[发明专利]一种区域冷、热、气碳素流计算模型的构建方法

说明书

本发明提供一种区域冷、热、气碳素流计算模型的构建方法，包括：构建区域综合能源系统能量流计算模型的步骤；以及基于构建的所述能量流计算模型，构建综合能源系统碳素流计算模型的步骤。根据本发明，构建了一种基于比例分担原则结合潮流追踪法的碳素流计算模型；实现了量化多能源系统中伴随能量流的碳排放。

技术领域

本发明涉及综合能源技术领域，更具体地，涉及区域冷、热、气能量流、碳素流计算模型。

背景技术

为了进一步激励碳排放的减少，避免造成温室效应使全球气温上升，需要构件一种碳排放的计算模型，以进一步降低环境污染问题，提高能源系统管理水平，实现能源系统之间相互协调综合发展。

随着用户需求的多样性增加，供冷、供热、供电和天然气需求设备的独立单元技术不断发展，三者的集成运行技术的发展成为必然。冷-热-气多能流型系统在多领域得到广泛应用，同时也是冷-热-气碳素流计算的基础。综合能源系统中的多种能源的碳素流计算主要是由于一次能源燃烧产生的，而冷-热-电-气多能协同系统中二氧化碳的产生是为消费和运输这些能源而产生的，且冷-热-电-气多种能源的生产与消费具有一定实时性。从需求带动生产方面体现的，综合能源系统的碳排放特征更应该遵循多种能源消费特征，同时，冷、热、天然气这些能源网架结构也能与电网进行耦合，因此其碳素流也同样遵循潮流分析相关理论。

发明内容

本发明的目的是提供一种区域冷、热、气能量流、碳素流计算模型，解决了现有技术中存在的综合能源系统多能源系统间耦合不强；缺乏冷、热和天然气网络的能量流、碳素流和二氧化碳排放计算模型的问题。

根据本发明，提供了一种区域冷、热、气碳素流计算模型的构建方法，包括：构建区域综合能源系统能量流计算模型的步骤；以及基于构建的所述能量流计算模型，构建综合能源系统碳素流计算模型的步骤。

根据本发明，所述构建区域综合能源系统能量流计算模型的步骤，还包括：基于统一能路理论构建天然气子系统能量流模型的步骤；以及基于统一能路理论构建热、冷子系统能量流模型的步骤，所述基于统一能路理论构建天然气子系统能量流模型的步骤按照式（1）进行构建，

（1），

其中，为天然气网络的广义节点导纳矩阵，为每条支路首端气压，为广义节点注入向量。

根据本发明，所述基于统一能路理论构建热、冷子系统能量流模型的步骤，还包括：构建水路网络模型的步骤；以及构建热路网络方程的步骤，

所述构建水路网络模型的步骤按照式（2）进行构建，

（2），

其中，为水路网络的广义节点导纳矩阵，为各个节点的水压值组成的列向量，为广义节点注入向量，

所述构建热路网络方程的步骤按照式（3）进行构建，

（3），

其中，为热路网络的广义节点导纳矩阵，为各节点加权注入温度构成的列向量，为广义节点注入向量。

根据本发明，所述构建综合能源系统碳素流计算模型的步骤，包括：构建冷、热和天然气管网碳素流模型的步骤；以及能源转换过程中构建碳素流计算模型的步骤。

根据本发明，所述构建冷、热和天然气管网碳素流模型的步骤，还包括：构建供热、冷管网碳素流计算模型的步骤；以及构建天然气管网碳素流计算模型的步骤。

根据本发明，所述能源转换过程中构建碳素流计算模型的步骤，还包括：构建能量转换设备碳素流计算模型的步骤；以及构建能源枢纽碳素流计算模型的步骤。

根据本发明，所述构建能量转换设备碳素流计算模型的步骤，包括：建立单输入单输出转换器、单输入多输出转换器的碳排放模型的步骤，所述输入单输出转换器的端口碳排放强度用式（4）表示，