[发明专利]一种基于碳捕捉以及P2G的智慧电厂负荷调度方法

说明书

本发明提供一种基于碳捕捉以及P2G的智慧电厂负荷调度方法，属于智慧能源技术领域，具体包括：基于负荷影响因素构建负荷预测结果并得到负荷调节目标；当负荷调节目标小于第一稳定阈值时将机组最小出力目标设置为第二稳定阈值；当负荷调节目标小于第二稳定阈值时则将机组最小出力目标设置为第一经济阈值，第一经济阈值大于第二稳定阈值；以机组最小出力目标以及电功率平衡为约束条件，考虑碳捕捉收益、电制氢收益、负荷波动对设备的影响折算产生的经济损耗，以经济收益最高为目标函数，对火电机组、电制氢系统、电制气系统、氢制电系统进行调节，从而使得此时的经济效益最大。

技术领域

本发明属于智慧能源技术领域，尤其涉及一种基于碳捕捉以及P2G的智慧电厂负荷调度方法。

背景技术

据统计，以煤炭等化石能源消耗为主的火力发电机组每年的碳排放量多达全国的38.76％，故具有巨大的节能减排空间。通过采用电转气(Power to Gas，P2G)实现高碳火电厂向低碳化转变能有效降低CO2排放，实现将碳转化为甲烷，从而可以转化为天然气，具有重要现实意义。此外，碳捕集与封存技术(CCS)为解决P2G碳原料成本问题提供了有效途径，促进弃风消纳水平提高的同时进一步提升系统运行经济性。

为了实现对基于碳捕捉以及P2G的火电厂的优化调度，在硕士论文《基于碳捕集与需求响应的电-气综合能源系统低碳经济调度》中作者李梦涵通过构建了二阶段考虑需求响应与综合灵活碳捕集电厂源荷协调减排的IEGS低碳经济调度模型。算例证明了通过源侧综合灵活碳捕集电厂耦合电转气设备运行可实现能量时移，同时荷侧引入需求响应达到源荷共同削峰填谷的目的，为IEGS低碳经济运行提供积极影响，但是却存在一下技术问题：

1、没有考虑火电厂的锅炉的最小稳定出力约束。当锅炉的出力达到一定极限值时，此时已经没有办法维持稳定的出力，从而有可能会导致最终的燃烧状态不够稳定，从而使得最终的稳定运行状态崩溃。

2、同时也没有在不同的燃烧阶段，设置不同的最小出力调节目标，在投油助燃阶段，此时的锅炉的燃烧经济性和稳定性都比较差，若不分阶段进行最小出力调节目标的设置，会使得最终的燃烧稳定性和安全性都比较低。

针对上述技术问题，本发明提供了一种基于碳捕捉以及P2G的智慧电厂负荷调度方法。

发明内容

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种基于碳捕捉以及P2G的智慧电厂负荷调度方法。

一种基于碳捕捉以及P2G的智慧电厂负荷调度方法，其特征在于，具体包括：

S1基于负荷影响因素构建负荷预测结果，并基于所述负荷预测结果得到负荷调节目标；

S2判断所述负荷调节目标是否小于第一稳定阈值，若是则将机组最小出力目标设置为第二稳定阈值，所述第二稳定阈值大于第一稳定阈值，其中所述第一稳定阈值为在投油助燃阶段，锅炉的最低稳定出力,第二稳定阈值为无须投油助燃时，锅炉最低稳燃负荷；

S3判断所述负荷调节目标是否小于第二稳定阈值，若是，则将所述机组最小出力目标设置为第一经济阈值，所述第一经济阈值大于第二稳定阈值；

S4以所述机组最小出力目标以及电功率平衡为约束条件，考虑碳捕捉收益、电制氢收益、负荷波动对设备的影响折算产生的经济损耗，以经济收益最高为目标函数，对火电机组、电制氢系统、电制气系统、氢制电系统进行调节。

通过第一稳定阈值、第二稳定阈值、第一经济阈值的设置，从而使得机组运行的稳定性、可靠性、经济性得到进一步的提升，保证了机组的负荷调控目标极具有经济性，也能够使得机组的运行更加可靠。

通过将负荷波动对设备的影响折算产生的经济损耗，从而不仅仅考虑单一的负荷的波动产生的收益，更把负荷波动导致的设备的损耗考虑其中，从而使得负荷调节目标变得更加全面，也避免了剧烈的负荷波动对设备的影响。