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源-荷協(xié)同優(yōu)化的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟調(diào)度策略研究

來源：電工電氣發(fā)布時間：2024-04-07 13:07 瀏覽次數(shù)：402

源-荷協(xié)同優(yōu)化的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟調(diào)度策略研究

袁樂¹，朱瑩¹，高瑞陽²

(1 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司泰州供電分公司，江蘇泰州 225300；

2 南京工程學院電力工程學院，江蘇南京 211167)

摘要：針對當下能源系統(tǒng)的低碳性與經(jīng)濟性難以兼顧的難題，提出一種以熱電聯(lián)產(chǎn)機組為核心，耦合碳捕集與電轉(zhuǎn)氣設(shè)備，并計及液化天然氣冷能利用的新運行模式?；谠撨\行模式，構(gòu)建“源-荷”協(xié)同優(yōu)化的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟調(diào)度模型。以系統(tǒng)總成本最小為目標函數(shù)，“源”側(cè)采用新運行模式的同時，利用需求響應(yīng)策略使“荷”側(cè)可調(diào)度資源靈活化引入并參與低碳經(jīng)濟調(diào)度。以北方某地區(qū)綜合能源系統(tǒng)為例，基于 MATLAB/Yalmip 利用 Gurobi 求解器搭建并完成所提模型求解，分析各場景下模型碳排放、棄風、棄光以及經(jīng)濟情況。算例表明，該模型有效降低系統(tǒng)碳排放，提升新能源消納空間并保證系統(tǒng)經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞： 綜合能源系統(tǒng)；低碳性；碳捕集；需求響應(yīng)；碳交易

中圖分類號：TM734 ；F407.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2024)03-0006-09

Research on Low-Carbon Economic Dispatch Strategy of Integrated

Energy System Based on Source-Load Collaborative Optimization

YUAN Le¹, ZHU Ying¹, GAO Rui-yang²

（1 State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd. Taizhou Power Supply Company, Taizhou 225300, China;

2 School of Electric Power Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 211167, China）

Abstract: In order to solve the problem that it is difficult to balance the low-carbon and economic efficiency of the current energy system,a new operation mode with the cogeneration unit as the core, coupling carbon capture and power-to-gas equipment, and taking into account the utilization of liquefied natural gas cold energy is proposed. Based on this operation mode, a low-carbon economic dispatch model of integrated energy system with "source-load" collaborative optimization is constructed. In the model, with the minimum total cost of the system as the objective function, while the "source" side adopts the new operation mode, the demand response strategy makes the "load" side flexibly introduce and participate in the low-carbon economic dispatch. Taking a comprehensive energy system in a northern region as an example,based on MATLAB/Yalmip, Gurobi solver was used to build and solve the proposed model, and carbon emission, wind abandonment, light abandonment and economic conditions of the model were analyzed under each scenario. The simulation results show that the proposed model can effectively reduce the carbon emission of the system, improve the consumption space of new energy and ensure the economic benefits of the system.

Key words: integrated energy system; low-carbon; carbon capture; demand response; carbon trade

參考文獻

[1] 張沈習，王丹陽，程浩忠，等. 雙碳目標下低碳綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)及挑戰(zhàn)[J] . 電力系統(tǒng)自動化，2022，46(8) ：189-207.

[2] 程林，張靖，黃仁樂，等. 基于多能互補的綜合能源系統(tǒng)多場景規(guī)劃案例分析[J] . 電力自動化設(shè)備，2017，37(6) ：282-287.

[3] 余曉丹，徐憲東，陳碩翼，等. 綜合能源系統(tǒng)與能源互聯(lián)網(wǎng)簡述[J]. 電工技術(shù)學報，2016 ：31(1) ：1-13.

[4] 黃文軒，劉道兵，李世春，等. 雙碳目標下含 P2G 與需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)雙層優(yōu)化[J] . 電測與儀表，2022，59(11) ：8-17.

