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考虑灵活碳捕集电厂与抽水蓄能联合的广义经济调度策略

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1430-1445,I0015页

作者：黄文涛罗杰葛磊蛟何俊贺忠尉王歆智太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室(湖北工业大学) 湖北省武汉市430068 智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津市南开区300072 国网恩施供电公司湖北省恩施市445000

“双碳”背景下,灵活碳捕集电厂成为风光大规模并网后保供电和低碳化的重要过渡电源之一;然而,因其储液容量制约和风光反调峰特性造成系统在应对持续增大的负荷峰谷差时存在局限,容易造成风光流失且碳经济性不高。为此,该文引入具有双... 详细信息

“双碳”背景下,灵活碳捕集电厂成为风光大规模并网后保供电和低碳化的重要过渡电源之一;然而,因其储液容量制约和风光反调峰特性造成系统在应对持续增大的负荷峰谷差时存在局限,容易造成风光流失且碳经济性不高。为此,该文引入具有双向快速功率调节能力的大容量储能-抽水蓄能,提出一种基于灵活碳捕集电厂与抽水蓄能联合的广义经济调度策略;广义经济调度综合电厂运行成本、电网净负荷经济效益、碳经济效益等多种元素。首先充分利用能耗时移特性和抽水蓄能的双倍调节能力,结合净负荷典型峰谷特征制定二者联合运行在电碳解耦下“峰互补、谷协同”机制,实现深度调峰下兼顾碳捕集和新能源消纳;进而构建电-碳市场下考虑灵活性约束等因素的广义经济成本最小为目标的调度模型,用模糊参数表征净负荷的不确定性,采用改进灰狼算法求解。仿真结果表明所提两者联合的广义经济调度策略相较于仅考虑灵活碳捕集电厂,综合成本降低25.33%,碳排放量减少18.71%,弃风弃光成本下降98.70%,验证了所提联合调度策略的优越性。

关键词：碳捕集电厂抽水蓄能联合运行广义经济调度

考虑超碳需求响应的综合能源系统低碳优化调度

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电网技术 2024年第5期48卷 1863-1872,I0015,I0012-I0014页

作者：崔杨姜帅赵钰婷徐扬张节潭王茂春王铮现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 国网青海省电力公司调度控制中心青海省西宁市810008 国网甘肃省电力公司调度控制中心甘肃省兰州市730030

西北地区新能源发展迅速,充分利用当地独有的光热资源优势,同时结合火电低碳化改造与新能源协同运行,有利于推动当地能源系统绿色低碳转型。为尽最大限度地提升系统的减碳能力,提出一种基于源荷协同降碳的超碳需求响应模型,将动态碳排... 详细信息

西北地区新能源发展迅速,充分利用当地独有的光热资源优势,同时结合火电低碳化改造与新能源协同运行,有利于推动当地能源系统绿色低碳转型。为尽最大限度地提升系统的减碳能力,提出一种基于源荷协同降碳的超碳需求响应模型,将动态碳排放因子作为分时电价的惩罚因子,从而将源侧碳信号传递至荷侧,驱使用户侧进行低碳性状态转移。首先,在日前调度阶段,构建预调度-再调度两阶段调度运行机制,再调度根据预调度的系统状态信息进行超碳需求响应,来深度降低系统碳排量。其次,将光热电站引入综合能源系统,与风电场、碳捕集电厂协同运行,从而构建高比例新能源场景,来验证超碳需求响应在此场景下的减碳效益。最后,建立了基于超碳需求响应的预调度-再调度两阶段低碳调度模型。经算例仿真分析表明,所提源荷协同降碳的新思路能有效提高系统的减碳能力,深入挖掘系统的降碳空间,提升系统的经济效益。

关键词：综合能源系统动态碳排放因子超碳需求响应碳捕集电厂低碳经济调度

考虑碳捕集与CVaR的电力系统低碳经济调度

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电力系统保护与控制 2023年第11期51卷 131-140页

作者：寇洋武家辉张华杨健江欢可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心(新疆大学) 新疆乌鲁木齐830047 中广核新能源投资(深圳)有限公司新疆分公司新疆乌鲁木齐830011

碳捕集电厂能够实现高碳火电的低碳化,是降低碳排放的有效举措之一。伴随着风电渗透率的不断增加,且风电出力具有间歇性等特点,给电力系统带来巨大的调峰压力。通过综合灵活运行碳捕集电厂中的溶液存储设备进行“能量时移”,以解决系统... 详细信息

碳捕集电厂能够实现高碳火电的低碳化,是降低碳排放的有效举措之一。伴随着风电渗透率的不断增加,且风电出力具有间歇性等特点,给电力系统带来巨大的调峰压力。通过综合灵活运行碳捕集电厂中的溶液存储设备进行“能量时移”,以解决系统接入大规模风电所造成的调峰问题。同时考虑到风电的随机性会增加调度运行中的风险,引入金融风险管理方法中的条件风险价值(conditional value-at-risk,CVaR)对调度运行中的风险成本进行度量,以系统运行经济性最高为目标,建立计及CVaR含碳捕集电厂与风电电力系统的综合低碳优化调度模型。通过仿真算例证明了所提模型的可行性,在有效降低系统的碳排放与运行风险的同时保证系统经济性最优。

