本公開總體說來涉及化工領域，更具體地講，涉及一種煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的容量配置方法及裝置。

背景技術：

1、隨煤制甲醇作為重要的基礎化工原料，是煤化工減碳進程中重要的組成部分，因此需要對煤化工進行分析，實現(xiàn)煤化工減碳和綠色化。

2、煤化工制甲醇能夠穩(wěn)定生產(chǎn)甲醇，但生產(chǎn)過程中排放大量的二氧化碳，不符合當前全球減碳的發(fā)展趨勢，亟需尋找能夠實現(xiàn)煤化工減碳的工藝路線。

3、新能源制綠氫被認為是未來新能源消納和氫能綠色化發(fā)展的重要路徑。但在當前的技術水平下，綠氫生產(chǎn)經(jīng)濟性較差且連續(xù)生產(chǎn)可靠性不足，現(xiàn)階段新能源制綠氫進而生產(chǎn)綠色甲醇的路徑在技術經(jīng)濟性上仍需進一步改善。傳統(tǒng)的煤化工制甲醇方案具有生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，生產(chǎn)可靠性較高，但是碳排放量也較高。

4、綠氫路徑和煤化工制氫路徑有較好的互補性。然而，目前還鮮有關于如何同時綜合考慮經(jīng)濟性、可靠性和環(huán)保性，實現(xiàn)整體效益的研究?，F(xiàn)有的研究還處于認可新能源與煤化工有耦合實現(xiàn)的基礎的階段，還未充分利用全系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的調節(jié)能力提供綜合考慮可靠性、經(jīng)濟性和環(huán)保性的容量配置方案。

5、因此，亟需從全局角度出發(fā)，研究煤化工耦合新能源制甲醇的優(yōu)化配置方案，在滿足系統(tǒng)安全可靠運行的基礎上，提升項目的經(jīng)濟性和環(huán)保性。

技術實現(xiàn)思路

1、本公開的示例性實施例的目的之一在于優(yōu)化煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的容量配置。

2、根據(jù)本公開的第一方面，提供一種煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的容量配置方法，煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)包括用于制造甲醇的煤化工甲醇制備系統(tǒng)、新能源發(fā)電系統(tǒng)、利用煤化工甲醇制備系統(tǒng)的余熱進行發(fā)電的余熱發(fā)電系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)，容量配置方法包括：確定煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)制備的甲醇中的綠色甲醇產(chǎn)量；根據(jù)綠色甲醇產(chǎn)量以及煤化工甲醇制備系統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)，確定新能源發(fā)電系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)以及制氫系統(tǒng)的初步容量配置以及煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的運行控制策略；以運行控制策略使煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)模擬運行并且建立以模擬運行的煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的整體效益最高為目標函數(shù)的容量配置模型；以初步容量配置作為初始值對容量配置模型進行計算求解以獲得煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置。

3、可選地，以初步容量配置作為初始值對容量配置模型進行計算求解以獲得煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置的步驟可包括：利用模糊自適應算法以初步容量配置作為初始值對容量配置模型進行迭代求解以獲得煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置。

4、可選地，利用模糊自適應算法以初步容量配置作為初始值對容量配置模型進行迭代求解以獲得煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置的步驟可包括：對初始容量配置進行pi調節(jié)以獲得新能源發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置、余熱發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置以及制氫系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置，其中，在pi調節(jié)的過程中利用模糊數(shù)學算法對新能源發(fā)電系統(tǒng)的預測功率值與實際功率值之間的功率差值以及功率差值變化率進行計算以獲得最優(yōu)pi系數(shù)，并且根據(jù)最優(yōu)pi系數(shù)確定新能源發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置、余熱發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置以及制氫系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置。

5、可選地，新能源發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置可包括新能源發(fā)電系統(tǒng)的額定輸出功率，余熱發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置可包括余熱發(fā)電系統(tǒng)的最大輸出功率，制氫系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置包括制氫系統(tǒng)的最大功率。

