“双碳”目标背景下,为解决热电联产机组“以热定电”模式导致的大规模弃风问题,本文提出基于先进绝热压缩空气储能电站(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)和综合需求响应的综合能源系统(integrated energy sy...“双碳”目标背景下,为解决热电联产机组“以热定电”模式导致的大规模弃风问题,本文提出基于先进绝热压缩空气储能电站(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)和综合需求响应的综合能源系统(integrated energy system,IES)供暖期弃风消纳策略。首先,在“源-储”两侧建立热电联产机组与AA-CAES电站耦合运行模型,分析耦合运行实现热电解耦机理;其次,在“荷”侧引入价格型和替代型需求响应机制来探寻负荷侧优化系统调度潜力;然后,在IES中引入碳捕集系统和阶梯型碳交易机制来约束碳排放,并在碳排放量最少、综合成本最低为目标构建IES运行基础上,引入模糊机会规划约束模型来分析风、光不确定性对系统调度影响;最后,利用西北某地区实际数据进行算例验证。结果表明:热电机组与AA-CAES电站耦合运行相较于未耦合运行可提高风电消纳率84.55%、降低总成本11.42%、减少碳排放20.28%;综合需求响应机制的引入可进一步提高风电消纳率35.00%、降低总成本20.93%、减少碳排放24.43%;风光不确定性的上升会提高与外部电网的交互成本。展开更多
针对风电消纳和传统高压储氢方式存储成本较高等问题,提出了一种基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统经济运行模型,实现更为安全经济的储氢模式。首先,构建一体化综合能源系统(integrated energy system,IES)的结构模型,通过氢...针对风电消纳和传统高压储氢方式存储成本较高等问题,提出了一种基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统经济运行模型,实现更为安全经济的储氢模式。首先,构建一体化综合能源系统(integrated energy system,IES)的结构模型,通过氢转甲醇和甲醇重整制氢系统替代传统储氢模式,并与碳捕集设备配合实现碳资源循环利用。其次,综合考虑系统运行经济成本、环境成本,建立了基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统多目标经济运行模型;最后,通过算例对比了4种不同的经济运行方案,验证了所提模型的可行性。展开更多
能源电力系统的低碳转型是实现碳达峰碳中和目标的关键所在。为研判“双碳”目标下我国能源电力系统的未来发展趋势,该文构建了考虑绿电替代与绿氢替代的中长期能源电力发展估算模型,基于模型对2020—2060年我国能源电力发展场景进行测...能源电力系统的低碳转型是实现碳达峰碳中和目标的关键所在。为研判“双碳”目标下我国能源电力系统的未来发展趋势,该文构建了考虑绿电替代与绿氢替代的中长期能源电力发展估算模型,基于模型对2020—2060年我国能源电力发展场景进行测算,分析相关核心指标的演化趋势,并针对绿电绿氢与现有能源系统协同发展的多能互补综合能源发展模式提出方案设想。结果表明,以绿电为主、绿氢为辅对传统化石能源的“双替代”,作为实现“双碳”目标的关键措施,将在新型能源体系和新型电力系统建设中发挥决定性作用,分别针对源端能源生产基地和终端消费区域提出的综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)和综合能源产消单元(integrated energy production and consumption unit,IECU)设想,可为促进多类型资源协同优化和高效配置、支撑构建新型能源体系与新型电力系统提供方案参考。展开更多
