针对可再生能源高比例渗透下多区域综合能源互联系统(Multi-region integrated energy interconnection system,MRIEIS)所面临的消纳与经济性挑战,构建了一个包含电、氢、热、冷多能流的多时间尺度优化调度模型。该模型以系统日总运行...针对可再生能源高比例渗透下多区域综合能源互联系统(Multi-region integrated energy interconnection system,MRIEIS)所面临的消纳与经济性挑战,构建了一个包含电、氢、热、冷多能流的多时间尺度优化调度模型。该模型以系统日总运行成本最低为目标,建立动态多能流枢纽深度集成了电转氢(Power to hydrogen,P2H)、储氢罐、氢气管网以及燃气轮机(GT)掺氢等动态调度关键技术。通过日前、日内、实时三阶段滚动优化对系统进行精细化调度。算例分析基于一个包含居民、工业和混合型区域的典型场景,结果表明,该模型能够有效实现系统经济性与环保性的统一,总运行成本控制在56.48万元,同时系统总可再生能源利用率高达98.53%。氢能作为灵活的能量载体,其时空价值得到了充分发挥。掺氢策略有效刺激了氢能消耗,形成了“制-储-输-用”的闭环,为构建以新能源为主体的新型电力系统提供了可行的技术路径和调度策略参考。展开更多
为提高风光等新能源利用效率,促进新型能源的多元化利用,构建绿色清洁、安全可控的能源系统,助力“双碳”目标的实现,以电氢综合能源系统(Electric hydrogen integrated energy system,EHIES)为研究对象,构建了考虑氢能系统热回收利用...为提高风光等新能源利用效率,促进新型能源的多元化利用,构建绿色清洁、安全可控的能源系统,助力“双碳”目标的实现,以电氢综合能源系统(Electric hydrogen integrated energy system,EHIES)为研究对象,构建了考虑氢能系统热回收利用的综合运行模型。该模型的氢能系统包含电解槽、储氢罐、甲烷化设备及氢燃料电池等,针对新能源出力的不确定性,建立了多面体不确定性数据集模型及EHIES两阶段鲁棒运行优化模型,并采用列和约束算法进行求解和仿真分析。模拟结果表明,氢能系统余热回收可有效降低约6.7%的运行成本,所提模型能有效提升系统鲁棒性和能源利用效率,可为氢能源的多元化利用提供一定的参考。展开更多
综合能源系统(integrated energy system,IES)以其高度灵活、环境友好的特点,在实现低碳经济和提高能源效率方面具有巨大潜力。然而,现有的IES建模方法难以挖掘氢能多设备的协同耦合性、且调度策略缺少市场机制的支持。因此,文中提出一...综合能源系统(integrated energy system,IES)以其高度灵活、环境友好的特点,在实现低碳经济和提高能源效率方面具有巨大潜力。然而,现有的IES建模方法难以挖掘氢能多设备的协同耦合性、且调度策略缺少市场机制的支持。因此,文中提出一种综合考虑绿色证书交易、阶梯型碳交易和需求响应的含氢IES优化调度策略。首先,建立基于电转气(power-to-gas,P2G)两阶段运行的氢能多元利用模型,推动新能源的使用;然后,建立绿证-碳联合交易机制,通过市场激励减少对化石燃料的依赖;最后,考虑综合需求响应优化用户侧用能行为,建立以经济运行成本最小为目标函数的IES优化调度模型,并通过CPLEX求解器进行求解。算例结果表明,文中所提模型能够实现IES多能耦合,提高新能源的消纳能力,减少碳排放量。展开更多
随着碳中和目标的推进,综合能源系统(integrated energy system,IES)以其多能耦合、能量梯级利用等优势,逐渐成为能源供应的重要发展方向。在具有差异化用能需求的多功能区IES之间实现协同规划与调度,对提高系统经济性、降低系统碳排放...随着碳中和目标的推进,综合能源系统(integrated energy system,IES)以其多能耦合、能量梯级利用等优势,逐渐成为能源供应的重要发展方向。在具有差异化用能需求的多功能区IES之间实现协同规划与调度,对提高系统经济性、降低系统碳排放有着重要作用。然而,由于碳捕集机组、多类型氢能利用设备等低碳元件的接入以及可再生能源发电的不断增加,随之而来的元件模型非凸性与系统内多类型不确定性对系统规划的影响亟需研究。对此,该文考虑了机组低碳改造和氢能多模式利用低碳特性,提出了一种针对多功能区综合能源系统的不确定性协同规划方法。