電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)中電轉(zhuǎn)氣廠站的規(guī)劃方法

周姝燦，郭子暄，程鑫，陳雷，左鄭敏，鐘依廬

(1. 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心，廣東 廣州 510080；2. 中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東 廣州 510663)

電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)是人類社會(huì)運(yùn)輸和使用能源的主要方式，得益于現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，2個(gè)原本相互獨(dú)立的系統(tǒng)逐漸向多系統(tǒng)耦合的綜合能源系統(tǒng)發(fā)展[1]。電轉(zhuǎn)氣(power-to-gas，P2G)技術(shù)為2個(gè)系統(tǒng)的耦合提供了關(guān)鍵技術(shù)，在綜合能源系統(tǒng)中扮演著重要的角色[2-3]。通常，電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)主要通過天然氣發(fā)電廠(natural gas-fired plants，NGFP)和P2G廠站進(jìn)行耦合，NGFP可將天然氣轉(zhuǎn)化為電能，P2G可將電能轉(zhuǎn)化為天然氣的主要成分甲烷[4-6]。耦合節(jié)點(diǎn)在儲(chǔ)能、能量轉(zhuǎn)化方面有著巨大潛力，能夠輔助綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行，提供備用、削峰填谷、調(diào)頻等服務(wù)，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)中能源的雙向流動(dòng)[7-11]。在多能源綜合系統(tǒng)下，僅考慮電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)已經(jīng)不能滿足多能源參與的需求，兼顧經(jīng)濟(jì)、安全、環(huán)保等多種因素的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化問題凸顯重要[12-15]。

P2G技術(shù)能夠?qū)⒍嘤嗟碾娏D(zhuǎn)化為甲烷或氫氣，存儲(chǔ)在天然氣管道網(wǎng)絡(luò)或存儲(chǔ)設(shè)備中，為可再生能源在電網(wǎng)中的大規(guī)模應(yīng)用提供了新的方案，能部分解決從電力系統(tǒng)到天然氣系統(tǒng)的容量和靈活性問題。天然氣系統(tǒng)運(yùn)行與天然氣發(fā)電廠運(yùn)行是相互影響且密不可分，而綜合能源系統(tǒng)中天然氣發(fā)電廠對電力系統(tǒng)的影響不可忽視。P2G技術(shù)增強(qiáng)了電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)的耦合，提高了能源的利用效率。隨著天然氣用戶的需求增加，對氣源供給側(cè)的要求越來越高，當(dāng)現(xiàn)有P2G廠站容量不能滿足時(shí)，需要對P2G廠站進(jìn)行擴(kuò)展。因此，如何合理地將天然氣系統(tǒng)和電力系統(tǒng)集成在一起，兼顧電力系統(tǒng)和天氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)出安全可靠的規(guī)劃方案至關(guān)重要。文獻(xiàn)[16]提出了一種計(jì)算聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠系統(tǒng)最大發(fā)電量的模型。文獻(xiàn)[17]提出了一種將發(fā)電與天然氣生產(chǎn)與調(diào)度相結(jié)合的方法，該方法建模一個(gè)優(yōu)化問題，其目標(biāo)函數(shù)是在管道容量約束條件下最大化發(fā)電量。文獻(xiàn)[18]詳細(xì)處理了天然氣和電力的穩(wěn)態(tài)潮流方程，旨在用于最優(yōu)經(jīng)濟(jì)調(diào)度。文獻(xiàn)[19]提出了線性模型來集成熱液系統(tǒng)中的電-氣長期運(yùn)營計(jì)劃，建立了天然氣-電力網(wǎng)絡(luò)的綜合潮流模型，并將該模型簡化為一個(gè)優(yōu)化問題，其目標(biāo)函數(shù)是在電力系統(tǒng)和天然氣管道約束下，使燃?xì)?電力系統(tǒng)的綜合運(yùn)行成本降至最低。文獻(xiàn)[20]強(qiáng)調(diào)了儲(chǔ)能系統(tǒng)的規(guī)劃選址問題，包括類型選擇和容量大小確定。文獻(xiàn)[21]考慮了將冷熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用于綜合能源系統(tǒng)，并構(gòu)建了以經(jīng)濟(jì)成本最低的調(diào)度模型作為目標(biāo)函數(shù)。為了滿足不同用戶對天然氣、電、制冷、供熱的能源需求，采用冷、熱、電相結(jié)合的綜合運(yùn)行方式被認(rèn)為是一種比典型的獨(dú)立功能系統(tǒng)具有更高效率的運(yùn)行方式。

