【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)，具體涉及考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法。
技術介紹
1、能源是支撐人類社會文明的基石，但是大規(guī)模化石能源的消耗也是導致氣候和環(huán)境問題的主要因素。為實現(xiàn)雙碳目標，傳統(tǒng)微電網(wǎng)逐步發(fā)展為綜合能源系統(tǒng)，通過多能互補及能源的梯級利用、利用能源轉換設備實現(xiàn)用戶多種能源形式的用能需求，利用能源耦合特性優(yōu)化設備出力能夠有效降低供能成本，提高系統(tǒng)經(jīng)濟收益。
2、以熱電聯(lián)產(chǎn)機組(combined?heat?and?power，chp)為基礎的綜合能源系統(tǒng)是其主要形式之一。高滲透風電與熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp的廣泛使用之間的不協(xié)調已經(jīng)成為能源系統(tǒng)運行的挑戰(zhàn)。一方面，風力發(fā)電的波動使電價在運行期間變化較大，在風電功率較大，電價較低的時期，熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp的利潤會大幅下降。另一方面，熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp的電功率受熱功率限制，其熱功率必須以負荷的熱能需求為目標。故在冬季負荷熱能需求較高時，熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp的發(fā)電量也相應地提高，從而覆蓋了非高峰時段的大部分電能需求，導致了大規(guī)?！皸夛L”現(xiàn)象。
3、除了從能源生產(chǎn)和傳輸網(wǎng)絡方面采取相應的措施外，需求側的資源同樣具有未開發(fā)的潛力，可以增加綜合能源系統(tǒng)的運行靈活性。通過利用負荷側的能源轉換、存儲設備(或建筑等天然儲熱介質)，負荷可以在一定時段內調整其能源需求，進而促進綜合系統(tǒng)的供需再平衡，這種能力即可成為負荷的需求側靈活性。
4、用戶側負荷的熱能需求可以通過區(qū)域供熱系統(tǒng)的熱能輸入或電轉熱裝置的熱功率來滿足，這種需求響應策略稱之為“電
5、目前針對綜合能源系統(tǒng)運行靈活性的設計主要集中在發(fā)、輸/配環(huán)節(jié)，即通過部署儲熱裝置或者通過挖掘供熱管道的儲熱特性來提高系統(tǒng)的靈活性，盡管某些設計提出利用建筑作為天然的儲熱介質，提高綜合能源系統(tǒng)的靈活性，但在用戶側的設計大部分沒有考慮其能動性，隨著電轉技術發(fā)展，不僅綜合能源系統(tǒng)具有能源轉換設備，用戶側自身也擁有電轉設備，例如電暖器、空調等。用戶可以轉變自身的用能習慣來提高自身的用能邊際效用，這方面的設計存在不足。
6、另一方面，缺少對需求側靈活性的定量分析和應用設計。需求側靈活性定義為負荷在一定時間內調整其能源需求、從而為實現(xiàn)系統(tǒng)供需平衡而提供調節(jié)功率的能力。一方面，當前針對電-熱綜合能源系統(tǒng)內典型負荷的設計精細化程度不夠，缺少典型負荷場景的分類建模設計；另一方面，有一些設計提出了基于需求側靈活性的負荷綜合需求響應模型，但這些模型往往是非線性甚至是非凸的，因此如果將這些綜合需求響應模型納入綜合能源系統(tǒng)運行調度中，將導致巨大的計算負擔。
7、當前設計主要考慮用戶側負荷的電能需求的調節(jié)能力(部分設計還涉及到天然氣需求調節(jié)能力)，但沒有設計同時考慮電能需求、熱能需求的調節(jié)能力,針對綜合需求響應的設計主要集中eh等負荷，而eh實際上是部署有分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp、儲能、鍋爐等一系列能源轉換、存儲設備的負荷，如工業(yè)園區(qū)等。實際上，沒有部署分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp等設備的負荷仍可以參與綜合需求響應(integrated?demand?response，idr)，這類負荷可以通過在低電價時段將部分熱能需求轉移到電轉熱設備的方式參與到idr。
8、綜上所述，現(xiàn)有技術中，在電-熱綜合能源系統(tǒng)領域內，對典型負荷的設計缺乏足夠的精細化，特別是在分類建模方面存在缺失，難以準確反映不同負荷場景下的實際需求變化。
9、另一方面，已提出的基于需求側靈活性的綜合需求響應模型大多具有非線性或非凸性，這導致在實際應用于綜合能源系統(tǒng)運行調度時，會顯著增加計算負擔，降低系統(tǒng)的實時響應能力和運行效率。
10、此外，當前設計主要聚焦于用戶側負荷的電能需求調節(jié)，少數(shù)設計涉及天然氣需求調節(jié)，但缺乏同時考慮電能和熱能需求調節(jié)能力的設計。這種單一維度的考慮限制了綜合需求響應策略的全面性和有效性。
11、還有，綜合需求響應的設計多集中于部署了分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp等設備的特定負荷(如工業(yè)園區(qū))，而忽略了其他未部署此類設備的負荷(如普通居民和商業(yè)建筑)的參與潛力。這限制了綜合需求響應策略的普及性和靈活性。
