针对传统综合能源系统存在的能源产物种类单一、污染气体排放量高以及经济性差等问题,提出一种集成电转氢(power to hydrogen,P2H)、氢转气(hydrogen to gas,H2G)、氢转氨(hydrogen to ammonia,H2A)等电力多元转换(power to X,P2X)技术...针对传统综合能源系统存在的能源产物种类单一、污染气体排放量高以及经济性差等问题,提出一种集成电转氢(power to hydrogen,P2H)、氢转气(hydrogen to gas,H2G)、氢转氨(hydrogen to ammonia,H2A)等电力多元转换(power to X,P2X)技术的电热联供综合能源系统构型。首先,在系统模型方面,通过引入碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)与火电机组富氧/掺氨燃烧等技术,构建电转氢/气/氨(power to hydrogen/gas/ammonia,P2H/G/A)耦合系统;其次,在电力系统低碳经济转型方面,构建综合考虑富氧燃烧-H2G耦合模型碳减排、增加供热经济收益效果以及H2A-掺氨燃烧耦合模型降低煤耗成本和燃煤碳排放效果的综合能源系统目标函数;最后,基于内蒙古某示范基地构建算例,对比分析不同能源转化技术的经济效益与碳减排效果,结果表明:所提集成系统能够显著优化能源结构,实现多能协同低碳经济运行;相比传统综合能源系统,经济性成本减少了7.5×10^(5)元(19.5%),环保性成本减少了5.0×10^(5)元(11.5%)。展开更多
电制氢(power to hydrogen,P2H)技术是“双碳”目标背景下实现电力脱碳的关键技术。受碱性电解池(alkaline electrolysis cell,AEC)单机容量的限制,P2H厂(站)利用AEC的可拓展性形成大容量多机集群系统。然而,现有调度运行框架研究难以保...电制氢(power to hydrogen,P2H)技术是“双碳”目标背景下实现电力脱碳的关键技术。受碱性电解池(alkaline electrolysis cell,AEC)单机容量的限制,P2H厂(站)利用AEC的可拓展性形成大容量多机集群系统。然而,现有调度运行框架研究难以保证P2H多机集群系统的性能最优。为此,提出了一种考虑效率优化的P2H多机集群系统调度运行框架,旨在提升系统效率并优化AEC间的功率分配。首先,分析了温度与负载率对产氢效率的影响,建立了包含辅机系统的P2H效率模型。然后,在此基础上构建了P2H多机集群系统效率优化模型,将其线性化为混合整数规划问题求解最优效率下各机组运行功率,并进一步提出P2H多机集群系统的优化调度模型。最后,基于IEEE 33节点配电网系统进行算例分析。结果表明,所提调度运行框架能降低系统运行成本,提升系统产氢效率和产氢量。研究成果可为P2H多机集群系统高效经济运行提供参考。展开更多
作为综合能源系统研究的基础,多种能源协同运行的综合能源系统多能流计算方法的研究有重要的研究价值。该文首先给出了电转热(power to heat,P2H)和电转气(power to gas,P2G)设备等耦合单元的数学模型,并根据P2H的工作特性,给出了热电...作为综合能源系统研究的基础,多种能源协同运行的综合能源系统多能流计算方法的研究有重要的研究价值。该文首先给出了电转热(power to heat,P2H)和电转气(power to gas,P2G)设备等耦合单元的数学模型,并根据P2H的工作特性,给出了热电联产机组(combined heat and power,CHP)联合P2H模型;之后,给出了2种电-气-热综合能源系统多能流计算的算法——含多种耦合单元的多能流联立求解算法和考虑各子系统物理特性的差异及综合能源系统的可扩展性的新型交替迭代多能流计算方法。算例分析表明,2种算法均适用于电-气-热综合能源系统的多能流计算。展开更多