P2G廠站的規(guī)劃旨在合理地選擇其安裝位置，有效降低發(fā)電成本，減少碳?xì)怏w排放，提高能源的利用效率。以上文獻(xiàn)中對P2G廠站安裝位置和容量的規(guī)劃，沒有考慮用戶需求的增長對電力線路和天然氣管道規(guī)劃的要求。為此，本文構(gòu)建包含天然氣系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和P2G廠站的綜合能源系統(tǒng)模型，探討以經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)為目標(biāo)的P2G廠站選址方案，并評估已建線路的負(fù)載能力。

1 P2G技術(shù)原理

P2G是一種電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，該技術(shù)通過將電能轉(zhuǎn)化為甲烷，和NGFP聯(lián)合實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，提高電力系統(tǒng)與天然氣系統(tǒng)之間的耦合度。同時(shí)，P2G廠站可以通過為電力系統(tǒng)提供輔助服務(wù)來提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。甲烷可以直接注入到現(xiàn)有的天然氣管道或存儲(chǔ)設(shè)備中進(jìn)行運(yùn)輸和存儲(chǔ)，無需支付任何額外成本，且電轉(zhuǎn)甲烷的應(yīng)用前景較大。因此，本文考慮了基于電轉(zhuǎn)甲烷技術(shù)的P2G廠站。P2G技術(shù)是指使用電能將二氧化碳(CO2)和水(H2O)轉(zhuǎn)化為甲烷和氫氣(H2)的過程，電轉(zhuǎn)甲烷一般分為2個(gè)階段，其原理如圖1所示。

圖1 電轉(zhuǎn)甲烷原理Fig.1 Principle of power-to-methane

第1步，通過電解H2O產(chǎn)生H2和O2，其化學(xué)方程式為

(1)

第2步，將式(1)產(chǎn)生的H2和CO2轉(zhuǎn)化為甲烷和H2O。式(2)描述了獲得甲烷的過程：

(2)

該過程是通過將第1步產(chǎn)生的H2與外界補(bǔ)充的CO2通過催化劑催化進(jìn)行結(jié)合而產(chǎn)生的。

P2G廠站可通過調(diào)頻服務(wù)、節(jié)能減排、能量儲(chǔ)存等電力系統(tǒng)輔助服務(wù)來獲得經(jīng)濟(jì)收益。同時(shí)，當(dāng)天然氣系統(tǒng)氣源點(diǎn)的供應(yīng)量滿足不了用戶需求時(shí)，P2G廠站可以作為備用氣源點(diǎn)滿足用戶需求。

2 天然氣系統(tǒng)

2.1 穩(wěn)態(tài)流量模型

天然氣通過管道從天然氣氣源點(diǎn)運(yùn)輸?shù)礁鱾€(gè)需求點(diǎn)形成天然氣傳輸網(wǎng)絡(luò)，天然氣傳輸網(wǎng)絡(luò)的建?？紤]3種基本類型的實(shí)體：管道、壓縮機(jī)(由管道表示)和互連點(diǎn)(由節(jié)點(diǎn)表示)。因此，天然氣系統(tǒng)模型由穩(wěn)態(tài)天然氣流量模型、壓縮機(jī)模型和流量平衡方程3個(gè)部分組成，其中線路(包括線路上的壓縮機(jī))和連接點(diǎn)用管道和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)學(xué)表示。從節(jié)點(diǎn)m到節(jié)點(diǎn)n的管道穩(wěn)態(tài)流量fmn表示為：