12、同時，在追求綜合能源系統(tǒng)內部能源使用靈活性與效率的同時，現(xiàn)有技術缺乏對全階段碳排放管理的系統(tǒng)性考慮，難以有效支持綠色低碳發(fā)展目標。
技術實現(xiàn)思路
1、為解決
技術介紹
中存在的問題，本專利技術提供考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，系統(tǒng)包括：
2、能源供應網(wǎng)絡，包括供電網(wǎng)絡和供熱網(wǎng)絡，供電網(wǎng)絡為配電網(wǎng)，與輸電網(wǎng)相連實現(xiàn)外購電能；供熱網(wǎng)絡包括供水管網(wǎng)和回水管網(wǎng)，通過換熱站分別在熱源和用戶處實現(xiàn)熱力交換；
3、能源生產(chǎn)設備，包括同時產(chǎn)生電能和熱能的熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp；用于提供電能分布式燃氣機組；提供可再生能源電能的分布式光伏；用于熱能生產(chǎn)的燃氣鍋爐；
4、儲能設備，包括用于存儲電能，以平衡供需關系的蓄電池；用于存儲熱能的蓄熱罐；用于捕集系統(tǒng)內部產(chǎn)生的二氧化碳，并通過封存方式減少碳排放的碳捕集封存設備(carbon?capture,utilization?and?storage，ccus)；
5、用戶側設備，包括作為獨立實體，負責從能源市場購買能源并提供給下游負荷，滿足用戶側的能源需求的負荷聚合商；以及將電能轉換為熱能的電轉熱設備；
6、控制系統(tǒng)，通過靈活控制能源生產(chǎn)、轉換和存儲設備，根據(jù)供應情況調整電能需求和熱能需求；
7、碳排放管理系統(tǒng)，用于核算和評估碳排放情況，識別高碳排放環(huán)節(jié)并處理；
8、調控方法包括：
9、s1、用戶側主觀能動性與多能互補特性分析：
10、收集并識別用戶可以根據(jù)自身需求和能源價格因素調整能源使用習慣，分析用戶側的多能互補特性，即用戶可以通過電能、熱能形式來滿足其能源需求，并利用能源轉換設備實現(xiàn)不同能源形式之間的轉換；
11、s2、建立典型聚合商需求響應模型：
12、根據(jù)用戶側負荷的不同特性，建立兩種典型聚合商需求響應模型：
13、第一類為沒有部署分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp能源生產(chǎn)單元的負荷，通過負荷聚合商進行聚合管理和統(tǒng)一優(yōu)化；
14、第二類為部署了分布式熱電聯(lián)產(chǎn)機組chp生產(chǎn)能源設備的負荷，這些負荷能夠自主生產(chǎn)電能和熱能；
15、s3、構建綜合需求響應調控方法：
16、基于兩種典型負荷場景，構建綜合需求響應調控方法，通過靈活控制能源生產(chǎn)、轉換和存儲設備，根據(jù)供應情況調整其能源需求；引入三種綜合需求響應調控策略：按需調整能源分配比策略、能源轉換替代策略和能本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于，系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟S2的具體過程包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟S3的具體過程包括，
4.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：所述步驟S4的具體過程包括：
5.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟S5的具體過程包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟S51的具體過程包括：
7.根據(jù)權利要求5所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟S52的具體過程包括：
8.根據(jù)權利要求5所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟S53的具體過程包括：
9.根據(jù)權利要求5所述的考慮用戶靈活需求的
...【技術特征摘要】
1.考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于，系統(tǒng)包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟s2的具體過程包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟s3的具體過程包括，
4.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：所述步驟s4的具體過程包括：
5.根據(jù)權利要求1所述的考慮用戶靈活需求的電碳協(xié)同綜合能源系統(tǒng)調控方法，其特征在于：步驟s5的具體過程包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：蘆澤陽，李軍寧，趙文超，
申請(專利權)人：青島乾程科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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