[发明专利]一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法

说明书

本发明公开了一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，包括：采集园区综合能源系统的历史光伏出力数据与以光伏、蓄电池设备为主的单位投资成本；构建多能负荷增长长期不确定性及光伏出力短期不确定性场景；建立以园区枢纽为核心、园区广义储能资源的设备为主体的能源集线器模型；建立广义储能模型；计算园区规划年365天运行成本及扩建成本，输出最优规划及运行策略。本发明充分考虑了负荷增长长期不确定性与光伏出力短期不确定性，利用时间转移特性实现多能源跨时段高效利用，挖掘了园区内以数据中心和楼宇为主体的广义储能资源，有效促进了新能源消纳，保证综合能源系统规划调度方案兼顾经济性与环保性。

技术领域

本发明涉及计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，属于综合能源系统规划扩建领域。

背景技术

合理规划园区综合能源系统，对改善园区用能结构，促进产业低碳化转型具有重要支撑作用。当前围绕园区综合能源系统规划存在诸多不足，如规划层面的研究侧重于中长期用能平衡，忽略了短期运行的灵活性平衡问题，以及未充分挖掘园区各类用能资源的灵活调度潜力等。广义储能资源可充分利用园区各用能主体能量的时间转移特性，于平谷时段进行热储能，峰时释放能量，实现多种能量的跨时段、高价值利用。

发明内容

本发明提出一种利用广义储能效果的园区综合能源系统规划方法。

本发明采用技术方案如下：

一种计及广义储能的园区综合能源系统的碳排放规划方法，包括：

步骤1：采集园区综合能源系统的历史光伏出力数据与以光伏、蓄电池设备为主的单位投资成本；

步骤2：根据已知的园区参数，以园区综合能源系统的扩建成本与运行成本之和为目标函数，构建多能负荷增长长期不确定性及光伏出力短期不确定性场景；已知园区参数指的是园区各设备运行参数，如CCHP、CHP等机组的效率。

步骤3：建立以园区枢纽为核心、园区广义储能资源的设备为主体的能源集线器模型；

步骤4：根据蓄电池储能、数据中心热特性、楼宇热特性，建立广义储能模型；

步骤5：计算园区规划年365天运行成本及扩建成本，输出最优规划及运行策略。

具体地，步骤2中多能负荷增长长期不确定性场景具体包括：按季节性差异生成上层多能负荷长期不确定性场景共三类，分别为过渡季、夏季和冬季；

光伏出力短期不确定性场景具体包括：基于光伏历史出力数据，利用k-means聚类法生成下层光伏出力短期不确定性场景共四类。

具体地，步骤2中所述目标函数为：

式(A-1)中，下标t表示调度时刻；为光伏机组扩建容量，为蓄电池机组扩建容量，为地源热泵机组扩建容量，为冷热电三联供机组的扩建容量；为光伏机组单位扩建成本，为蓄电池机组单位扩建成本，为地源热泵机组单位扩建成本，为冷热电三联供机组的单位扩建成本；Ω_g为典型日集合，ω_g为各典型日权重；Ω_PV为光伏出力场景集合，ω_PV为光伏出力场景权重；P_t^E为t时段的上级电网购电量，为t时段的上级气网购气量；为t时段的电价，为t时段的气价；I_E为单位购电量的碳排放成本，I_G为单位购气量的碳排放成本；

式(A-1)中，前四项为各扩建机组年化扩建成本，分别为光伏机组、蓄电池机组、地源热泵机组和冷热电三联供机组，第五项为年运行成本，其中计及了购电与购气的碳排放成本；

各规划变量约束为：