(3)

式中：πm、πn為節(jié)點(diǎn)m、n處氣體壓力；Cmn為管道常數(shù)；sgn(πm,πn)表示流動(dòng)方向，取值為1表示流動(dòng)方向?yàn)楣?jié)點(diǎn)m到節(jié)點(diǎn)n，取值為-1表示流動(dòng)方向?yàn)楣?jié)點(diǎn)n到節(jié)點(diǎn)m。

2.2 壓縮機(jī)模型

在管道中輸送氣體的過程中，由于摩擦阻力，氣流會(huì)損失一部分初始能量從而導(dǎo)致壓力損失。為了補(bǔ)償能量損失并推動(dòng)氣體流動(dòng)，在天然氣傳輸網(wǎng)絡(luò)中安裝了壓縮機(jī)站。如圖2所示，拓?fù)渚W(wǎng)中的壓縮機(jī)站設(shè)立在管道上，由燃?xì)獍l(fā)電機(jī)提供動(dòng)力，抵消壓力損失，補(bǔ)償能量耗損。圖2中fk、τk分別為節(jié)點(diǎn)m到節(jié)點(diǎn)n之間的壓縮機(jī)k流過的天然氣流量和消耗的天然氣流量。

經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)修正與理想氣體狀態(tài)的偏差后，壓縮機(jī)功率方程為：

(4)

(5)

式(4)、(5)中：Hmn為內(nèi)部功率消耗，表示通過壓縮機(jī)的氣體流量fmn與氣體壓力πm和πn之間的關(guān)系；Bmn為與壓縮機(jī)內(nèi)部溫度對應(yīng)的壓縮機(jī)效率常數(shù)；Zmn為壓縮機(jī)入口處與比熱比有關(guān)的氣壓常數(shù)；τmn是為壓縮機(jī)提供動(dòng)力而消耗的氣體體積；αmn、βmn、γmn為Hmn與τmn之間的轉(zhuǎn)換因子。

2.3 節(jié)點(diǎn)平衡方程

天然氣系統(tǒng)中，輸入節(jié)點(diǎn)的氣體總量等于輸出節(jié)點(diǎn)的氣體總量。流量平衡方程可以描述為：

(A+U)f+ω-Tτ=0；

(6)

(7)

式(6)、(7)中：A為管道-節(jié)點(diǎn)的連接矩陣，代表管道和節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系；U為壓縮機(jī)-節(jié)點(diǎn)的連接矩陣，代表壓縮機(jī)和節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系；f為氣體流量向量；T為壓縮機(jī)-節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣；τ為壓縮機(jī)氣體流量消耗向量，壓縮機(jī)將抽出一部分氣體τmn來驅(qū)動(dòng)NGFP，從而運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)k；ω為天然氣氣體凈注入節(jié)點(diǎn)的向量，ω=ωS-ωL，ωS和ωL分別為氣體供應(yīng)和氣體需求的向量；Amk表示管道k與節(jié)點(diǎn)m的連接關(guān)系及管道k中氣體流向，Umk表示壓縮機(jī)k與節(jié)點(diǎn)m的連接關(guān)系及經(jīng)過壓縮機(jī)k的氣體流向，Tmk表示壓縮機(jī)k是否消耗節(jié)點(diǎn)m的天然氣。

3 綜合系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)

3.1 目標(biāo)函數(shù)

將電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)和P2G廠站共同視為綜合能源系統(tǒng)的參與者，建立集成的混合整數(shù)規(guī)劃模型，然后采用集中協(xié)調(diào)的方法來規(guī)劃綜合能源系統(tǒng)?？紤]一種新的耦合方式，通過P2G廠站將電能轉(zhuǎn)化為天然氣，耦合節(jié)點(diǎn)(電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng))中P2G廠站的規(guī)模將影響現(xiàn)有線路的負(fù)荷情況，P2G廠站的位置直接影響其對綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)。P2G廠站的規(guī)劃對綜合能源系統(tǒng)有著重大影響，協(xié)調(diào)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型可以簡單表示為

max(NE+NG+NP2G).

