关键词： 综合能源系统   风光联合出力   氢转氨   氢氨燃料   低碳化发展  

摘要： 针对综合能源系统中可再生能源消纳难题与低碳化发展需求,提出一种考虑燃气机组掺氢与燃煤机组掺氨联合运行的优化调度方法。首先,充分考虑风电与光伏出力的不确定性及其相关性,采用基于FrankCopula函数的风光联合出力建模方法,通过边缘分布拟合、蒙特卡洛采样与K-means聚类等步骤生成典型风光联合出力场景,用于提升调度模型的鲁棒性;同时,构建电制氢与氢转氨的能量转化模型,实现可再生能源向氢、氨能源的高效转化;其次,针对传统化石能源机组的低碳改造需求,建立燃气机组掺氢燃烧和燃煤机组掺氨燃烧的精细化运行模型,优化氢氨燃料在发电环节的协同利用方式;然后,结合阶梯型碳交易机制,以系统总运行成本最小为目标构建优化调度模型,并采用CPLEX求解器进行求解;最后,设置不同场景并进行对比分析。结果表明,在氢能利用基础上进一步考虑氢转氨,减少了系统的弃风弃光现象;掺氢燃气机组与掺氨燃煤机组联合运行使系统总运行成本和碳排放量均得到减少。该研究可为综合能源系统的低碳化发展提供参考。

关键词： 灵活性资源   综合能源系统   优化配置   氢能   不确定性  

摘要： “双碳”战略背景下,可再生能源渗透比例不断提升,灵活性资源缺乏问题日益严重.为构建安全、高效、低碳的清洁能源系统以应对这一挑战,提出一种考虑多灵活性资源联合运行的综合能源系统优化配置方法.首先,对电转气设备的两阶段运行进行精细化建模,引入掺氢燃气轮机和电转气设备协同运行,以充分利用H 2的低碳特性.同时,通过碳捕集设备向电转气设备提供碳原料,实现了CO_(2)的循环利用,从而构建了以氢能为核心的灵活性资源联合运行框架.然后,针对可再生能源出力不确定性问题,通过Elbow法确定了最优聚类数目,并利用K-means聚类算法得到风速的典型场景.在此基础上,以投资成本、运维成本、置换成本、环境惩罚和弃风惩罚成本之和最小为目标,综合考虑设备约束、能量平衡约束及灵活性约束,建立优化配置模型.为解决模型的非线性问题,采用大M法将其线性化处理并完成模型求解.最后,基于中国西南某地区实测数据进行算例验证,结果表明:所提方法使综合能源系统的总成本降低了10.22%、新能源渗透率提高了6.01%、环境惩罚成本降低了2.65%,有效提升了系统的经济性和新能源消纳量,同时显著降低了系统碳排放水平.

关键词： 光伏发电   储能系统   光储联合运行   能量管理   性能优化  

摘要： 随着新能源发电规模不断拓展,作为提升新能源并网稳定性和运行效率的关键方式,采用光伏与储能系统联合运行,本文围绕新能源光储联合运行相关工程应用实施研究,研究光伏发电系统跟储能系统的协同控制策略,剖析关键运行性能指标的优化举措。核心从系统集成、能量管理、控制策略及安全稳定运行等角度出发,给出优化光储系统运行效率及并网质量的工程解决策略,依靠对不同工况中光储联合运行特性实施技术分析,判定优化措施的有效性高低,为新能源并网应用供给技术支撑与工程借鉴。

关键词： 碳捕集电厂   卡琳娜循环   条件风险价值   源荷灵活需求响应   综合能源系统  

摘要： 为促进源荷协调优化、新能源消纳以及降低碳排放量,提出一种计及碳捕集电厂-电转气联合运行和源荷灵活响应的综合能源系统优化运行策略。首先,引入储液罐对碳捕集电厂进行灵活改造,构建含电转气和碳捕集电厂联合运行的灵活优化模型。其次,在热电联产中引入卡琳娜循环和电锅炉以解耦其固定热电比,并在荷侧引入需求侧响应,与源侧协调优化,提出源荷灵活响应模型。最后,采用条件风险价值理论描述综合能源系统的运行风险,分别建立常规调度模型和考虑条件风险价值的调度模型。算例结果表明,所提出的模型可以有效促进新能源消纳,降低碳排放量,兼顾了系统的低碳性、经济性以及不确定性。

关键词： 综合能源系统   电转气   碳捕集、利用与封存   掺氢燃气设备   奖惩碳交易  

摘要： 针对综合能源系统的碳排放高和氢能的低碳潜力未充分挖掘等问题，引入电转气（Power to Gas， P2G），碳捕集、利用与封存（Carbon Capture， Utilization and Storage， CCUS）和掺氢燃气设备（Hydrogen-doped Gas Equipment， HDGE）等灵活性设备，并建立一种考虑奖惩碳交易的含P2G-CCUS-HDGE联合运行的综合能源系统优化调度模型。首先，构建P2G-CCUS-HDGE联合运行模型，并考虑动态掺氢比运行模式。其次，引入奖惩阶梯式碳交易机制以约束碳排放。再者，以总运行成本最低为目标，计及相关约束，建立优化调度模型并调用GUROBI进行求解。最后，通过设置多场景对比验证所建调度模型在降低总成本、减少碳排放和改善新能源消纳等方面的优势。同时，探究了不同掺氢比和碳交易参数对系统经济性和低碳性的影响，从而为系统的低碳经济调度提供参考。

