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混合市场环境下计及电转气的园区燃气机组调峰优化模型
林宏宇, 闫庆友, 德格吉日夫, 杨莘博, 吴静, 樊伟, 谭忠富, 崔战涛
电力建设 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (10) : 106-115.
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混合市场环境下计及电转气的园区燃气机组调峰优化模型
Peak-Regulation Optimization Model for Gas-Fired Generators in Parks with P2G Employed Under Mixed Market Environment
清洁能源消纳是当前我国电力市场改革加速推进的一项重要目标。在此背景下,文章构建了混合市场环境下计及电转气(power-to-gas,P2G)的园区燃气机组调峰优化模型。首先,设计了风光机组、燃气机组、电转气和储气罐参与的园区电力系统运行结构;其次,计及绿证交易市场和调峰辅助服务市场机制,分别构建了园区发电机组绿证交易模型和调峰补偿模型;然后,以清洁能源消纳最大化、燃气调峰意愿最大化、CO2排放最小化和系统净收益最大化为目标,构建了清洁能源驱动下含P2G设备的园区供电系统经济调度数学模型;最后,采用混沌粒子群算法对模型求解。结果表明,此模型兼顾了P2G设备以及调峰补偿机制的园区电力系统,清洁能源消纳率提升了6.69%,CO2排放量减少了14.66 t;燃气机组积极参与了调峰,系统净收益最高提升了18.706万元,验证了所提模型的有效性,并体现了求解算法较好的收敛效果。
Clean energy power accommodation is a key goal that China has been chasing currently since the power market reform was carried out. Under this background, this paper constructs a peak-regulation optimization model for gas-fired generators in parks with power-to-gas units employed under the mixed market environment. Firstly, the structure of a park power system with photovoltaic and wind power generators, gas-fired generators, a power-to-gas converter, and a gas storage tank is designed. Secondly, with consideration of the green certificate market and peak-regulation compensation mechanism, green certificate trading models for power units in the park and a peak-regulation compensation model are both built. Thirdly, a mathematical model of economic dispatch for park power supply systems with power-to-gas units and clean energy power generation is built, in the pursuit of the minimum CO2 emission and the maximum clean energy power accommodation, peak-regulation willingness of gas-fired generators and system’s revenue. The model is solved by using the chaos particle swarm optimization algorithm. The following results are obtained: 1) the consumption rate of clean energy power has increased 6.69% and the CO2 emission has reduced 14.66 tons, in the scenario with both power-to-gas and peak-regulation compensation mechanism involved; 2) the revenue of the system has increased up to 187,060 Yuan, after fully considering gas-fired generators’ participation in peak regulation, thus verifying the effectiveness of the proposed model and showing a better convergence effect of the algorithm.
电转气(P2G) / 绿证交易市场 / 燃气调峰优化模型 / 混沌粒子群算法
power-to-gas(P2G) / green certificate market / peak-regulation optimization for gas-fired generators / chaos particle swarm optimization algorithm
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储能是解决可再生能源发电不稳定的有效方式之一,从而实现可再生能源的大规模利用与分享。储能的方式可以是电池,也可以通过需求响应的方式实现。以能源互联网的气电协同规划为背景,通过电转气技术可以实现有效、长期、广域的储能。文中从能源互联网的角度介绍电转气技术的基本理论,并提出电转气应用于电力系统与天然气网络的规划与运行的可能方式。采用多阶段气电协同规划为例验证方法的可行性。
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