(8)

式中：NE為電力系統(tǒng)的收益；NG為天然氣系統(tǒng)的收益；NP2G為P2G廠站的收益。式(8)中，電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)和P2G廠站集中管理，由授權(quán)的決策者負(fù)責(zé)整個(gè)規(guī)劃目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的總收入最大化。

3.1.1 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)

電力系統(tǒng)的收益NE簡單寫成

maxNE=RE,profit-(CE,captital+CE,operation)，

(9)

式中RE,profit、CE,captial、CE,operation分別為電力系統(tǒng)的收入、投資成本、運(yùn)營成本。電力系統(tǒng)的收益RE,profit包括向P2G廠站和其他用戶出售電能的收益。投資成本CE,captial包括為了滿足負(fù)荷需求在原始網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)建的電力線路，以及為了使整個(gè)能源系統(tǒng)連通所新建的電力線路投資費(fèi)用。運(yùn)行成本CE,operation包括非燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電成本、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電成本以及P2G廠站為電力系統(tǒng)提供備用服務(wù)的成本。計(jì)算公式如下：

(10)

(11)

(12)

3.1.2 天然氣系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)

天然氣系統(tǒng)的收益NG簡單寫成

maxNG=RG,profit-(CG,capital+CG,operation)，

(13)

式中RG,profit、CG,captial、CG,operation分別為天然氣系統(tǒng)的收入、投資成本、運(yùn)營成本。收入RG,profit來自向NGFP和其他天然氣用戶出售天然氣。CG,captial包括連接P2G廠站和電網(wǎng)的新建天然氣管道成本以及為滿足其他天然氣用戶的需求而建設(shè)的天然氣管道成本。CG,operation由購買氣源點(diǎn)的天然氣成本和購買P2G廠站生產(chǎn)的天然氣成本組成。計(jì)算公式如下：

(14)

(15)

(16)

3.1.3 P2G廠站經(jīng)濟(jì)目標(biāo)

P2G廠站的收益NP2G簡單寫成

maxNP2G=RP2G,profit-(CP2G,capital+CP2G,operation),

(17)

式中RP2G,profit、CP2G,captial、CP2G,operation分別為P2G廠站的運(yùn)營收入、投資成本、運(yùn)營成本。計(jì)算公式如下：

(18)

(19)

(20)

3.2 約束條件

3.2.1 電力系統(tǒng)約束條件

氣電互聯(lián)系統(tǒng)中電力系統(tǒng)的產(chǎn)、輸、配電是同時(shí)進(jìn)行的，整個(gè)系統(tǒng)需滿足有功功率平衡約束。由于本文使用直流潮流的方法計(jì)算線路潮流，不考慮線路的損耗，故總發(fā)電功率等于用戶負(fù)荷與賣給P2G廠站負(fù)荷之和；同時(shí)還要滿足任意時(shí)刻任意節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)有功功率平衡約束。為了避免線路負(fù)荷過大，已經(jīng)存在和新建的電力線路都需要滿足輸電線路傳輸最大容量限制；由于發(fā)電機(jī)組的技術(shù)條件限制，不同類型的發(fā)電機(jī)組有功出力都必須在一定的范圍內(nèi)。電力系統(tǒng)約束條件如下：

(21)

(22)

(23)

(24)

|Pij,t|≤Pij,max,?ij∈ΩEL;

(25)

(26)

(27)

(28)

3.2.2 天然氣系統(tǒng)約束條件

天然氣系統(tǒng)約束條件如下：

(29)

|Sij,t|≤Sij,max,?ij∈ΩGP;