关键词： 综合能源系统   富氧燃烧   低碳优化   碳交易   电转气  

摘要： 富氧燃烧技术和天然气混氢技术在降低系统碳排放以及促进新能源消纳方面具有良好的工程应用前景。针对含高比例可再生能源的综合能源系统燃烧后捕集模式效率低下,以及电转气过程中所产生的氧气和反应热未被充分利用等问题,将电转气过程中不同阶段的产物供给富氧燃烧电厂和燃气机组,建立富氧燃烧电厂与掺氢燃气设备联合运行的综合能源系统。在引入奖惩式阶梯碳交易机制的基础上,建立以碳交易成本、购气成本、煤耗成本等综合成本最低为目标的综合能源系统低碳经济调度模型。算例仿真分析表明,所建模型能够有效降低运行成本和系统碳排放量。该研究可为综合能源系统的发展提供参考。

关键词： 多能源联合运行   差异性   参与市场   定位分析   改进措施  

摘要： 多能源联合参与市场运行是我国电力市场体制深度改革的发展方向。随着风电、光伏等新能源在市场中的交易逐年增加,火电、水电和储能等其他能源类型也根据自身的运行特性,逐步适应并融入市场机制。然而,由于多能源联合参与市场运行时表现出较强的差异性和异质性,需要深入考虑多类型能源间的协同运行效果,以便为政府出台相关政策提供坚实的技术支撑。在此背景下,该文首先梳理了我国电力市场建设相关政策法规;其次,详细分析了多类型能源参与市场的现状;然后,明确了火电、水电、新能源等不同能源在市场中的定位;最后,结合上述分析,从多维度提出了改进多类型能源参与市场的措施,有助于进一步完善多类型能源参与市场的机制设计,促进我国加速实现“双碳”目标,推动能源绿色转型。

关键词： 综合能源系统   综合灵活运行方式   多时间尺度   综合需求响应   碳捕集电厂   联合运行   电转气   优化调度  

摘要： 对源侧进行低碳化改造、荷侧辅以综合需求响应策略有利于“双碳”目标的实现。为此,提出一种多时间尺度下计及综合需求响应和碳捕集-电转气联合运行的综合能源系统低碳优化调度策略。源侧在碳捕集电厂中引入储液罐,形成碳捕集电厂的综合灵活运行方式,并构建计及碳捕集电厂和电转气设备的新型联合运行模型;在荷侧分析需求侧资源在不同时间尺度下的响应特性,建立不同时间尺度下的价格型、激励型需求响应模型,通过源荷协调配合提升系统的低碳性能;提出源荷互补的综合能源系统多时间尺度低碳调度策略,构建含综合需求响应的日前-日内-实时调度模型。算例结果表明,所提模型能够充分利用源荷资源参与调节,实现系统低碳、经济、稳定运行。

关键词： 综合能源系统   优化调度   碳捕集系统   P2G设备   阶梯型激励需求响应  

摘要： 近年来,全球环境问题日益严重,传统化石能源由于其不可再生性和污染性逐渐不再适合低碳可持续发展的大环境,对传统能源系统进行改革势在必行。综合能源系统耦合电、热、气等能源,利用各种耦合设备实现不同能量间的相互转化,提高能源利用率的同时降低了系统碳排放。本文针对含碳捕集系统(CCS)和电转气设备(P2G)的电-热-气综合能源系统优化调度问题展开研究,从源荷侧分析综合能源系统低碳调度措施。 首先从能源供给侧入手,构建综合能源系统基本架构,介绍系统中各耦合设备的运行原理并建模,分析热电联产机组和碳捕集设备特性,建立联合热电联产机组和碳捕集设备的碳捕集电厂,研究碳捕集电厂的架构与能量流向,分析烟气分流和储液罐对碳捕集电厂的影响,建立灵活运行方式的碳捕集电厂模型。 其次,从系统机制和中间转化设备入手,介绍碳交易机制并建立阶梯碳交易模型,耦合灵活运行方式的碳捕集电厂和P2G设备,建立CCS-P2G联合运行数学模型,利用储液罐时移特性解决碳捕集电厂和P2G设备运行时间不同步问题,建立考虑CCS-P2G联合运行的综合能源系统优化调度模型。算例表明灵活运行方式CCS-P2G联合运行模型能够在提高系统经济效益的同时降低系统碳排放,提高对风电、光电的消纳水平。 最后,引入需求响应机制,充分挖掘负荷侧潜力。改进传统激励需求响应机制,建立阶梯型激励需求响应模型,引入评价指标,在此基础上建立考虑CCS-P2G联合运行和阶梯型激励需求响应的综合能源系统优化调度模型,算例表明阶梯型激励需求响应模型能够进一步提高综合能源系统的经济性,降低系统碳排放量。