一种固碳系统优化方法、装置、设备及介质与流程

本发明属于清洁能源，具体涉及一种固碳系统优化方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、近年来，二氧化碳排放量逐年增加，给全球环境带来了很大的负面影响，因此，co2减排或进一步资源化利用迫在眉睫。而实现清洁能源与co2转化技术已成为实现“双碳”战略目标的有效方法。清洁能源制绿氢与工业捕捉的co2合成甲醇，既能实现co2资源化有效利用，又能清洁无污染的获得甲醇。

2、随着清洁能源的快速发展，亟须解决高比例消纳、稳定可靠供给等关键性技术难题。要解决清洁能源消纳的问题，必须在保证电网安全平稳运行的情况下，优先考虑清洁能源的消纳和存储。氢储能在能源结构转型中起到巨大作用，其热值在相同条件下是传统化石能源的3～4倍，氢储能具有极大的应用潜力。而制甲醇工艺中不仅可实现比氢储能更具优势的方法，还能实现co2接近零排放甚至负排放，可以进一步促进工业和运输企业实现净碳中和目标。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固碳系统优化方法、装置、设备及介质，以解决现有固碳系统供电不稳定，易波动，成本高的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

3、第一方面，本发明提供一种固碳系统优化方法，包括以下步骤：

4、获取固碳系统中供电设备的运行数据、固碳设备的运行数据和储能设备的运行数据；

5、根据供电设备的运行数据、固碳设备的运行数据和储能设备的运行数据建立设备模型；

6、根据设备模型以成本最低为目标建立目标函数；

7、求解目标函数得到优化方案，并根据优化方案控制供电设备、固碳设备和储能设备工作。

8、本发明的进一步改进在于：所述供电设备用于给固碳系统供电，所述固碳设备用于固定二氧化碳生成含碳燃料，所述储能设备用于存储供电设备产生多余的电力。

9、本发明的进一步改进在于：所述设备模型包括光伏发电模型、风力发电模型、燃料合成模型、蓄电池模型、电解槽模型和储氢罐模型。

10、本发明的进一步改进在于：所述风力发电模型建立时包括以下步骤：

11、根据风力发电设备在预设时间段内出力的上下限确定出力预测区间

12、根据出力预测区间采用保守度可调节的盒式集合建立风力发电模型。

13、本发明的进一步改进在于：所述电解槽模型满足负荷率约束，所述燃料合成模型满足产量约束，所述储氢罐模型满足充放电约束，所述蓄电池模型满足充放电约束。

14、本发明的进一步改进在于：所述目标函数满足设备容量约束、功率平衡约束、氢含量平衡约束和弃风/弃光量约束。

15、本发明的进一步改进在于：求解目标函数时，采用matlab环境下的yalmip工具箱，通过调用求解器gurobi进行求解。

16、第二方面，本发明提供一种固碳系统优化装置，包括：

17、数据获取模块：用于获取固碳系统中供电设备的运行数据、固碳设备的运行数据和储能设备的运行数据；

18、建模模块：用于根据供电设备的运行数据、固碳设备的运行数据和储能设备的运行数据建立设备模型；

19、目标函数建立模块：用于根据设备模型以成本最低为目标建立目标函数；

20、优化模块：用于求解目标函数得到优化方案，并根据优化方案控制供电设备、固碳设备和储能设备工作。

21、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种固碳系统优化方法。

22、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一种固碳系统优化方法。

23、与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：

24、1、本发明通过固碳系统中各类设备的运行数据建立设备模型，以最低成本为目标建立目标函数，生成优化方案，从而有效降低固碳成本。

25、2、本发明通过清洁能源进行供电，并设置蓄电池进行调峰，避免了固碳系统供电不稳定，易发生波动的结束问题。

26、3、本发明通过电解槽进行电解氢，电解槽通过风电和光电进行功能可有效解决电网削峰填谷和弃风、弃光等问题。

技术特征：

1.一种固碳系统优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种固碳系统优化方法，其特征在于，所述供电设备用于给固碳系统供电，所述固碳设备用于固定二氧化碳生成含碳燃料，所述储能设备用于存储供电设备产生多余的电力。

3.根据权利要求1所述的一种固碳系统优化方法，其特征在于，所述设备模型包括光伏发电模型、风力发电模型、燃料合成模型、蓄电池模型、电解槽模型和储氢罐模型。

4.根据权利要求3所述的一种固碳系统优化方法，其特征在于，所述风力发电模型建立时包括以下步骤：

5.根据权利要求3所述的一种固碳系统优化方法，其特征在于，所述电解槽模型满足负荷率约束，所述燃料合成模型满足产量约束，所述储氢罐模型满足充放气约束，所述蓄电池模型满足充放电约束。

6.根据权利要求1所述的一种固碳系统优化方法，其特征在于，所述目标函数满足设备容量约束、功率平衡约束、氢含量平衡约束和弃风/弃光量约束。

7.根据权利要求1所述的一种固碳系统优化方法，其特征在于，求解目标函数时，采用matlab环境下的yalmip工具箱，通过调用求解器gurobi进行求解。

8.一种固碳系统优化装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现权利要求1～7中任一项所述的一种固碳系统优化方法。

10.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7中任一项所述的一种固碳系统优化方法。

技术总结
本发明属于清洁能源技术领域，具体公开了一种固碳系统优化方法、装置、设备及介质。获取固碳系统中供电设备的运行数据、固碳设备的运行数据和储能设备的运行数据；根据供电设备的运行数据、固碳设备的运行数据和储能设备的运行数据建立设备模型；根据设备模型以成本最低为目标建立目标函数；求解目标函数得到优化方案，并根据优化方案控制供电设备、固碳设备和储能设备工作。本发明通过固碳系统中各类设备的运行数据建立设备模型，以最低成本为目标建立目标函数，生成优化方案，从而有效降低固碳成本。

技术研发人员：许英强,黄玲,赵锴,任杰,郑静媛,于克飞,陈丹,夏楠,张文俊,王希,张维,胡一平,王珍妮,陈希,王蒙,关天一,刘萌森,陈同凡
受保护的技术使用者：国网北京市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13