(30)

(31)

(32)

πi,min≤πi,t≤πi,max,?i∈ΩGBUS;

(33)

?ij∈ΩGP;

(34)

?ij∈ΩGCP;

(35)

?i∈ΩGBUS;

(36)

(37)

3.2.3 P2G廠站約束條件

P2G廠站約束條件如下：

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

4 算例仿真

4.1 系統(tǒng)設(shè)置

設(shè)置綜合能源系統(tǒng)的電力系統(tǒng)由10個(gè)發(fā)電機(jī)(4個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)和6個(gè)火力發(fā)電機(jī))、17個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、31條輸電線組成。為了滿足用戶的用電需求，準(zhǔn)備10個(gè)候選電線可供規(guī)劃。天然氣系統(tǒng)由9個(gè)天然氣負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、6個(gè)氣源點(diǎn)、20條天燃?xì)夤艿篮?個(gè)壓縮機(jī)站組成[22]。2個(gè)壓縮機(jī)位于天然氣節(jié)點(diǎn)4G、14G之間和天然氣節(jié)點(diǎn)17G、18G之間，其中上標(biāo)“G”表示在天然氣系統(tǒng)中設(shè)置的節(jié)點(diǎn)，沒有上標(biāo)“G”的節(jié)點(diǎn)或線路標(biāo)號(hào)表示該節(jié)點(diǎn)位于電力系統(tǒng)中。在電力系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)7、15、21、22上建立4個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)，這些節(jié)點(diǎn)分別對應(yīng)天然氣系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)20G、16G、4G、12G。為了滿足用戶的天然氣負(fù)荷需求，設(shè)置15條候選天然氣管道可供規(guī)劃。電力市場和天然氣市場的出清價(jià)格參考Nord Pool電力市場和歐洲能源交易所(European Energy Exchang，EEX)天然氣市場，由于本文不考慮節(jié)點(diǎn)價(jià)格機(jī)制，電力和天然氣價(jià)格是統(tǒng)一的結(jié)算價(jià)格[23]。

在該綜合能源系統(tǒng)中，將從5個(gè)候選P2G廠站位置中規(guī)劃出3個(gè)P2G廠站。此外，將建立3條候選輸電線或候選天然氣管道用來連接每個(gè)候選P2G廠站，最終規(guī)劃出1條成本最低的輸電線或天然氣管道。候選P2G廠站參數(shù)見表1。

候選的P2G廠站有3種類型：類型1，在天然氣系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)上建立P2G廠站，則應(yīng)建造新的輸電線將P2G廠站與電力系統(tǒng)相連；類型2，P2G廠站位于電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)上，則應(yīng)建造新的天然氣管道將P2G廠站連接到天然氣系統(tǒng)；類型3，P2G廠站建立在孤立節(jié)點(diǎn)，需要額外建立新的輸電線或天然氣管道。電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)的耦合節(jié)點(diǎn)對為(21，4G)、(22，12G)、(15，16G)和(7，20G)。

表1 候選P2G廠站參數(shù)Tab.1 Candidate P2G station parameters

整個(gè)綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃年限設(shè)為10年；將規(guī)劃年限內(nèi)的年折現(xiàn)率設(shè)為5%，將P2G廠站的建設(shè)成本的5%設(shè)為運(yùn)行成本[2]。使用集中式協(xié)調(diào)規(guī)劃方法，將P2G廠站、天然氣系統(tǒng)和電力系統(tǒng)看作1個(gè)整體，對這個(gè)集合體進(jìn)行求解，獲得規(guī)劃結(jié)果。各個(gè)電力負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的日總有功負(fù)荷(不包括P2G廠站的需求)曲線如圖3所示，改進(jìn)的IEEE 24節(jié)點(diǎn)綜合能源系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3 日總有功負(fù)荷曲線Fig.3 Total daily active load curve