首先,详细分析了多功能区供/用能特性与多能互补关系,构建了具有分区差异化特征的多功能区设备规划策略。其次,建立了低碳改造后的热电联产机组和氢能多模式利用设备的数学模型,并对其低碳特性进行了分析。基于此,为应对规划周期内系统低碳改造成本的不确定性和短期内可再生能源出力的不确定性,提出了一种混合长-短期不确定性的多功能区IES协同规划模型。通过基于二进制扩展的凸包线性化方法,对所提规划模型中的非线性约束进行凸化,并采用相应的迭代收缩求解算法实现模型的有效求解。最后,通过某实际多功能区IES算例进行仿真,结果验证了所提模型和所用算法的有效性。展开更多
海上具有极为丰富的风资源,研究海上风电制氢技术和荷侧需求响应对风电消纳及平抑海上风电波动性具有重要意义。为此,提出了一种含海上风电制氢(offshore wind power hydrogen production,OWHP)和多重需求响应的含氢综合能源系统(integr...海上具有极为丰富的风资源,研究海上风电制氢技术和荷侧需求响应对风电消纳及平抑海上风电波动性具有重要意义。为此,提出了一种含海上风电制氢(offshore wind power hydrogen production,OWHP)和多重需求响应的含氢综合能源系统(integrated energy system,IES)源-荷多时间尺度优化调度策略。首先,探究了海上风电制氢系统运行机理,构建了含风电制氢、氢气压缩、海水淡化、输氢管道以及气体储氢的海上风电制氢模型,并构建了含燃气掺氢、氢气甲烷化和氢燃料电池的氢能多重利用模型。其次,分析了荷侧资源在各时间尺度的调节特性,提出了多重需求响应模型。最后,为降低海上风电的预测误差对IES运行影响,提出了日前-日内-实时三阶段的多时间尺度优化模型,平抑系统功率波动。算例仿真结果表明,所提模型可有效消纳海上风电资源,提升IES经济、低碳性,并缓解源、荷不确定性对系统运行的影响。展开更多
在“双碳”战略的大背景下,含氢综合能源系统(hydrogen integrated energy system,HIES),以其高比例可再生能源的集成应用,已成为推动高效节能与实现深度脱碳的关键途径之一。HIES不仅有助于提升能源利用效率,更能有效促进碳排放的减少...在“双碳”战略的大背景下,含氢综合能源系统(hydrogen integrated energy system,HIES),以其高比例可再生能源的集成应用,已成为推动高效节能与实现深度脱碳的关键途径之一。HIES不仅有助于提升能源利用效率,更能有效促进碳排放的减少。为充分挖掘氢能在HIES中蕴含的低碳潜力,该文提出一种基于电气混合制氢及多氢能协同优化的HIES低碳经济调度策略。在传统IES基础上引入电制氢系统和气制氢系统,并对其产-储-用全过程进行精细化建模,在HIES中实现多元氢能的协调产用;为进一步控制系统碳排量以及提升新能源消纳能力,通过在HIES供给侧中引入动态碳排放因子来降低碳排放量,并减少弃风弃光。算例分析表明,所提出的计及动态碳排因子的电气混合制氢调度策略能够有效提高HIES的经济性和低碳性。展开更多
文摘针对可再生能源高比例渗透下多区域综合能源互联系统(Multi-region integrated energy interconnection system,MRIEIS)所面临的消纳与经济性挑战,构建了一个包含电、氢、热、冷多能流的多时间尺度优化调度模型。该模型以系统日总运行成本最低为目标,建立动态多能流枢纽深度集成了电转氢(Power to hydrogen,P2H)、储氢罐、氢气管网以及燃气轮机(GT)掺氢等动态调度关键技术。通过日前、日内、实时三阶段滚动优化对系统进行精细化调度。算例分析基于一个包含居民、工业和混合型区域的典型场景,结果表明,该模型能够有效实现系统经济性与环保性的统一,总运行成本控制在56.48万元,同时系统总可再生能源利用率高达98.53%。氢能作为灵活的能量载体,其时空价值得到了充分发挥。掺氢策略有效刺激了氢能消耗,形成了“制-储-输-用”的闭环,为构建以新能源为主体的新型电力系统提供了可行的技术路径和调度策略参考。