6、可選地，根據(jù)綠色甲醇產(chǎn)量以及煤化工甲醇制備系統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)，確定新能源發(fā)電系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)以及制氫系統(tǒng)的初步容量配置的步驟可包括：基于煤化工甲醇制備系統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)確定余熱發(fā)電系統(tǒng)的初始容量配置；根據(jù)煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)所處位置的風資源以及煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的年度上網(wǎng)電量限制確定新能源發(fā)電系統(tǒng)的初始容量配置；基于余熱發(fā)電系統(tǒng)的初始容量配置以及新能源發(fā)電系統(tǒng)的初始容量配置確定制氫系統(tǒng)的初始容量配置。

7、可選地，確定煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)制備的甲醇中的綠色甲醇產(chǎn)量的步驟可包括：根據(jù)甲醇需求以及歷史甲醇銷售曲線確定甲醇產(chǎn)量；根據(jù)預先確定的碳排放要求確定綠色甲醇的占比；基于甲醇產(chǎn)量以及綠色甲醇的占比確定綠色甲醇產(chǎn)量。

8、可選地，目標函數(shù)以余熱發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率、新能源發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率以及預先確定的下網(wǎng)功率上限值的三者之和大于制氫系統(tǒng)以及煤化工甲醇制備系統(tǒng)兩者的功率需求為約束條件。

9、可選地，煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)可為在網(wǎng)型煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)。

10、可選地，運行控制策略可包括：響應于新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率大于制氫系統(tǒng)在其初始容量配置下的功率上限值，控制制氫系統(tǒng)以功率上限運行；響應于新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率小于或等于制氫系統(tǒng)在其初始容量配置下的功率上限值且新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率大于或等于制氫系統(tǒng)在其初始容量配置下的功率下限值，控制制氫系統(tǒng)以新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率運行。

11、可選地，運行控制策略還可包括：響應于新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率大于制氫系統(tǒng)在其初始容量配置下的功率上限值且新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率與制氫系統(tǒng)在其初始容量配置下的功率上限值之間的功率差值大于煤化工甲醇制備系統(tǒng)的功率上限值，控制煤化工甲醇制備系統(tǒng)以功率上限值運行；響應于新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率大于制氫系統(tǒng)在其初始容量配置下的功率上限值、新能源發(fā)電系統(tǒng)在其初始容量配置下的發(fā)電功率與制氫系統(tǒng)在其初始容量配置下的功率上限值之間的功率差值小于或等于煤化工甲醇制備系統(tǒng)的功率上限值且大于或等于煤化工甲醇制備系統(tǒng)的功率下限值，控制煤化工甲醇制備系統(tǒng)以功率差值運行。

12、根據(jù)本公開的第二方面，提供一種煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的容量配置裝置，煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)包括用于制造甲醇的煤化工甲醇制備系統(tǒng)、新能源發(fā)電系統(tǒng)、利用煤化工甲醇制備系統(tǒng)的余熱進行發(fā)電的余熱發(fā)電系統(tǒng)、制氫系統(tǒng)，容量配置裝置包括：第一確定單元，確定煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)制備的甲醇中的綠色甲醇產(chǎn)量；第二確定單元，根據(jù)綠色甲醇產(chǎn)量以及煤化工甲醇制備系統(tǒng)的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)，確定新能源發(fā)電系統(tǒng)、余熱發(fā)電系統(tǒng)以及制氫系統(tǒng)的初步容量配置以及煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的運行控制策略；建模單元，以運行控制策略使煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)模擬運行并且建立以模擬運行的煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的整體效益最高為目標函數(shù)的容量配置模型；求解單元，以初步容量配置作為初始值對容量配置模型進行計算求解以獲得煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置。

13、可選地，求解單元可被配置為：對初始容量配置進行pi調節(jié)以獲得新能源發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置、余熱發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置以及制氫系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置，其中，在pi調節(jié)的過程中利用模糊數(shù)學算法對新能源發(fā)電系統(tǒng)的預測功率值與實際功率值之間的功率差值以及功率差值變化率進行計算以獲得最優(yōu)pi系數(shù)，并且根據(jù)最優(yōu)pi系數(shù)確定新能源發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置、余熱發(fā)電系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置以及制氫系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置。

14、根據(jù)本公開的第三方面，提供一種計算機可讀存儲介質，計算機可讀存儲介質存儲有程序或指令，當程序或指令由處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的容量配置方法。

15、根據(jù)本公開的第四方面，提供一種煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)，煤化工耦合新能源制甲醇系統(tǒng)的建設容量通過上述容量配置方法進行確定。