灵活应用电转气(power to gas,P2G)系统中电解水和甲烷化两阶段产出的氢气和甲烷可促进综合能源系统(integratedenergysystem,IES)消纳盈余可再生能源。传统P2G系统只考虑将甲烷作为燃气机组的燃料,未充分利用氢气高电解率的特性,造成...灵活应用电转气(power to gas,P2G)系统中电解水和甲烷化两阶段产出的氢气和甲烷可促进综合能源系统(integratedenergysystem,IES)消纳盈余可再生能源。传统P2G系统只考虑将甲烷作为燃气机组的燃料,未充分利用氢气高电解率的特性,造成能量梯级转化次数增加,能量损耗提高。应用P2G系统两阶段分别产出的氢气和甲烷耦合气网注氢(hydrogen injection into gas grid,HIGG)技术以促进IES中可再生能源的消纳。基于能量枢纽的概念,将IES系统经济性优化调度转化为混合整数规划问题进行求解。通过两个场景的仿真分析说明,相比于仅应用甲烷的传统P2G系统,IES系统中应用P2G和HIGG技术能够降低部分能量梯级转化次数和成本投入,在经济性、环保性方面都有显著提高。展开更多
针对中国西北矿区存在的可再生能源消纳率低、碳排放量高及运行经济性欠佳等问题,提出一种考虑阶梯碳-绿证互认与重力储能的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system,CMIES)优化调度模型。首先,考虑煤层气、废弃矿井重力...针对中国西北矿区存在的可再生能源消纳率低、碳排放量高及运行经济性欠佳等问题,提出一种考虑阶梯碳-绿证互认与重力储能的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system,CMIES)优化调度模型。首先,考虑煤层气、废弃矿井重力储能等矿区资源的多元利用,建立CMIES基本模型。其次,为提升CMIES的经济效益和能源利用率,在CMIES中加入碳捕集、电转气和冷热电联产机组等耦合设备,并建立电-热-冷柔性负荷模型以提高系统调节能力。然后,引入阶梯碳-绿证互认机制,通过市场交互促进新能源设备出力。最后,以系统总运行成本最小为目标构建混合整数规划模型并通过Cplex进行求解。仿真结果表明,该模型可显著提升矿区可再生能源消纳率,降低系统碳排放量,同时兼顾系统运行经济性,为CMIES低碳经济化转型提供理论支撑。展开更多
为解决区域综合能源系统中多主体利益冲突、用户侧分布式储能投资成本高昂、容量利用不均以及碳排放量较高等问题,提出一种基于云储能服务商-综合能源系统运行商(integrated energy system operators,IESO)-负荷聚合商(load aggregators...为解决区域综合能源系统中多主体利益冲突、用户侧分布式储能投资成本高昂、容量利用不均以及碳排放量较高等问题,提出一种基于云储能服务商-综合能源系统运行商(integrated energy system operators,IESO)-负荷聚合商(load aggregators,LA)联盟三层博弈的区域综合能源系统低碳运行策略。首先,构建租赁云储能的IESO与LA的能源交易框架。其次,考虑到多个理性主体对盈利最大化的诉求,建立综合能源系统三层博弈模型。第一层为以IESO为主导者、LA联盟为伴随者的主从博弈;第二层为以云储能服务商为供给者、IESO为接收者的主从博弈;第三层是LA联盟成员之间的合作博弈,并采取非对称纳什议价法分配收益。最后,利用二分法、KKT条件结合交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)对该模型进行求解。仿真结果表明,该策略不仅能够促进系统低碳运行,而且能够满足各主体的经济性需求。展开更多
双碳背景下,为充分调动综合能源系统(integrated energy system,IES)需求侧响应的灵活性,并克服碳排放权交易价格的不确定性对调度计划的影响,提出一种考虑需求响应与碳价不确定性的综合能源系统两阶段低碳经济调度模型。在第一阶段为...双碳背景下,为充分调动综合能源系统(integrated energy system,IES)需求侧响应的灵活性,并克服碳排放权交易价格的不确定性对调度计划的影响,提出一种考虑需求响应与碳价不确定性的综合能源系统两阶段低碳经济调度模型。在第一阶段为缓解系统供能压力,建立需求响应模型以减少负荷峰谷差并提高供需侧的热电匹配度;第二阶段采用随机场景法对碳价不确定性进行建模,以系统总运行成本期望值最小为目标,构建了综合能源系统低碳经济调度模型。仿真算例表明,所提模型可以有效提高能源利用率,实现系统经济性与低碳性的统一。展开更多
