(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210851775.4 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 国网甘肃省电力公司电力科 学研究 院 地址 730070 甘肃省兰州市安宁区万 新北 路249号 申请人 国网甘肃省电力公司 (72)发明人 马喜平　梁琛　李亚昕　郑伟　 董晓阳　马彦宏　杨军亭　常鸿　 韩旭杉　徐瑞　 (74)专利代理 机构 西安弘理专利事务所 61214 专利代理师 赵燕秋 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/28(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/06(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 计及多类型低碳因素与需求响应的能效提 升调度方法 (57)摘要 本发明公开了计及多类型低碳因素与需求 响应的能效提升调度方法， 以购能成本、 碳排放 成本、 设备运维成本及弃风惩罚成本最小的低碳 经济运行目标， 通过引入各类低碳手段以及利用 储能和需求响应， 需求响应从荷侧进一步提升综 合能源系统的运行性能， 通过调整实时电价优化 机组出力， 同时计及电力和天然气 的可替代性， 实现负荷的削峰填谷， 充分消纳风电， 减少碳排 放， 降低系统的运行成本 。 权利要求书7页 说明书17页 附图3页 CN 115238987 A 2022.10.25 CN 115238987 A 1.计及多类型低碳因素与需求响应的能效提升调度方法， 其特征在于， 具体按照以下 步骤实施： 步骤1、 根据综合能源系统的实际情况建立综合能源系统优化调度模型， 包括热电联产 机组模型、 燃气锅炉模型、 碳捕集电厂模型以及电、 热、 气储能设备模型； 步骤2、 精细化电转气模型， 构建阶梯型碳交易机制模型， 将精细化后的电转气模型与 阶梯型碳交易机制模型、 碳捕集电厂模型耦合， 形成低碳联合 运行模式； 步骤3、 建立需求响应机制， 根据负荷在时间轴上可调整的方式， 以及用能种类的关系， 将需求响应分为 价格型需求响应和替代型需求响应； 步骤4、 将低 碳联合运行模式以及需求响应机制加入综合能源系统优化调度模型中， 以 综合能源系统总运行成本最低为优化 目标， 结合约束条件建立调度模型， 将综合能源系统 内部的电、 热、 气负荷与风机输入功率预测结果输入调度模型， 得到风电消纳率、 碳交易成 本、 实际碳 排放量、 总运行成本以及负荷波动量作为调度结果。 2.根据权利要求1所述计及多类型低碳因素与需求响应的能效提升调度方法， 其特征 在于， 步骤1具体过程 为： 1)建立热电联产机组出力数 学模型如下： 其中， PCHP,e(t)表示t时段热电联产机组输出的电功率； PCHP,g(t)表示t时段热电联产机 组输入的天然气功率； ηCHP表示热电联产机组的电转换效率； 分别表示热电联 产机组输入的天然气功率上下限； 分别表示热电联产机组输入的天然气爬坡 功率上下限； 热电联产机组通过余热锅炉的余热输出热能， 热电比ξCHP表示t时段热电联产机组输出 的热功率与电功率的比值， 即 其中， PCHP,h(t)表示t时段热电联产机组输出的热功率； 分别表示热电联产机 组的热电比上 下限； 2)建立燃气锅炉出力数 学模型如下： 其中， PGB,h(t)表示时段t内燃气锅炉输出的热功率； PGB,g(t)表示时段t内燃气锅炉输入权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 115238987 A 2的天然气功率； ηGB表示燃气锅炉的热转换效率； 分别表示热电联产机组输入的 天然气功率上 下限； 分别表示热电联产机组输入的天然气爬坡功率上 下限； 3)碳捕集电厂对传统火电厂进行低 碳化改造， 利用碳捕集与封存将化石燃料燃烧生成 气体中的CO2进行分离富集， 捕集到的CO2一部分被封存， 一部分供应给甲烷反应器， 其出力 数学模型如下： 其中， PPGU,e(t)表示时段t内火电机组出力， 分别表示火电机组出力上下 限； 分别表示火电机组爬坡出力上下限； 表示时段t内火电机组排 放的CO2量； a3、 b3、 c3表示火电供能碳排放系数， μCCS表示碳捕效率； 表示碳捕集系统 捕获的CO2量； λCCS表示碳捕集系统的单位捕集CO2消耗的电功率； 表示碳捕集系统 捕集CO2消耗的电功率； 表示经碳捕 集系统处理后供应给M R的CO2量； 表示经 碳捕集系统 处理后封存的CO2量； 由于电储能、 热储能与气储能设备模型近似， 因此对电、 热、 气储能统一建模， 统一建模 表示为： 其中， T表示调度周 期； 分别表示第n种储能装置时段t内的充放能功 率； 分别表示第n种储能装置的充放能功率上限； 均为二 进制变量， 表示充能， 表示放能， EES,n(t)表示第n种储能装置的容量； 分别表示第n种储能装置的容量上下限； 分别表示第n种储 能装置 的充放能效率。权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 115238987 A 3