高比例新能源并网对配电网电压稳定构成严峻挑战,而氢能凭借其高密度、零碳排、高热值等优势,可作为新型调压资源主动参与电压控制,有效提升系统电压韧性。因此,提出一种利用电制氢(power to hydrogen, P2H)辅助的配电网主从博弈电压控...高比例新能源并网对配电网电压稳定构成严峻挑战,而氢能凭借其高密度、零碳排、高热值等优势,可作为新型调压资源主动参与电压控制,有效提升系统电压韧性。因此,提出一种利用电制氢(power to hydrogen, P2H)辅助的配电网主从博弈电压控制策略。首先,考虑到配电网运营商、电制氢运营商和储能运营商间的利益冲突,建立P2H参与的主从博弈双层优化模型。以配电网运营商作为领导者,配电网运行成本最小为目标,制定相应的电价补贴,引导电制氢运营商、储能运营商调整自身用电行为,保证配电网的电压稳定性。其次,考虑到实际情况源荷的不确定性,设计了基于拉丁超立方抽样的日内随机优化算法。最后,算例结果表明,所提出的模型能够有效提升配电网电压的稳定性,且配电网运营商总运行成本较不含P2H的场景降低了14.56%,较未设置激励机制的场景降低了5.67%。展开更多
文摘针对传统综合能源系统存在的能源产物种类单一、污染气体排放量高以及经济性差等问题,提出一种集成电转氢(power to hydrogen,P2H)、氢转气(hydrogen to gas,H2G)、氢转氨(hydrogen to ammonia,H2A)等电力多元转换(power to X,P2X)技术的电热联供综合能源系统构型。首先,在系统模型方面,通过引入碳捕集、利用与封存(carbon capture,utilization and storage,CCUS)与火电机组富氧/掺氨燃烧等技术,构建电转氢/气/氨(power to hydrogen/gas/ammonia,P2H/G/A)耦合系统;其次,在电力系统低碳经济转型方面,构建综合考虑富氧燃烧-H2G耦合模型碳减排、增加供热经济收益效果以及H2A-掺氨燃烧耦合模型降低煤耗成本和燃煤碳排放效果的综合能源系统目标函数;最后,基于内蒙古某示范基地构建算例,对比分析不同能源转化技术的经济效益与碳减排效果,结果表明:所提集成系统能够显著优化能源结构,实现多能协同低碳经济运行;相比传统综合能源系统,经济性成本减少了7.5×10^(5)元(19.5%),环保性成本减少了5.0×10^(5)元(11.5%)。
文摘作为综合能源系统研究的基础,多种能源协同运行的综合能源系统多能流计算方法的研究有重要的研究价值。该文首先给出了电转热(power to heat,P2H)和电转气(power to gas,P2G)设备等耦合单元的数学模型,并根据P2H的工作特性,给出了热电联产机组(combined heat and power,CHP)联合P2H模型;之后,给出了2种电-气-热综合能源系统多能流计算的算法——含多种耦合单元的多能流联立求解算法和考虑各子系统物理特性的差异及综合能源系统的可扩展性的新型交替迭代多能流计算方法。算例分析表明,2种算法均适用于电-气-热综合能源系统的多能流计算。
文摘高比例新能源并网对配电网电压稳定构成严峻挑战,而氢能凭借其高密度、零碳排、高热值等优势,可作为新型调压资源主动参与电压控制,有效提升系统电压韧性。因此,提出一种利用电制氢(power to hydrogen, P2H)辅助的配电网主从博弈电压控制策略。首先,考虑到配电网运营商、电制氢运营商和储能运营商间的利益冲突,建立P2H参与的主从博弈双层优化模型。以配电网运营商作为领导者,配电网运行成本最小为目标,制定相应的电价补贴,引导电制氢运营商、储能运营商调整自身用电行为,保证配电网的电压稳定性。其次,考虑到实际情况源荷的不确定性,设计了基于拉丁超立方抽样的日内随机优化算法。最后,算例结果表明,所提出的模型能够有效提升配电网电压的稳定性,且配电网运营商总运行成本较不含P2H的场景降低了14.56%,较未设置激励机制的场景降低了5.67%。
