(19)中华 人民共和国 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 202111102790.0 (22)申请日 2021.09.2 2 (71)申请人 东南大学 地址 211102 江苏省南京市江宁区东 南大 学路2号 (72)发明人 吴啸　陈显浩　翟晓龙　方一之　 许晟　 (74)专利代理 机构 北京德崇智捷知识产权代理 有限公司 1 1467 代理人 黄雪 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01)G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种风光火储耦合碳捕集利用系统的随机 优化调度方法 (57)摘要 本发明公开了一种风光火储耦合碳捕集利 用系统的随机优化调度方法， 包括： S10建立基于 机会约束规划的风光火储耦合碳捕集利用系统 的随机优化调度模型； S20基于S10建立的随机优 化调度模型， 利用拉丁超立方抽样和K ‑means聚 类方法对场景进行生成和缩减， 基于场景采样方 法将不确定性优化问题转化成确定的混合整数 线性规划问题， 再进行线性规划问题求解， 得到 风光火储耦合碳捕集利用系统中的各设备在每 个时刻的状态出力； S30根据S2 0获得的各设备在 每个时刻的状态出力， 对各设备工作进行控制。 该方法实现风光火储耦合碳捕集利用系统中各 能量转换设备的协同配合， 实现可再生能源的就 地消纳， 实现能源系统的低碳 排放。 权利要求书7页 说明书16页 附图4页 CN 113988367 A 2022.01.28 CN 113988367 A 1.一种风光火储耦合碳捕集利用系统的随机优化调度方法， 其特征在于： 所述方法包 括： S10基于以运行总成本最小为目标， 考虑风光出力和负荷的不确定性， 建立基于机会约 束规划的风 光火储耦合 碳捕集利用系统的随机优化调度模型； S20基于步骤S10建立的随机优化调度模型， 利用拉丁超立方抽样和K ‑means聚类方法 对场景进 行生成和缩减， 基于场景采样方法将不确定性优化问题转化成确定的混合整 数线 性规划问题， 再进行线性规划问题求解， 得到风光火储耦合碳捕集利用 系统中的各设备在 每个时刻的状态出力； S30根据步骤S20获得的各设备在每 个时刻的状态出力， 对各设备工作进行控制。 2.根据权利要求1所述的风光火储耦合碳捕集利用系统的随机优化调度方法， 其特征 在于： 所述步骤S10中， 所述风光火储耦合碳捕集利用系统模型， 包括风力发电模型、 光伏发 电模型、 生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组、 天然气联合循环热电 联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组、 电转热设备、 电池储能设备、 电解水制氢设备及电转 气设备。 3.根据权利要求1所述的一种考虑不确定性的风光火储耦合碳捕集利用系统 的随机优 化调度方法， 其特征在于： 所述步骤S10中， 运行总成本包括燃料成本、 设备维护成本、 碳排 放惩罚成本和功率 不平衡惩罚成本， 如式(1)所示： 式(1)中， Mope为运行总成本， 单位为元； Mfuel为燃料成本， 单位为元； Mmaintenance为设备维 护成本， 单位为元； 为碳排放惩罚成本， 单位为元； Mimbalance为功率不平衡惩罚成本， 单 位为元； 所述燃料成本满足式(2)： 式(2)中， 为生物质的价格系数， 单位为元/吨； 为生物质 与煤混燃热 电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时段所消耗的燃料量， 单位为kg/s； ε为生物质 与煤混燃热电联产耦合 化学吸收燃烧后碳捕集机组的掺烧率， 单位 为％； 为煤炭的 价格系数， 单位为元/吨； 为天然气的价格系数， 单位为元/吨； 为天然气联合 循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时段所消耗的燃料量， 单位为kg/s； 为t时刻化学反应生成的 甲烷流量， 单位为kg/s。 所述设备维护成本如式(3)所示：权　利　要　求　书 1/7 页 2 CN 113988367 A 2式(3)中， CM,cbcfbt为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的维修 费用， 单位为 元/MW； CM,bio为生物质与煤混燃热电联产耦合化 学吸收燃烧后碳捕集机组掺烧 生物质的额外维修费用， 单位为元/MW； ε为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后 碳捕集机组的掺烧率， 单位为％； 为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧 后碳捕集机组在t时刻的对外输出电功率， 单位为MW； σcbcfbt为生物质与煤混燃热电联产耦 合化学吸收燃烧后碳捕集机组的热电比， 单位为％； 为生物质与煤混燃热电联产 耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的的对外输出热功率， 单位为MW； 为生物质 与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组的碳捕集系统维修费用， 单位为元/吨； 为生物质与煤混燃热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t时刻的的二氧化 碳捕集量， 单位为kg/s； CM,ngcc为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组 的维修费用， 单位为元/MW； 为天然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕 集机组在t时刻的对外输出电功率， 单位为MW； σngcc为天然气 联合循环热电联产耦合化学吸 收燃烧后碳捕集机组的热电比， 单位为％； 为天然气联合循环热电联产耦 合化学吸 收燃烧后碳捕集机组在t时刻的的对外输出热功率， 单位为MW； 为天然气联合循环热 电联产耦合 化学吸收燃烧后碳捕集机组的碳捕集系统维修费用， 单位 为元/吨； 为天 然气联合循环热电联产耦合化学吸收燃烧后碳捕集机组在t 时刻的二氧化碳捕集量， 单位 为kg/s； CM,W为风力发电的维护费用， 单位为元/MW； PWind,t为风力发电机组在t时段发电功 率， 单位为MW； CM,P为光伏发电的维护费用， 单位为元/MW； PPV,t为光伏发电机组在t时段发电 功率， 单位为MW； CM,BESS为电池储能设备充放电出力的维护费用， 单位为元/MW； 为电池 储能设备在t时段的充电出力， 单位为MW； 为电池储能设备在t时段的放电出力， 单位 为MW； CM,EB为电转热设备出力单元的维护费用， 单位为元/MW； 为电转热设备在t时段的 输出热功率， 单位为MW； 为电解水制氢 的单位维护费用， 单位为元/吨； 为电解水 制氢设备在t时段H2的生产量， 单位为kg/s； 为电转气设备的单位维护费用， 单位为 元/吨； 为t时刻化学反应生成的 甲烷流量， 单位为kg/s； 所述碳排放惩罚成本满足式(4)所示： 权　利　要　求　书 2/7 页 3 CN 113988367 A 3