为提升综合能源系统(integrated energy system,IES)的可再生能源消纳以及低碳经济效益,提出含电转气(power-to-gas,P2G)和碳捕集(carbon capture system,CCS)耦合的综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先,建立基于阶梯型碳交易机...为提升综合能源系统(integrated energy system,IES)的可再生能源消纳以及低碳经济效益,提出含电转气(power-to-gas,P2G)和碳捕集(carbon capture system,CCS)耦合的综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先,建立基于阶梯型碳交易机制的含P2G和CCS耦合模型,并构建多能量转换设备和储能设备组成的电-热-冷综合能源系统;其次,基于多时间尺度的优化调度策略,以购能成本、运维成本、碳交易成本、弃风光成本为目标函数建立日前-日内滚动-实时调整3个阶段的优化调度模型;最后,以四川某工业园区为例进行仿真,结果证明本文提出的模型有效提高了综合能源系统的低碳经济效益、能源利用率和系统稳定性。展开更多
在推动综合能源系统(integrated energy systems,IES)低碳转型发展的背景下,本文提出一种含光热甲烷重整制氢(photothermal methane reforming to hydrogen,PMRH)和燃气掺氢与储液式碳捕集协同运行的综合能源系统优化调度模型。首先建立...在推动综合能源系统(integrated energy systems,IES)低碳转型发展的背景下,本文提出一种含光热甲烷重整制氢(photothermal methane reforming to hydrogen,PMRH)和燃气掺氢与储液式碳捕集协同运行的综合能源系统优化调度模型。首先建立PMRH设备、电解槽等模型,再针对碳排放问题建立掺氢燃气机组与碳捕集设备模型,最后在减排机制方面加入阶梯式碳税进一步约束系统的碳排放。基于此,以经济与环境成本最小为目标,计及功率、掺氢比等约束,构建IES低碳优化模型。对构建模型设置不同场景进行分析,系统总成本降低27.9%,碳排放量减少28.2%,验证了本文模型在经济性和低碳性方面的优势。展开更多
针对传统能源系统灵活性差、新能源消纳困难的问题,提出一种计及碳捕集-热电联产灵活运行和绿证-碳融合的综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳调度模型.首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)...针对传统能源系统灵活性差、新能源消纳困难的问题,提出一种计及碳捕集-热电联产灵活运行和绿证-碳融合的综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳调度模型.首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)的灵活性不足进行改造,并构建出CCPP综合灵活运行模型;同时,考虑到传统热电联产(combined heat and power,CHP)机组存在“以热定电”、“以电定热”限制,在CHP机组中引入卡琳娜循环和电锅炉,解耦CHP固定热电比,以改进CHP灵活输出模型.然后,将改进后的CHP与CCPP灵活模型相结合,构建CCPP-CHP联合灵活运行模型.最后,在IES中引入绿证和碳交易机制,通过研究这两种机制的关联性,并顾及系统的不确定性影响,提出了计及绿证-碳融合交易及条件风险价值理论(CVaR)的IES低碳优化模型.在算例仿真中,设置不同的场景进行对比分析,验证了所提模型在提升系统经济性和低碳性方面的有效性.展开更多
文摘灵活应用电转气(power to gas,P2G)系统中电解水和甲烷化两阶段产出的氢气和甲烷可促进综合能源系统(integratedenergysystem,IES)消纳盈余可再生能源。传统P2G系统只考虑将甲烷作为燃气机组的燃料,未充分利用氢气高电解率的特性,造成能量梯级转化次数增加,能量损耗提高。应用P2G系统两阶段分别产出的氢气和甲烷耦合气网注氢(hydrogen injection into gas grid,HIGG)技术以促进IES中可再生能源的消纳。基于能量枢纽的概念,将IES系统经济性优化调度转化为混合整数规划问题进行求解。通过两个场景的仿真分析说明,相比于仅应用甲烷的传统P2G系统,IES系统中应用P2G和HIGG技术能够降低部分能量梯级转化次数和成本投入,在经济性、环保性方面都有显著提高。