关键词：碳排放碳捕集电厂风电 CVaR 低碳优化调度

计及碳捕集电厂综合灵活运行方式的含P2G综合能源系统低碳经济调度

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电力自动化设备 2023年第1期43卷 1-8页

作者：王义军李梦涵齐岩东北电力大学电气工程学院吉林吉林132012

针对电转气(P2G)、碳捕集系统在运行时间上存在的不同步问题,将储液罐作为CO_(2)“缓冲站”连接碳捕集电厂(CCPP)与P2G,构建考虑综合灵活运行方式的CCPP与P2G联合运行的综合能源系统(IES)低碳经济调度模型。通过研究储液罐的“能量时移... 详细信息

针对电转气(P2G)、碳捕集系统在运行时间上存在的不同步问题,将储液罐作为CO_(2)“缓冲站”连接碳捕集电厂(CCPP)与P2G,构建考虑综合灵活运行方式的CCPP与P2G联合运行的综合能源系统(IES)低碳经济调度模型。通过研究储液罐的“能量时移”特性,分析包含储液罐的P2G-CCPP新型联合运行模式对于促进风电消纳、降低碳排放的积极影响,基于此建立考虑CCPP综合灵活运行方式以IES总运行成本最小为目标的低碳经济调度模型,在CPLEX中以改进的IEEE 39节点电力网络模型和7节点天然气网络模型为例进行仿真验证,结果证明所提运行方式对于实现IES低碳经济调度有重要的借鉴作用。

关键词：碳捕集电厂综合灵活运行方式储液罐电转气设备低碳经济调度

计及碳捕集电厂调峰定价策略的多主体电力系统日前–实时灵活调度

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中国电机工程学报 2023年第18期43卷 7043-7060页

作者：崔杨张聪赵钰婷施浩波刘新元现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网山西省电力科学研究院山西省太原市030012

风电等可再生能源高比例并网是实现能源电力“双碳”目标的重要特征,但其反调峰特性加大了电力系统调峰负担,不利于电力系统低碳转型。在加快计划调度向市场调度转型的进程中,如何以市场化运行为前提进而提高电力系统调峰灵活性成为亟... 详细信息

风电等可再生能源高比例并网是实现能源电力“双碳”目标的重要特征,但其反调峰特性加大了电力系统调峰负担,不利于电力系统低碳转型。在加快计划调度向市场调度转型的进程中,如何以市场化运行为前提进而提高电力系统调峰灵活性成为亟需解决的问题。该文首先利用碳捕集电厂与用户侧资源优良的调峰特性,充分探讨了两者参与调峰辅助服务市场的可行性,由此提出了源荷两侧参与能量-调峰市场且联合出清的灵活性调峰策略。其次,基于碳捕集电厂调峰的成本特性,利用群决策-层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)制定了碳捕集电厂调峰定价策略,并且运用外部化内在性理论以及环境指标系数形成了因地制宜的电力市场综合报价机制,进而完善了市场交易原则、交易流程与交易结算方式。最后,构建了以系统综合成本最优为目标的市场出清模型,并采用预出清、再出清的方法求解出清结果,算例仿真验证该文所提模型可有效满足系统调峰需求并减少碳排量。

关键词：碳捕集电厂用户侧资源灵活性调峰低碳排水平综合成本

计及碳捕集电厂低碳特性的含风电电力系统源–荷多时间尺度调度方法

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中国电机工程学报 2022年第16期42卷 5869-5886页

作者：崔杨邓贵波曾鹏仲悟之赵钰婷刘新元现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192 国网山西省电力科学研究院山西省太原市030012

逐步提升风电等可再生能源发电占比,并对火电机组进行低碳化改造,辅之以多类需求侧资源,是实现能源电力碳达峰、碳中和目标的重要手段。首先,挖掘源荷两侧低碳资源并分析其低碳特性,源侧在碳捕集电厂中装设烟气旁路系统与溶液存储器,形... 详细信息

逐步提升风电等可再生能源发电占比,并对火电机组进行低碳化改造,辅之以多类需求侧资源,是实现能源电力碳达峰、碳中和目标的重要手段。首先,挖掘源荷两侧低碳资源并分析其低碳特性,源侧在碳捕集电厂中装设烟气旁路系统与溶液存储器,形成碳捕集电厂综合灵活运行方式进而与风电协调配合;荷侧调用不同响应速度的价格型、激励型需求响应资源克服多时间尺度下碳捕集电厂综合灵活运行方式的局限,通过源荷资源协调优化,从而提高系统的低碳性能。其次,构建源荷协调的日前—日内—实时3阶段低碳经济调度模型,优化系统的负荷及旋转备用分配计划,并改善失负荷与弃风问题。最后,在改进的IEEE-39节点系统中进行算例分析,结果表明该调度方法能够利用源荷可调节资源的调度优势,实现电力系统低碳经济调度的目标。