针对区域综合能源系统(regional integrated e ner gy system,RIES)源荷主体互动少、碳排放强度高、风光消纳能力低以及整体运行效益差等问题,文中提出计及电-气-热价格需求响应的RIES经济低碳运行优化方法。利用电能、天然气、热能共...针对区域综合能源系统(regional integrated e ner gy system,RIES)源荷主体互动少、碳排放强度高、风光消纳能力低以及整体运行效益差等问题,文中提出计及电-气-热价格需求响应的RIES经济低碳运行优化方法。利用电能、天然气、热能共有的商品属性以及多元柔性负荷的可调度价值,建立电-气-热价格需求响应模型,有效增强了价格信号对负荷参与需求响应的激励效应;为充分挖掘系统的低碳潜力,引入阶梯型碳交易,完善实际碳排放模型;以系统运行成本最小为优化目标,研究不同运行方式对系统经济性和低碳性的影响。案例分析结果表明,所构建的运行优化模型采用价格需求响应和阶梯型碳交易协同优化方式,在实现负荷削峰填谷的同时可以兼顾系统运行的经济低碳性与风光消纳能力。展开更多
电制氢(power to hydrogen,P2H)和天然气混氢技术在促进可再生能源消纳、降低系统碳排放量方面具有良好的理论研究和工程应用前景。面向含高比例可再生能源的园区综合能源系统,提出一种计及天然气混氢及跨季节存储的P2H优化配置方法。...电制氢(power to hydrogen,P2H)和天然气混氢技术在促进可再生能源消纳、降低系统碳排放量方面具有良好的理论研究和工程应用前景。面向含高比例可再生能源的园区综合能源系统,提出一种计及天然气混氢及跨季节存储的P2H优化配置方法。首先梳理了含氢园区综合能源系统的运行框架和能量流动关系,建立园区内部能源生产、转换与存储设备的数学模型;然后以设备的年化投资成本、园区综合能源系统的年度运行成本和碳交易成本最优为目标,提出P2H优化配置模型;最后通过算例分析验证文中所提模型的有效性,并比较了电解槽投资成本、混氢体积分数上限以及经济性和低碳性成本权重系数变化对规划运行结果的影响。算例结果表明文中所提模型可有效提升可再生能源消纳能力,降低系统整体经济成本和碳排放量。展开更多
为促进风-光-电负荷功率不确定的综合能源系统(integrated energy system,IES)的风、光功率消纳,降低碳排放,首先考虑风、光波动性和弃风、弃光现象构建风、光功率不确定集,考虑电价波动性和负荷需求响应弹性系数,构建电负荷的价格型需...为促进风-光-电负荷功率不确定的综合能源系统(integrated energy system,IES)的风、光功率消纳,降低碳排放,首先考虑风、光波动性和弃风、弃光现象构建风、光功率不确定集,考虑电价波动性和负荷需求响应弹性系数,构建电负荷的价格型需求响应不确定集;其次,进一步提出排序截断分摊法,将风、光、电负荷功率不确定集转化为可线性求解的线性对应式;第三,建立热电联产机组-碳捕集系统联合运行系统,并推导系统整体模型,该整体模型只关注系统对外能量交互情况;第四,构建风、光、电负荷功率不确定的IES优化模型,并在多场景下分析其风、光功率消纳和碳排放。最后,利用算例证明了所提方法的有效性。展开更多
文摘“双碳”目标背景下,为解决热电联产机组“以热定电”模式导致的大规模弃风问题,本文提出基于先进绝热压缩空气储能电站(advanced adiabatic compressed air energy storage,AA-CAES)和综合需求响应的综合能源系统(integrated energy system,IES)供暖期弃风消纳策略。首先,在“源-储”两侧建立热电联产机组与AA-CAES电站耦合运行模型,分析耦合运行实现热电解耦机理;其次,在“荷”侧引入价格型和替代型需求响应机制来探寻负荷侧优化系统调度潜力;然后,在IES中引入碳捕集系统和阶梯型碳交易机制来约束碳排放,并在碳排放量最少、综合成本最低为目标构建IES运行基础上,引入模糊机会规划约束模型来分析风、光不确定性对系统调度影响;最后,利用西北某地区实际数据进行算例验证。结果表明:热电机组与AA-CAES电站耦合运行相较于未耦合运行可提高风电消纳率84.55%、降低总成本11.42%、减少碳排放20.28%;综合需求响应机制的引入可进一步提高风电消纳率35.00%、降低总成本20.93%、减少碳排放24.43%;风光不确定性的上升会提高与外部电网的交互成本。