文摘针对中国西北矿区存在的可再生能源消纳率低、碳排放量高及运行经济性欠佳等问题,提出一种考虑阶梯碳-绿证互认与重力储能的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system,CMIES)优化调度模型。首先,考虑煤层气、废弃矿井重力储能等矿区资源的多元利用,建立CMIES基本模型。其次,为提升CMIES的经济效益和能源利用率,在CMIES中加入碳捕集、电转气和冷热电联产机组等耦合设备,并建立电-热-冷柔性负荷模型以提高系统调节能力。然后,引入阶梯碳-绿证互认机制,通过市场交互促进新能源设备出力。最后,以系统总运行成本最小为目标构建混合整数规划模型并通过Cplex进行求解。仿真结果表明,该模型可显著提升矿区可再生能源消纳率,降低系统碳排放量,同时兼顾系统运行经济性,为CMIES低碳经济化转型提供理论支撑。
文摘为解决区域综合能源系统中多主体利益冲突、用户侧分布式储能投资成本高昂、容量利用不均以及碳排放量较高等问题,提出一种基于云储能服务商-综合能源系统运行商(integrated energy system operators,IESO)-负荷聚合商(load aggregators,LA)联盟三层博弈的区域综合能源系统低碳运行策略。首先,构建租赁云储能的IESO与LA的能源交易框架。其次,考虑到多个理性主体对盈利最大化的诉求,建立综合能源系统三层博弈模型。第一层为以IESO为主导者、LA联盟为伴随者的主从博弈;第二层为以云储能服务商为供给者、IESO为接收者的主从博弈;第三层是LA联盟成员之间的合作博弈,并采取非对称纳什议价法分配收益。最后,利用二分法、KKT条件结合交替方向乘子法(alternating direction multiplier method,ADMM)对该模型进行求解。仿真结果表明,该策略不仅能够促进系统低碳运行,而且能够满足各主体的经济性需求。
文摘双碳背景下,为充分调动综合能源系统(integrated energy system,IES)需求侧响应的灵活性,并克服碳排放权交易价格的不确定性对调度计划的影响,提出一种考虑需求响应与碳价不确定性的综合能源系统两阶段低碳经济调度模型。在第一阶段为缓解系统供能压力,建立需求响应模型以减少负荷峰谷差并提高供需侧的热电匹配度;第二阶段采用随机场景法对碳价不确定性进行建模,以系统总运行成本期望值最小为目标,构建了综合能源系统低碳经济调度模型。仿真算例表明,所提模型可以有效提高能源利用率,实现系统经济性与低碳性的统一。
文摘为提升综合能源系统(integrated energy system,IES)的可再生能源消纳以及低碳经济效益,提出含电转气(power-to-gas,P2G)和碳捕集(carbon capture system,CCS)耦合的综合能源系统多时间尺度优化调度模型。首先,建立基于阶梯型碳交易机制的含P2G和CCS耦合模型,并构建多能量转换设备和储能设备组成的电-热-冷综合能源系统;其次,基于多时间尺度的优化调度策略,以购能成本、运维成本、碳交易成本、弃风光成本为目标函数建立日前-日内滚动-实时调整3个阶段的优化调度模型;最后,以四川某工业园区为例进行仿真,结果证明本文提出的模型有效提高了综合能源系统的低碳经济效益、能源利用率和系统稳定性。
文摘在推动综合能源系统(integrated energy systems,IES)低碳转型发展的背景下,本文提出一种含光热甲烷重整制氢(photothermal methane reforming to hydrogen,PMRH)和燃气掺氢与储液式碳捕集协同运行的综合能源系统优化调度模型。首先建立PMRH设备、电解槽等模型,再针对碳排放问题建立掺氢燃气机组与碳捕集设备模型,最后在减排机制方面加入阶梯式碳税进一步约束系统的碳排放。基于此,以经济与环境成本最小为目标,计及功率、掺氢比等约束,构建IES低碳优化模型。对构建模型设置不同场景进行分析,系统总成本降低27.9%,碳排放量减少28.2%,验证了本文模型在经济性和低碳性方面的优势。
文摘针对传统能源系统灵活性差、新能源消纳困难的问题,提出一种计及碳捕集-热电联产灵活运行和绿证-碳融合的综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳调度模型.首先,引入储液罐对传统碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)的灵活性不足进行改造,并构建出CCPP综合灵活运行模型;同时,考虑到传统热电联产(combined heat and power,CHP)机组存在“以热定电”、“以电定热”限制,在CHP机组中引入卡琳娜循环和电锅炉,解耦CHP固定热电比,以改进CHP灵活输出模型.然后,将改进后的CHP与CCPP灵活模型相结合,构建CCPP-CHP联合灵活运行模型.最后,在IES中引入绿证和碳交易机制,通过研究这两种机制的关联性,并顾及系统的不确定性影响,提出了计及绿证-碳融合交易及条件风险价值理论(CVaR)的IES低碳优化模型.在算例仿真中,设置不同的场景进行对比分析,验证了所提模型在提升系统经济性和低碳性方面的有效性.