关键词：碳捕集电厂低碳特性风电需求侧资源多时间尺度调度

计及灵活爬坡的气-电耦合综合能源系统低碳经济调度研究

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电网技术 2022年第9期46卷 3315-3323页

作者：张景淳陈胜彭琰卫志农马骏超河海大学能源与电气学院江苏省南京市211100 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江省杭州市310000

随着“双碳”目标的提出,电力系统低碳化转型以及新能源高比例渗透已成为必然趋势。然而,高比例新能源并网给电力系统灵活性运行带来了更大的挑战。因此,调度侧需具备充裕的运行灵活性以平抑净负荷波动。该文以含碳捕集电厂的气-电耦合... 详细信息

随着“双碳”目标的提出,电力系统低碳化转型以及新能源高比例渗透已成为必然趋势。然而,高比例新能源并网给电力系统灵活性运行带来了更大的挑战。因此,调度侧需具备充裕的运行灵活性以平抑净负荷波动。该文以含碳捕集电厂的气-电耦合综合能源系统为对象,提出了一种计及灵活爬坡需求的低碳经济调度模型。首先,计及了电力系统、天然气系统和碳捕集电厂的运行约束,构建了计及碳排放成本的低碳经济模型。然后,考虑了发电机组与碳捕集电厂提供运行灵活性爬坡服务,建立了计及灵活爬坡产品的综合能源系统低碳经济调度模型。最后,算例测试定量分析了碳价对于综合能源系统低碳调度决策的影响,量化了燃气机组与碳捕集电厂的运行灵活性。

关键词：气-电耦合综合能源系统碳捕集电厂高比例新能源渗透灵活爬坡产品

考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深度调峰补偿的多主体联合调峰优化调度

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电网技术 2024年第1期48卷 100-109页

作者：杨冬锋刘厚伟孙勇李宝聚刘畅刘晓军现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室(东北电力大学) 吉林省吉林市132012 国网吉林省电力有限公司吉林省长春市130021 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院吉林省长春市130021

为解决大规模风电不断并网引起的系统调峰负担增加问题,提出了一种考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深度调峰补偿的碳-储-荷联合调峰双层优化方法。首先,分析了碳捕集电厂参与深度调峰成本损失,提出了深调服务补偿模型。其次,分析了绿证交... 详细信息

为解决大规模风电不断并网引起的系统调峰负担增加问题,提出了一种考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深度调峰补偿的碳-储-荷联合调峰双层优化方法。首先,分析了碳捕集电厂参与深度调峰成本损失,提出了深调服务补偿模型。其次,分析了绿证交易机制对碳-储-荷联合调峰的积极作用;上层以电价引导型需求响应、改善净负荷曲线平滑性程度最优为目标,旨在降低负荷峰谷差,提高风电消纳空间,缓解深度调峰机组压力;下层基于上层优化后的调峰容量,考虑绿证交易机制与碳捕集电厂深调补偿收益的碳-储联合深度调峰综合成本最优为目标,旨在发掘绿证交易机制与调峰辅助服务对深度调峰作用,发挥碳-储联合深度调峰的能力,优化系统经济性、风电消纳量、碳排放量。最后,在改进的IEEE 30节点系统进行仿真,结果验证了所提模型的有效性。

关键词：深度调峰碳捕集电厂储能电站需求响应绿色证书交易机制双层优化

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基于风电-碳捕集电力系统的灵活性调峰策略

电力自动化设备 2023年第6期43卷 10-17,45页

作者：崔杨张聪张璐赵钰婷施浩波刘新元东北电力大学现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林吉林132012 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网山西省电力科学研究院山西太原030012

高比例风电并网增大了电力系统调峰负担,因此亟需提高电力系统调峰灵活性,助力新型电力系统低碳-零碳化的发展。分析碳捕集电厂优良的调峰性能及其用于调峰辅助服务的必要性,并论证碳捕集电厂低碳特性在碳交易中发挥的积极作用,由此提... 详细信息

高比例风电并网增大了电力系统调峰负担,因此亟需提高电力系统调峰灵活性,助力新型电力系统低碳-零碳化的发展。分析碳捕集电厂优良的调峰性能及其用于调峰辅助服务的必要性,并论证碳捕集电厂低碳特性在碳交易中发挥的积极作用,由此提出碳捕集电厂灵活性调峰的运行策略,并阐述所提策略的低碳性与经济性。构建以电力系统综合成本最优为目标的风电-碳捕集调度模型,并基于此模型对比不同灵活运行方式下碳捕集电厂的低碳性能与经济效益。最后,在改进的IEEE 39节点系统中进行仿真,结果验证了所提模型可有效协调调峰资源,在满足电力系统调峰需求的同时降低系统的碳排水平与运行成本。

关键词：碳捕集电厂风电调峰灵活性经济调度低碳