考虑用户侧分时碳计量与需求响应的综合能源系统低碳优化调度

作     者：张佳林 

作者单位：东北电力大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨玉龙

授予年度：2024年

学科分类：080702[工学-热能工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：综合能源系统 分时碳计量 甲烷化反应热 绿证交易 综合需求响应 

摘      要：本文深入研究了“电-气-热-冷-储综合能源系统的优化策略,通过高效的能源管理和先进技术的应用,实现能源利用最优化与碳排放量最小化。本研究通过构建一个涵盖多种能源设备的复杂模型,详细分析了各种能源之间和存储技术之间的互联互通性以及如何利用调度策略和市场机制来优化系统的整体性能。 在模型构建阶段,本文综合考虑了光伏机组、风电机组、热电联产机组、燃气锅炉、电转气装置、电制冷机、吸收式制冷机、蓄电池和储热罐等多种能源设备。通过对这些设备的综合调度和管理,形成了一个能够高效利用可再生能源和传统能源的综合能源系统。文章强调了通过设备间的协同作用,可以在满足用户能源需求的同时,显著提高系统的能效和经济性。 本文提出了分时碳计量机制,通过引入不同时间段的购买电力和热能碳排放因子,鼓励用户形成低碳排放量的用能习惯,从而减少整个系统碳排放。通过算例分析,该机制可以有效减少系统的碳排放量和运行成本。此外,文章还探讨了电转气在促进系统低碳运行方面的潜力,特别是通过甲烷化反应余热的回收,进一步增强了系统的能源效率。分析表明,引入分时碳计量机制和电转气技术,不仅可以减少系统的碳排放量,还可以降低9%的运行成本。 为了深入研究绿证交易和综合需求响应对系统优化调度的积极影响,本文建立了一个含电-热-冷负荷的综合需求响应模型,以系统的总运营成本最小为目标。通过电力、冷能和热能负荷的可调节特性,以及能源转换装置的应用,实现了负荷之间的有效耦合和互补。算例分析验证了绿证交易和综合需求响应策略不仅能降低系统运营成本,还能促进风光的消纳量,从而提升系统的经济效益和低碳性能。 本文的研究为综合能源系统的低碳优化提供了有效策略和解决方案,通过综合能源管理和技术创新,可以有效降低系统的运营成本,提高能源供应的可靠性,同时减少环境影响。这些成果对于促进可持续能源发展和实现低碳经济转型具有重要的理论和实践意义。