4.2 規(guī)劃結(jié)果

本文方法采用集中協(xié)調(diào)規(guī)劃的方案，在對含P2G廠站的綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)規(guī)劃的結(jié)果中，將獲得最高收入的方案設(shè)置最佳方案。將獨(dú)立規(guī)劃方法作為本文的對比方案，即電力系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)和P2G系統(tǒng)分別作為獨(dú)立系統(tǒng)單獨(dú)求解。獨(dú)立規(guī)劃方法中，先規(guī)劃P2G廠站的位置，然后電力系統(tǒng)根據(jù)P2G廠站規(guī)劃結(jié)果調(diào)整線路，最后天然氣系統(tǒng)根據(jù)前兩者的結(jié)果線路規(guī)劃。2種方法的規(guī)劃結(jié)果收益信息見表2?？梢钥吹?，獨(dú)立規(guī)劃方法中的P2G凈收益較大，因?yàn)镻2G規(guī)劃的優(yōu)先級(jí)最高；本文方法的綜合系統(tǒng)凈收益最大，相比于獨(dú)立規(guī)劃方案有著更好的整體性。

圖4 改進(jìn)的IEEE 24節(jié)點(diǎn)綜合能源系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.4 Topology structure of improved IEEE 24 node integrated energy system

表2 規(guī)劃結(jié)果的凈收益信息Tab.2 Net earnings of planning results 萬美元

本文方法中，P2G廠站參與服務(wù)的收益信息見表3?？梢钥闯?，售氣收益是P2G廠站的最大收益組成部分，調(diào)頻服務(wù)收益次之，調(diào)頻收益包括調(diào)頻能量和調(diào)頻容量收益2個(gè)部分，最小的是碳排放收益。P2G廠站能夠消納多余的電力并轉(zhuǎn)換為天然氣，然后將其出售給天然氣系統(tǒng)。同時(shí)，在這個(gè)轉(zhuǎn)化過程中將消耗一定量的CO2，這將給參與碳交易市場中的綜合能源系統(tǒng)帶來巨大的利潤潛力，并為P2G廠站帶來可觀的碳交易收入。對于電力系統(tǒng)，與P2G廠站的聯(lián)合運(yùn)行可以為電力系統(tǒng)帶來可觀的售電收入，P2G廠站提供的輔助服務(wù)將使電力系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，同時(shí)可以減少由火力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的大量碳排放。

表3 P2G廠站參與服務(wù)的收益信息Tab.3 Earnings of P2G station 萬美元

表4為本文方法的P2G廠站選址規(guī)劃結(jié)果，表5為電力系統(tǒng)拓展后的新建輸電線和天然氣網(wǎng)絡(luò)拓展后的新建管道的規(guī)劃結(jié)果。可以看出，為了滿足用戶需求，需要新建2條電力線路、4條天然氣管道、3個(gè)P2G廠站。

表4 P2G廠站選址結(jié)果Tab.4 Site selection results of P2G station

表5 候選天然氣管道和電力線路規(guī)劃結(jié)果Tab.5 Planning results of candidate gas pipelines and power lines

5 結(jié)束語

本文提出了一個(gè)包含P2G廠站、電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)的綜合能源系統(tǒng)協(xié)調(diào)計(jì)劃框架，通過修改的IEEE 24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和天然氣耦合系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃。結(jié)果表明，P2G廠站能夠增加綜合能源系統(tǒng)的靈活性，消納多余電力并降低碳排放，對電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)有著積極的正向作用。此外，與傳統(tǒng)模式下的電力系統(tǒng)和天然氣系統(tǒng)單獨(dú)規(guī)劃方案相比，本文提出的規(guī)劃方案能獲得更好的整體經(jīng)濟(jì)效益。P2G廠站作為儲(chǔ)能系統(tǒng)，能夠解決電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，提供輔助服務(wù)，參與碳交易獲得除日常運(yùn)營外的額外收益，并降低CO2排放。