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申请/专利权人：国网上海市电力公司;上海交通大学

摘要：本发明公开了一种风‑碳捕集‑电转气联合的发电系统中长期机组组合运行方法，通过调节风电为碳捕集和电转气提供的能耗功率消纳风电，并协调抽水蓄能站抑制风电波动影响，实现中长期尺度的风电全消纳。本发明结合碳排放流理论，对系统中的高碳势区域设置碳捕集和电转气设备，降低高碳势区域的节点碳势，减少系统的碳排放。

主权项：1.一种风-碳捕集-电转气联合的发电系统中长期机组组合运行方法，其特征在于，包括：基于碳捕集和电转气技术特性分析，构建风-碳捕集-电转气联合特性；引入碳交易机制，以综合成本最小为目标，建立含有风、水、抽蓄、碳捕集和电转气的中长期机组组合模型，确定电力系统碳排放在电力网络中的分布，量化系统中各节点和或各支路的碳排放，节点碳势向量EN为：EN＝[eN1eN2...eNN]T式中，eNi为第i个节点的碳势；i＝1,2,…,N；节点碳势向量通过如下公式进行计算： 式中，PN为节点有功通量矩阵，PB为支路潮流分布矩阵，PG为机组注入分布矩阵，EG为机组碳排放强度向量；得到节点碳势向量后可进而计算碳流率分布矩阵RB：RB＝PNdiagΕN式中，RB为碳流率分布矩阵，风-碳捕集-电转气联合特性具体通过如下公式进行构建：PO,t+PWc,t＝ωED,tPp2g,t+PWp2g,t＝λcηp2gEB,tPWn,t+PWc,t+PWp2g,t＝PW,t式中，PO,t为碳捕集运行能耗，PWc,t为风电提供的碳捕集功率，ω为处理单位质量二氧化碳的运行功耗，PWp2g,t为风电提供的电转气能耗，Pp2g,t为电转气功耗负荷，λc为转换单位质量二氧化碳的功耗，ηp2g为电转气效率，ED,t为碳捕集设备处理的二氧化碳量，EB,t为碳捕集捕获的二氧化碳量，PWn,t为风电上网功率，PW,t为风电预测功率，模型以综合成本最低为目标函数Obj，该目标函数包括各个机组的运行成本及启动成本、碳交易成本、碳处理成本和运维成本；最低综合成本具体通过如下公式进行计算：Obj＝minF1+F2+F3+F4+F5+F6 EF,i,t＝λPGN,i,tEo,i,t＝λpgPG,i,t 式中，F1为碳处理成本函数，F2为碳交易成本函数，F3为火电机组的成本函数，F4为抽水蓄能站成本函数，F5为水电机组的启动成本函数，F6成本函数为风电和水电的运维成本，T为调度时段，cpc为碳捕集运行成本系数，Ppc,i,t为碳捕集功率，cp2g为电转气运行成本系数，Pp2g,i,t为电转气功率，gm为天然气价格，VCH4,i,t为t时段生产的天然气量，EF,i,t为火电机组在t时段的碳排放分配额，λ为单位电量碳排放权额，PGN,i,t为火电机组的净出力，Eo,i,t为火电机组在t时段的碳排放量，λpg为火电机组单位出力的碳排放强度，PG,i,t为火电机组的总出力，NG为火电机组数量，c为碳交易价格，Eq,i,t为t时段的机组碳分配额度,fG,i,t为火电机组的燃料成本变量，chot,i为热启动成本系数，shot,i,t为热启动状态变量，ccold,i为冷启动成本系数，scold,i,t为冷启动状态变量，NX为抽水蓄能站的数量，ccx,j为抽水蓄能机组启动成本系数，ucx,j,t为抽水蓄能机组启动状态变量，cpp,j为抽水成本系数，spp,j,t为抽水状态变量，NH为水电机组的数量，cH,k为水电机组启动成本系数，sHst,k,t为水电机组启动状态变量，NW为风电机组的数量，cW为风电的运维成本系数，PW,h,t为风电机组的预测出力，ch为水电的运维成本系数,PH,k,t为水电机组出力。

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