【摘 要】
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电能作为目前能源重点发展的领域,必须向以可再生能源为主体、清洁、高效的方向变革。目前电改推进速度加快,电-气综合能源系统(Integrated Electric Power and Natural Gas System,IEGS)已成为提升能源利用效率、降低用能成本、增强可再生能源消纳、促进多能互补的重要发展方向。电转气(Power to Gas,P2G)技术作为近几年兴起的新技术之一,通过将风能
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电能作为目前能源重点发展的领域,必须向以可再生能源为主体、清洁、高效的方向变革。目前电改推进速度加快,电-气综合能源系统(Integrated Electric Power and Natural Gas System,IEGS)已成为提升能源利用效率、降低用能成本、增强可再生能源消纳、促进多能互补的重要发展方向。电转气(Power to Gas,P2G)技术作为近几年兴起的新技术之一,通过将风能转化为天然气,为风电的消纳提供了新的思路,会成为电-气综合能源系统内的重要技术之一。针对目前我国弃风严峻的问题,本文从提升电-气综合能源系统可再生能源的消纳能力和降低运行成本两方面考虑,开展以下方面研究:首先介绍了区域级IEGS系统和系统中的电力系统、天然气系统、耦合元件的数学模型,并进一步介绍了电-气综合能源系统中建模的常用模型——能量枢纽(Energy Hub,EH)模型。然后分析了 P2G技术的运行成本,考虑到P2G运行成本对电-气综合能源系统调度运行的影响,发现P2G运行成本较高时系统在运行经济性与风电接纳能力间存在的矛盾关系,建立多目标日前优化调度模型,通过改进的多目标粒子群算法(Multiple Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)处理多目标协调优化问题,使 P2G 技术更加灵活地运用到电-气综合能源系统中消纳风电。将改进的MOPSO与传统MOPSO算法做对比分析,结果证明了改进的MOPSO收敛速度与精度更高,可以快速且精确地收敛到的真实Pareto前沿。最后,运用算例仿真计算,通过结果分析证明了电-气综合能源系统中计及P2G运行成本的必要性,以及兼顾考虑经济性与风电接纳能力的可行性,所采用的改进的多目标粒子群优化算法处理多目标优化问题,在提高系统风电接纳能力的同时,也可以有效保证系统运行的经济性,为调度决策者提供选择。
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