文摘针对风电消纳和传统高压储氢方式存储成本较高等问题,提出了一种基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统经济运行模型,实现更为安全经济的储氢模式。首先,构建一体化综合能源系统(integrated energy system,IES)的结构模型,通过氢转甲醇和甲醇重整制氢系统替代传统储氢模式,并与碳捕集设备配合实现碳资源循环利用。其次,综合考虑系统运行经济成本、环境成本,建立了基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统多目标经济运行模型;最后,通过算例对比了4种不同的经济运行方案,验证了所提模型的可行性。
文摘能源电力系统的低碳转型是实现碳达峰碳中和目标的关键所在。为研判“双碳”目标下我国能源电力系统的未来发展趋势,该文构建了考虑绿电替代与绿氢替代的中长期能源电力发展估算模型,基于模型对2020—2060年我国能源电力发展场景进行测算,分析相关核心指标的演化趋势,并针对绿电绿氢与现有能源系统协同发展的多能互补综合能源发展模式提出方案设想。结果表明,以绿电为主、绿氢为辅对传统化石能源的“双替代”,作为实现“双碳”目标的关键措施,将在新型能源体系和新型电力系统建设中发挥决定性作用,分别针对源端能源生产基地和终端消费区域提出的综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)和综合能源产消单元(integrated energy production and consumption unit,IECU)设想,可为促进多类型资源协同优化和高效配置、支撑构建新型能源体系与新型电力系统提供方案参考。
文摘针对区域综合能源系统(regional integrated e ner gy system,RIES)源荷主体互动少、碳排放强度高、风光消纳能力低以及整体运行效益差等问题,文中提出计及电-气-热价格需求响应的RIES经济低碳运行优化方法。利用电能、天然气、热能共有的商品属性以及多元柔性负荷的可调度价值,建立电-气-热价格需求响应模型,有效增强了价格信号对负荷参与需求响应的激励效应;为充分挖掘系统的低碳潜力,引入阶梯型碳交易,完善实际碳排放模型;以系统运行成本最小为优化目标,研究不同运行方式对系统经济性和低碳性的影响。案例分析结果表明,所构建的运行优化模型采用价格需求响应和阶梯型碳交易协同优化方式,在实现负荷削峰填谷的同时可以兼顾系统运行的经济低碳性与风光消纳能力。
文摘电制氢(power to hydrogen,P2H)和天然气混氢技术在促进可再生能源消纳、降低系统碳排放量方面具有良好的理论研究和工程应用前景。面向含高比例可再生能源的园区综合能源系统,提出一种计及天然气混氢及跨季节存储的P2H优化配置方法。首先梳理了含氢园区综合能源系统的运行框架和能量流动关系,建立园区内部能源生产、转换与存储设备的数学模型;然后以设备的年化投资成本、园区综合能源系统的年度运行成本和碳交易成本最优为目标,提出P2H优化配置模型;最后通过算例分析验证文中所提模型的有效性,并比较了电解槽投资成本、混氢体积分数上限以及经济性和低碳性成本权重系数变化对规划运行结果的影响。算例结果表明文中所提模型可有效提升可再生能源消纳能力,降低系统整体经济成本和碳排放量。
文摘为促进风-光-电负荷功率不确定的综合能源系统(integrated energy system,IES)的风、光功率消纳,降低碳排放,首先考虑风、光波动性和弃风、弃光现象构建风、光功率不确定集,考虑电价波动性和负荷需求响应弹性系数,构建电负荷的价格型需求响应不确定集;其次,进一步提出排序截断分摊法,将风、光、电负荷功率不确定集转化为可线性求解的线性对应式;第三,建立热电联产机组-碳捕集系统联合运行系统,并推导系统整体模型,该整体模型只关注系统对外能量交互情况;第四,构建风、光、电负荷功率不确定的IES优化模型,并在多场景下分析其风、光功率消纳和碳排放。最后,利用算例证明了所提方法的有效性。