[5] 陳沼宇，王丹，賈宏杰，等. 考慮 P2G 多源儲能型微網(wǎng)日前最優(yōu)經(jīng)濟調(diào)度策略研究[J] . 中國電機工程學報，2017，37(11) ：3067-3077.

[6] 劉曉鷗. 區(qū)域綜合能源系統(tǒng)運行調(diào)度與優(yōu)化規(guī)劃[D] .天津：天津大學，2019.

[7] CHENG Shan, WANG Rui, XU Jianyu, et al.Multitime scale coordinated optimization of an energy hub in the integrated energy system with multitype energy storage systems[J].Sustainable Energy Technologies and Assessments，2021，47(22) ：101327.

[8] 陳啟鑫，康重慶，夏清，等. 電力行業(yè)低碳化的關(guān)鍵要素分析及其對電源規(guī)劃的影響[J] . 電力系統(tǒng)自動化，2009，33(15) ：18-23.

[9] 周步祥，華偉杰，張遠洪，等. 面向電-氣雙向耦合與低碳的 P2G 廠站優(yōu)化規(guī)劃[J]. 電力系統(tǒng)及其自動化學報，2022，34(6) ：9-24.

[10] 周任軍，鄧子昂，徐健，等. 碳捕集燃氣熱電機組碳循環(huán)及其虛擬電廠優(yōu)化運行[J] . 中國電力，2020，53(9) ：166-171.

[11] MA Yiming, WANG Haixin, HONG Feng, et al.Modeling and optimization of combined heat and power with power-to-gas and carbon capture system in integrated energy system[J].Energy，2021，236(5) ：121392.

[12] KIRSCHEN D S, STRBAC G, CUMPERAYOT P, et al.Factoring the elasticity of demand in electricity prices[J].IEEE Transactions on Power Systems，2000，15(2) ：612-617.

[13] 林文智，楊蘋，陳芯羽，等. 計及需求響應(yīng)不確定性的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)日前經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度[J] . 電力建設(shè)，2021，42(12) ：9-20.

[14] 魏震波，任小林，黃宇涵. 考慮綜合需求側(cè)響應(yīng)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)多目標優(yōu)化調(diào)度[J] . 電力建設(shè)，2020，41(7) ：92-99.

[15] 田豐，賈燕冰，任海泉，等. 考慮碳捕集系統(tǒng)的綜合能源系統(tǒng)“源-荷”低碳經(jīng)濟調(diào)度[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2020，44(9) ：3346-3354.

[16] 趙建河.LNG 冷能用于液體 C0₂ 及干冰制備過程工藝開發(fā)及優(yōu)化[D]. 廣州：華南理工大學，2015.

[17] 王海云，楊宇，于希娟，等. 基于需求側(cè)響應(yīng)的電熱綜合能源系統(tǒng)風電消納低碳經(jīng)濟調(diào)度[J]. 燕山大學學報，2021，45(2) ：142-152.

[18] 陳奧妙，張海娟，伍盛一，等. 基于 LNG 冷能利用的新型熱電系統(tǒng)模擬[J]. 天然氣化工(C1 化學與化工)，2020，45(4) ：97-103.

[19] 康麗虹，賈燕冰，田豐，等. 含 LNG 冷能利用的綜合能源系統(tǒng)低碳經(jīng)濟調(diào)度[J] . 高電壓技術(shù)，2022，48(2) ：575-583.

[20] 魏震波，馬新如，郭毅，等. 碳交易機制下考慮需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運行[J] . 電力建設(shè)，2022，43(1) ：1-9.

[21] CHENG Yaohua, ZHANG Ning, WANG Yi, et al.Modeling Carbon Emission Flow in Multiple Energy Systems[J].IEEE Transactions on Smart Grid，2019，10(4) ：3562-3574.

[22] 張伊寧，何宇斌，晏鳴宇，等. 計及需求響應(yīng)與動態(tài)氣潮流的電-氣綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2018，42(20) ：1-8.

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