文摘为提高风光等新能源利用效率,促进新型能源的多元化利用,构建绿色清洁、安全可控的能源系统,助力“双碳”目标的实现,以电氢综合能源系统(Electric hydrogen integrated energy system,EHIES)为研究对象,构建了考虑氢能系统热回收利用的综合运行模型。该模型的氢能系统包含电解槽、储氢罐、甲烷化设备及氢燃料电池等,针对新能源出力的不确定性,建立了多面体不确定性数据集模型及EHIES两阶段鲁棒运行优化模型,并采用列和约束算法进行求解和仿真分析。模拟结果表明,氢能系统余热回收可有效降低约6.7%的运行成本,所提模型能有效提升系统鲁棒性和能源利用效率,可为氢能源的多元化利用提供一定的参考。
文摘综合能源系统(integrated energy system,IES)以其高度灵活、环境友好的特点,在实现低碳经济和提高能源效率方面具有巨大潜力。然而,现有的IES建模方法难以挖掘氢能多设备的协同耦合性、且调度策略缺少市场机制的支持。因此,文中提出一种综合考虑绿色证书交易、阶梯型碳交易和需求响应的含氢IES优化调度策略。首先,建立基于电转气(power-to-gas,P2G)两阶段运行的氢能多元利用模型,推动新能源的使用;然后,建立绿证-碳联合交易机制,通过市场激励减少对化石燃料的依赖;最后,考虑综合需求响应优化用户侧用能行为,建立以经济运行成本最小为目标函数的IES优化调度模型,并通过CPLEX求解器进行求解。算例结果表明,文中所提模型能够实现IES多能耦合,提高新能源的消纳能力,减少碳排放量。
文摘随着碳中和目标的推进,综合能源系统(integrated energy system,IES)以其多能耦合、能量梯级利用等优势,逐渐成为能源供应的重要发展方向。在具有差异化用能需求的多功能区IES之间实现协同规划与调度,对提高系统经济性、降低系统碳排放有着重要作用。然而,由于碳捕集机组、多类型氢能利用设备等低碳元件的接入以及可再生能源发电的不断增加,随之而来的元件模型非凸性与系统内多类型不确定性对系统规划的影响亟需研究。对此,该文考虑了机组低碳改造和氢能多模式利用低碳特性,提出了一种针对多功能区综合能源系统的不确定性协同规划方法。首先,详细分析了多功能区供/用能特性与多能互补关系,构建了具有分区差异化特征的多功能区设备规划策略。其次,建立了低碳改造后的热电联产机组和氢能多模式利用设备的数学模型,并对其低碳特性进行了分析。基于此,为应对规划周期内系统低碳改造成本的不确定性和短期内可再生能源出力的不确定性,提出了一种混合长-短期不确定性的多功能区IES协同规划模型。通过基于二进制扩展的凸包线性化方法,对所提规划模型中的非线性约束进行凸化,并采用相应的迭代收缩求解算法实现模型的有效求解。最后,通过某实际多功能区IES算例进行仿真,结果验证了所提模型和所用算法的有效性。
文摘海上具有极为丰富的风资源,研究海上风电制氢技术和荷侧需求响应对风电消纳及平抑海上风电波动性具有重要意义。为此,提出了一种含海上风电制氢(offshore wind power hydrogen production,OWHP)和多重需求响应的含氢综合能源系统(integrated energy system,IES)源-荷多时间尺度优化调度策略。首先,探究了海上风电制氢系统运行机理,构建了含风电制氢、氢气压缩、海水淡化、输氢管道以及气体储氢的海上风电制氢模型,并构建了含燃气掺氢、氢气甲烷化和氢燃料电池的氢能多重利用模型。其次,分析了荷侧资源在各时间尺度的调节特性,提出了多重需求响应模型。最后,为降低海上风电的预测误差对IES运行影响,提出了日前-日内-实时三阶段的多时间尺度优化模型,平抑系统功率波动。算例仿真结果表明,所提模型可有效消纳海上风电资源,提升IES经济、低碳性,并缓解源、荷不确定性对系统运行的影响。
文摘在“双碳”战略的大背景下,含氢综合能源系统(hydrogen integrated energy system,HIES),以其高比例可再生能源的集成应用,已成为推动高效节能与实现深度脱碳的关键途径之一。HIES不仅有助于提升能源利用效率,更能有效促进碳排放的减少。为充分挖掘氢能在HIES中蕴含的低碳潜力,该文提出一种基于电气混合制氢及多氢能协同优化的HIES低碳经济调度策略。在传统IES基础上引入电制氢系统和气制氢系统,并对其产-储-用全过程进行精细化建模,在HIES中实现多元氢能的协调产用;为进一步控制系统碳排量以及提升新能源消纳能力,通过在HIES供给侧中引入动态碳排放因子来降低碳排放量,并减少弃风弃光。算例分析表明,所提出的计及动态碳排因子的电气混合制氢调度策略能够有效提高HIES的经济性和低碳性。
