一种电-气耦合综合能源系统规划辅助方法

一、技术领域

电力系统规划领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202211070411.9

发明人：沈欣炜、轩昂、郭庆来、孙宏斌

2.专利说明书摘要

本发明公开了一种电-气耦合综合能源系统规划辅助方法，包括以下步骤：基于电-气耦合综合能源系统条件构建改造模型的目标函数；构建约束条件；在约束条件下对所述目标函数求解；利用求解结果实施规划方案；所述目标函数的约束包括气网模型约束、电网模型约束、碳捕集电厂改造模型约束、电转气装置（PtG）定址定容模型约束。本发明提出的规划方法将传统火力发电厂改造为碳捕集发电厂，碳捕集发电厂通过PtG耦合到天然气系统，基于电-气耦合综合能源系统条件构建改造模型的目标函数，并通过气网模型、电网模型、碳捕集电厂改造模型及PtG定址定容模型的约束对目标函数求解，实现了对碳捕集发电厂的规划，从而减少了碳排放并增加了碳收益。

3.创新点

（1）本发明的目的在于提出一种电-气耦合综合能源系统规划设计方法，能够指导传统火力发电厂向碳捕集发电厂改造，适用于跨区域多能互补电气耦合园区的规划设计；

（2）本发明可为电力公司、天然气公司及第三方投资机构的决策提供参考， 对加快建设新型电力系统、助力国家“双碳”目标实现具有重要借鉴意义。

4.痛点问题

（1）单个电力系统及天然气系统能源利用效率不高；

（2）未改造电力系统及天然气系统二氧化碳排放量高。

5.技术优势

尚未有类似发明的技术与产品。

三、产业化信息

1.应用场景

本发明涉及一种电-气耦合综合能源系统规划设计方法，能够指导传统火力发电厂向碳捕集发电厂改造，适用于我国多能互补电气耦合园区的规划设计，属于电力系统规划领域。

2.商业价值

本专利针对零碳目标的实现提出了电-气耦合综合能源系统的规划模型，将传统火力发电厂改造为碳捕集发电厂，碳捕集发电厂通过电转气装置（PtG）耦合到天然气系统。

（1）规划模型考虑了PtG设施的投资和选址成本，传统火力发电厂/碳捕集发电厂/发电机组/气源/PtG设施的运营成本，以及碳排放的碳罚金和碳捕集发电厂碳交易的碳收益；

（2）随着碳排放监管政策的变化，碳价、碳税的不确定性也在规划模型中进行了分析；

（3）算例通过经济和碳指标相互验证，证明了所提出的模型在电-气耦合综合能源系统减少碳排放和增加碳收益的有效性；

（4）算例表明，当碳价高于40美元/吨时，该专利所提模型具有经济上的更优性。

3.发展规划

（1）该技术能够指导传统火力发电厂向碳捕集发电厂改造，适用于跨区域多能互补电气耦合园区的规划设计；

（2）本发明可为电力公司、天然气公司及第三方投资机构的决策提供参考， 对加快建设新型电力系统、助力国家“双碳”目标实现具有重要借鉴意义。

4.合作方式

面议

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联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn