦合设备，并建立氢储能耦合设备的数学模型，同时基于综合能源系统中的耦合设备建立碳交易的数学模型；采集电价、碳价的历史数据，以电价、碳价为随机变量进行相关性分析，确认电价‑碳价的累计分布函数，根据电价‑碳价的累计分布函数模拟基于时刻的电价‑碳价样本数据；建立以运行成本最小为优化调度目标的目标函数，并设定约束条件，获取优化调度模型；将基于时刻的电价‑碳价样本数据输入至优化调度模型中，获取综合能源系统的优化调度方案，基于优化调度方案进行综合能源系统的调度。

技术领域

本发明涉及基于一种计及电-碳价格相关性和氢储能协同的IES 调度方法，属于能源调度技术领域。

背景技术

综合能源系统(Integrated Energy System,IES)作为多能耦合的重要形式，通过配置储能和碳交易机制，可以实现引导能源行业提高清洁能源占比和降低碳排放的作用。但常规储能配置和单一碳交易机制对于能源耦合和降碳减排的作用较为有限，强制性技术实现综合能源系统低碳转型和深度降碳越发困难。因此，如何优化储能结构、发掘电碳耦合关系成为促进低碳发展的重要技术支撑。现有技术方案中，以电价或者碳交易价格单独引导用户侧行为，并与电、热、气、冷等常用基础能源储能协同配合实现IES的低碳优化调度居多，相较于传统的能源解耦运行和不考虑价格主导用能的优化思路而言，可以有效改善系统的经济和环境效益。无论是经济成本还是低碳减排都存在很大的进步空间。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种计及电 -碳价格相关性和氢储能协同的IES调度方法，在IES中引入氢储能，提供了新的能源转换思路，并挖掘出碳电价格的相关性，有效解决了考虑价格相关性时风电消纳空间不足的问题，加强了系统多能耦合能力，相较于传统调度模型和价格相关性、氢储能单独作用，进一步减少系统碳排放，提高低碳优化效果。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种计及电-碳价格相关性和氢储能协同的 IES调度方法，包括以下步骤：

在基于电-气-热连供的综合能源系统中引入氢储能耦合设备，并建立氢储能耦合设备的数学模型，同时基于综合能源系统中的耦合设备建立碳交易的数学模型；

采集电价、碳价的历史数据，以电价、碳价为随机变量进行相关性分析，确认电价-碳价的累计分布函数，根据电价-碳价的累计分布函数模拟基于时刻的电价-碳价样本数据；

基于氢储能耦合设备的数学模型、碳交易的数学模型建立以运行成本最小为优化调度目标的目标函数，并设定约束条件，获取优化调度模型；

将基于时刻的电价-碳价样本数据输入至优化调度模型中，获取综合能源系统的优化调度方案，基于优化调度方案进行综合能源系统的调度。

作为优选实施方式，引入的氢储能耦合设备包括电解槽、氢燃料电池和储氢罐；在所述建立氢储能耦合设备的数学模型步骤中：

所述电解槽的数学模型具体为：

0≤P_er(t)≤P_er,max；

其中，E_er(t)、P_er(t)、η_er、分别为电解槽的输出氢气量、输出功率、发电效率和氢热值；P_er,max表示电解槽功率上限；Δt表示t到t-1 的时间间隔；

所述氢燃料电池的数学模型具体为：